Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SPINDLE HEAD FOR A UNIVERSAL MILLING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/078101
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a spindle head for a universal milling machine. Said head comprises a housing (12) that is rotatably mounted on a machine part (10) and a directly driven working spindle (14) that is positioned in the housing parallel to the axis. According to the invention, a second spindle unit (15, 2), which can be displaced about two axes, is provided on the rear face of the housing (12).

Inventors:
GSTIR WALTER (AT)
HAAS PETER (DE)
FRITZ HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/002488
Publication Date:
September 25, 2003
Filing Date:
March 11, 2003
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DECKEL MAHO PFRONTEN GMBH (DE)
GSTIR WALTER (AT)
HAAS PETER (DE)
FRITZ HELMUT (DE)
International Classes:
B23Q1/01; B23Q1/50; B23C1/12; B23Q1/54; B23Q1/62; B23Q1/70; B23Q5/04; (IPC1-7): B23Q1/54; B23Q39/02
Foreign References:
DE8809972U11988-10-13
DE29623999U12001-03-08
EP1038630A12000-09-27
US5664308A1997-09-09
FR2694720A11994-02-18
EP1074338A22001-02-07
DE10027509A12001-12-13
DE29907810U11999-07-29
DE4308419A11994-09-22
DE19850603A12000-05-11
Attorney, Agent or Firm:
Siegfried J. (Steinsdorfstrasse 10, München, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche
1. Spindelkopf für eine UniversalFräsmaschine mit einem an einem Maschinenteil (10) verdrehbar montiertem Gehäuse (12) und einer achsparallel im Gehäuse angeordneten direktangetriebe nen Arbeitsspindel (14), dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite des Gehäuses (12) eine um zwei Achsen ver stellbare zweite Spindeleinheit (15,2) angeordnet ist.
2. Spindelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spindeleinheit einen verdrehbaren Gabelkopf (15) enthält, zwischen dessen Gabeln (19,20) eine Arbeitsspindel (23) verschwenkbar gelagert ist.
3. Spindelkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Spindelkopfes zur Achse der im Gehäuse (12) ein gebauten Arbeitsspindel (14) parallel verläuft und seitlich ver setzt ist.
4. Spindelkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei achsparalleler Ausrichtung der beiden Arbeitsspindeln (14,23) ihre Achsen zusammenfallen.
5. Spindelkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gabelkopf (15) ein flexibler Versor gungsschlauch (26) angeschlossen ist.
6. Spindelkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gabelkopf (15) einen EMotor und ein Getriebe als Schwenkantrieb der zweiten Arbeitsspindel (23) auf weist.
7. Spindelkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse der zweiten Arbeitsspin del (23), die Drehachse des Gabelkopfes (15) und die Drehachse des Spindelgehäuses in zueinander rechtwinkligen Ebenen ver laufen.
Description:
Spindelkopf für eine Universal-Fräsmaschine Die Erfindung betrifft einen Spindelkopf für eine Universal-Fräs- maschine mit einem an einem verfahrbaren Maschinenteil verdreh- bar montierten Gehäuse und einer achsparallel im Gehäuse ange- ordneten direktangetriebenen Arbeitsspindel.

In neuerer Zeit wird die Komplexbearbeitung von Werkstücken in einer Aufspannung angestrebt, um Produktionsleistung und Genau- igkeit zu erhöhen. Es sind bereits verschiedene Universal-Fräsma- schinen bekannt, in denen auch relativ große und sperrige Werkstü- cke durch Verwendung von drehangetriebenen Rundtischen durch Fräsen und Drehen bearbeitet werden können. Daneben ist es seit langem üblich, Schrupp-und auch Schlichtarbeiten an einem Werk- stück in der gleichen Maschine auszuführen, wobei hierzu allerdings die unterschiedlichen Werkzeuge in die einzige Arbeitsspindel ein- bzw. ausgewechselt werden müssen, was naturgemäß mit gewissen Zeitverlusten verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spindelkopf für eine Universal- Fräsmaschine zu schaffen, der eine Komplexbearbeitung auch sper- riger und großvolumiger Werkstücke in einer Aufspannung bei ver- minderten Zeitverlusten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Rückseite des Gehäuses des Spindelkopfes eine um zwei Achsen verstellbare zweite Spindeleinheit angeordnet ist.

Durch die Erfindung wird der Arbeitsbereich der mit dem Spindel- kopf ausgerüsteten Werkzeugmaschine erheblich vergrößert. Die im Spindelgehäuse integrierte erste Arbeitsspindel ist zur Durchfüh- rung der verschiedenen Fräs-und Bohrarbeiten ausgelegt und auch für den Schruppbetrieb dimensioniert. Dementsprechend können mit dieser Arbeitsspindel die normalerweise anfallenden Bearbei- tungsarten mit jeweils hoher Spanleistung durchgeführt werden.

Schrupp-und gröbere Schlichtarbeiten sind in gleicher Weise mög- lich. Das Vorsehen einer in zwei Achsen verstellbaren zweiten Spin- deleinheit an der Rückseite des Spindelgehäuses erweitert den Ar- beitsbereich einer Werkzeugmaschine, da nunmehr auch feine Schlichtarbeiten, Gravuren, Feinbohrungen und dergleichen auf ein- fache Weise und ohne vorherigen Werkzeugwechsel ausgeführt wer- den können. Durch die Einstellmöglichkeit der zweiten Arbeitsspin- del in zwei zueinander senkrechten Achsen lassen sich auf einfache Weise Schrägbohrungen-und-nuten, Hinterschnitte sowie durch kontinuierliche Winkelverstellung auch ballige Flächen am Werk- stück ausarbeiten.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Werkzeugmaschine mit ei- nem in der vorgenannten Weise ausgebildeten Spindelkopf und ei- nem Rundtisch zur Aufnahme sperriger und voluminöser Werkstü- cke, der über einen leistungsfähigen Drehantrieb verfügt, mit dem das Werkstück in Rotation mit mehreren 100 U/min versetzt werden kann. Dies ermöglicht zusätzlich die Ausführung bestimmter Dreh- arbeiten am Werkstück nach einspannen eines Drehwerkzeuges vorzugsweise in die erste leistungsfähigere Arbeitsspindel. Daneben können jedoch auch mit der zweiten Spindel Fräsarbeiten am rotie- renden Werkstück durchgeführt werden. Zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zum Erhalt einer hohen Flexibilität bei guter Steifigkeit weist die zweite Spindeleinheit einen an der Rückseite des Spindelgehäuses verdrehbar montierten Gabelkopf auf, zwischen dessen Gabel eine direktangetriebene Arbeitsspindel verschwenkbar gelagert ist.

Zweckmäßig kann diese Arbeitsspindel eine Hochgeschwindigkeits- spindel (HS-Spindel) mit Drehzahl von über 20 000 U/min sein.

Zweckmäßigerweise ist der Gabelkopf konstruktiv so ausgelegt, daß seine Drehachse zur Achse der im Gehäuse eingebauten Arbeits- spindel parallel und seitlich derart versetzt ist, daß bei achsparalle- ler Ausrichtung der beiden Arbeitsspindeln die beiden Spindelach- sen miteinander fluchten, d. h. zusammenfallen.

Arbeitsspindeln sind normalerweise an zwei Versorgungssysteme, Energieversorgung und Spülung, angeschlossen, und zwar über zwei flexible Schlauchzuleitungen. Gemäß einer zweckmäßigen Ausges- taltung der Erfindung ist am Gabelkopf nur ein einziger flexibler Versorgungsschlauch angeschlossen, wobei der Anschluß an das zweite Versorgungssystem über eine interne Drehdurchführung des Gabelkopfes zum Spindelgehäuse erfolgt.

Um die Winkelverstellung der Arbeitsspindel in den Gabeln und auch die Drehstellung des Gabelkopfes am Spindelgehäuse einstel- len und insbesondere die eingestellten Lagen auch ausreichend fest fixieren zu können, ist gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausges- taltung der Erfindung am Gabelkopf ein E-Motor und ein Getriebe als Schwenkantrieb der zweiten Arbeitsspindel sowie im Gehäuse ein weiterer E-Motor als Direktantrieb für die Verdrehung des Ga- belkopfes vorgesehen.

Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Spindel- kopfes in einer Universal-Fräsmaschine anhand der Zeichnung. Es zeigen : Fig. 1 eine Universal-Fräsmaschine mit dem erfindungsgemäßen Spindelkopf in schematischer perspektivischer Darstellung ; Fig. 2 verschiedene Betriebsstellungen des Spindelkopfes in jeweils schematischer perspektivischer Darstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte Universal-Fräsmaschine enthält auf einem Unterbau 1 ein durchgehendes hochsteifes Maschinenbett 2, auf dem ein Rundtisch 3 mit darauf aufgespanntem zylindrischen Werk- stück 4 in Richtung des Pfeils 5 motorisch verfahrbar angeordnet ist. Auf dem Unterbau 1 stützt sich ferner ein Ständer 6 in Portal- bauweise ab, an dessen dem Werkstück 4 zugewandter Vorderseite ein Schlitten 7 in Vertikalführungen 8 motorisch verfahrbar ange- ordnet ist. An vorderen Horizontalschienen 9 dieses Vertikalschlit- tens 7 ist ein Horizontalschlitten 10 geführt, an dessen Vorderseite ein Spindelkopf 11 um eine horizontale Achse 12 motorisch verdrehbar befestigt ist. Dieser Spindelkopf 11 hat ein Gehäuse 13, in welchem eine erste Arbeitsspindel 14 zusammen mit einem direk- ten Antriebsmotor aufgenommen ist. In dem in Fig. 1 verbreiterten unteren Teil des Spindelgehäuses 13 befindet sich ein Drehantrieb für einen Gabelkopf 15, der an der der ersten Arbeitsspindel 14 ent- gegengesetzten Endseite des Gehäuses um eine Achse 16 verdreh- bar montiert ist.

Wie insbesondere aus Fig. 2b ersichtlich, ist der Gabelkopf 15 über eine Drehscheibe 17 an der Gehäuserückwand befestigt, die eine - nicht dargestellte-Drehdurchführung für einen ersten Typ von Versorgungsleitungen umgibt. Der Gabelkopf 15 enthält einen Ge- häuseteil 18 und zwei endseitige Gabeln 19,20 mit jeweils einem Durchbruch 21, in denen ein Spindelgehäuse 22 über zwei Lager- zapfen um die Zapfenachse verschwenkbar gelagert ist. In diesem Spindelgehäuse 22 befindet sich die zweite Arbeitsspindel 23 zu- sammen mit ihrem-nicht dargestellten-Antriebsmotor. An der ei- nen Seite des Gehäuseteils 18 des Gabelkopfes 15 ist ein Anschluß 25 für einen einzigen flexiblen Versorgungsschlauch 26 vorgesehen.

Wie aus Fig. 2a, 2b ersichtlich, befindet sich an der anderen Seite des Gabelkopfes 15 in einem schmalen Gehäuseteil 27 ein elektri- scher Antriebsmotor, der über ein durch einen seitlichen Deckel 28 abgedecktes Getriebe die zweite Arbeitsspindel 23 mit ihrem Gehäu- se 22 um die Lagerzapfen 21 veschwenkt und in der jeweils ge- wünschten Spindelstellung mit ausreichend hohem Haltemoment fixiert.

Wie in Fig. 2 auszugsweise gezeigt, kann der erfindungsgemäße Spindelkopf in verschiedenartigen Stellungen eine Vielzahl von Be- arbeitungsoperationen ausführen. In der Betriebsstellung nach Fig.

2a ist die besonders leistungsfähige erste Spindel 14 betriebsbereit, d. h. nach Einwechseln eines entsprechenden Werkzeugs können insbesondere Schrupparbeiten an dem Werkstück 4 ausgeführt werden. Zur Durchführung von verschiedenartigen Feinarbeiten am Werkstück 4 wird der Spindelkopf um seine horizontale Achse 12 um 180° gedreht, so daß sich dann der Gabelkopf mit der zweiten Arbeitsspindel 23 in seiner betriebsbereiten Position befindet. Für eine kollisionsfreie Drehbewegung des Spindelkopfes 11 ist es we- sentlich, daß die verschiedenen Bauteile des Gabelkopfes nicht oder nur unwesentlich über das Spindelgehäuse 12 vorstehen, wie dies z. B. den Fig. 1 und 2a zu entnehmen ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel be- schränkt. So kann beispielsweise der erfindungsgemäße Spindelkopf auch bei Einsatz an einer sogenannten Konsol-Maschine mit vertikal verfahrbarem Werkstücktisch als Horizontalkopf ausgebildet und z. B. auf der Oberseite eines Ständers um eine Vertikalachse verdrehbar angeordnet sein. Daneben sind auch verschiedene Vari- anten des Gabelkopfes möglich, beispielsweise der Wegfall der einen oder anderen Gabel 19,20, so daß das Gehäuse 22 der Feinspindel nur einseitig gehalten und verdrehbar gelagert ist. Schließlich kann als Schwenkantrieb für die Feinspindel 23 auch ein sogenannter Di- rektantrieb verwendet werden, bei welchem der Stator in zumindest einer der Gabeln 19,20 und der Rotor eines derartigen E-Motors auf dem jeweiligen Lagerzapfen des Spindelgehäuses 22 befestigt sind.

Durch einen derartigen Direktantrieb kann das vom Deckel 28 ab- gedeckt Getriebe entfallen. Als weitere Variante kann der Versor- gungsschlauch-wie in Fig. 2c in Strichlinien angedeutet-an das Zapfenlager 21 des Feinspindelgehäuses 22 angeschlossen sein.