DE4316411C1

DE4316411C1 - High-speed milling and boring machine tool spindle with direct electric drive - has rotor of motor attached releasably to end of spindle shaft in casing with division at right-angles to its axis

Info

Publication number: DE4316411C1
Application number: DE19934316411
Authority: DE
Inventors: Anton Dr Ing Mayer; Michael Dipl Ing Paul
Original assignee: PRECISE PRAEZISIONSSPINDELN GM
Current assignee: PRECISE PRAEZISIONSSPINDELN GM
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2013-05-18

Abstract

The shaft (30) fills almost completely the cavity (7) in a cylindrical casing (1) and rotates in axially staggered single ball bearings (8,9) sepd. by about five times the shaft radius. Another casing (4) contg. the electric motor (40) is detachable from an interface (3) at the proximal end. The rotor (32) of the motor is supported by a portion (30') of the shaft which can be detached from another interface (31) by the unscrewing of its threaded extremity (34). ADVANTAGE - Length and constructional cost are minimised, resistance to bending of the spindle shaft is maximised, and all components are easily replaceable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellfrequenz spindel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a high frequency Spindle according to the preamble of claim 1.

Derartige Schnellfrequenzspindeln stellen Werkzeug maschineneinheiten dar, die für die üblichen Bearbeitungs aufgaben wie Fräsen, Bohren, Schleifen und dergleichen dienen, jedoch kein eigenes Maschinengestell besitzen. Sie werden vielmehr an ihrem zumindest in axialen Abschnitten zylindrischen Gehäuse in eine externe Aufspannvorrichtung eingespannt. Der direkt auf die Spindel wirkende Elektro motor erzeugt hohe Drehzahlen im Bereich von über 10 000 bis über 100 000 U/min. Die Elektromotoren werden mit einer erhöhten Frequenz gespeist, die durch einen Fre quenzumformer oder in ähnlicher Weise gewonnen wird.Such high-frequency spindles are tools machine units used for the usual machining tasks such as milling, drilling, grinding and the like serve, but do not have their own machine frame. they rather be at least in axial sections cylindrical housing in an external jig clamped. The electro that acts directly on the spindle motor generates high speeds in the range of over 10,000 up to over 100,000 rpm. The electric motors are with an increased frequency fed by a Fre quenzumformer or similar is obtained.

Die Durchmesser dieser Schnellfrequenzspindeln sind nicht allzu groß und liegen etwa im Einspannbereich von 40 bis 150 mm. Wegen der hohen Arbeitsdrehzahlen ist dennoch die benötigte Leistung vergleichsweise hoch.The diameters of these high frequency spindles are not too big and are around 40 up to 150 mm. Because of the high working speeds the required performance is comparatively high.

Eine derartige Schnellfrequenzspindel ist in der DE- PS 21 10 662 beschrieben. Der Rotor des Elektromotors ist hierbei unmittelbar auf der Spindelwelle angebracht, die an beiden Enden außerhalb des Rotors in Lageranordnungen im Gehäuse gelagert ist. Die axial äußere Lageranordnung liegt in der Nähe des dortigen Gehäuseendes. Die Werkzeug aufnahme ist in dem über das Lager nach außen vorstehenden Ende der Spindelwelle untergebracht.Such a high-frequency spindle is in DE PS 21 10 662 described. The rotor of the electric motor is attached directly to the spindle shaft at both ends outside the rotor in bearing arrangements is stored in the housing. The axially outer bearing arrangement is close to the end of the housing there. The tool Recording is in the projecting outward beyond the camp End of the spindle shaft.

Der Durchmesser des Elektromotors, der in dem Gehäuse untergebracht ist, ist durch dessen Innendurchmesser be grenzt. Zur Erzielung einer maximalen Leistungsausbeute des Elektromotors hat der den Rotor tragende Wellenteil nur einen geringen Durchmesser und ist dementsprechend biegeweich. Bei seitlich auf das aus dem Wellenende her vorstehende Werkzeug, zum Beispiel beim Fräsen oder Schleifen, einwirkenden Kräften biegt sich die Welle zwi schen den Lageranordnungen also leicht etwas durch, so daß der Rotor aus der Achse kommt und Schwingungen entstehen können.The diameter of the electric motor that is in the housing is accommodated by its inner diameter borders. To achieve maximum performance of the electric motor has the shaft part carrying the rotor only a small diameter and is accordingly flexible. At the side from the end of the shaft protruding tool, for example when milling or Grinding, acting forces, the shaft bends between rule the bearing arrangements so slightly something so that the rotor comes out of the axis and vibrations occur can.

Änderungen an dem Motor oder ein Auswechseln dessel ben erfordern eine weitgehende Demontage der Schnellfre quenzspindel. Ein Auswechseln des Motors gegen einen sol chen mit anderen Abmessungen ist nicht oder nur mit großen Schwierigkeiten möglich.Changes to or replacement of the engine ben require extensive dismantling of the Schnellfre quenz spindle. An exchange of the engine for a sol Chen with other dimensions is not or only with large Difficulties possible.

Das Problem der Wellensteifigkeit ist bei einer aus der Praxis bekannten Schnellfrequenzspindel dadurch ge löst, daß der Motor aus dem Bereich der Lageranordnungen der Spindel axial hinwegverlegt worden ist. Dadurch kann der Innendurchmesser des Gehäuses zwischen den Lageranord nungen der Spindel ganz für eine im Durchmesser fast den Innendurchmesser des Gehäuses erreichende und entsprechend biegesteife Welle genutzt werden.The problem of shaft stiffness is over with one practice known high-frequency spindle ge triggers that the motor out of the area of the bearing arrangements the spindle has been moved axially. This can the inside diameter of the housing between the bearing arrangement of the spindle for a diameter of almost that Internal diameter of the housing reaching and accordingly rigid shaft can be used.

Der Elektromotor schließt sich auf der der Werkzeug aufnahme abgewandten Seite an die Spindel an und hat eine eigene Welle, die auf beiden axialen Seiten in eigenen Lageranordnungen gelagert ist. Die Drehverbindung zwischen dem Elektromotor und der Spindelwelle erfolgt durch eine biegeweiche, torsionssteife Kupplung (z. B. Metallfalten balg). Im Bereich des der Werkzeugaufnahme zugewandten Endes des Motors ist das Gehäuse senkrecht zur Achse ge teilt. Dies gilt auch für die Motorwelle, die mit der Spindelwelle nicht einstückig ist, sondern axial von der Spindelwelle abziehbar ist.The electric motor closes on the tool side facing away from the spindle and has a own shaft on both axial sides in own Bearing arrangements is stored. The slewing ring between the electric motor and the spindle shaft is done by a flexible, torsionally stiff coupling (e.g. metal folds bellows). In the area of the tool holder At the end of the motor, the housing is perpendicular to the axis Splits. This also applies to the motor shaft with the Spindle shaft is not in one piece, but axially from the Spindle shaft is removable.

Es sind hierbei zwar die eingangs genannten Probleme der aus baulichen Gründen fehlenden Biegefestigkeit der Spindelwelle und der nicht leichten Auswechselbarkeit des Motors gelöst, doch wird dies mit einer erhöhten Baulänge und mit einem erheblich erhöhten baulichen Aufwand, zum Beispiel in Gestalt der vier Lageranordnungen, erkauft, die auch Anlaß zu uner wünschten Schwingungen des Systems sein können, z. B. durch Fluchtungsfehler der beiden Achsen.It is true that the problems mentioned at the outset are structural Due to the lack of bending strength of the spindle shaft and not easy interchangeability of the engine solved, but will this with an increased overall length and with a considerable increased construction effort, for example in the form of the four warehouse arrangements, bought, which also gave rise to un desired vibrations of the system can be, for. B. by Misalignment of the two axes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellfrequenzspindel der gattungsgemäßen Art so zu ge stalten, daß bei optimaler Biegefestigkeit der Spindelwel le in dem der Werkzeugaufnahme zugewandten Bereich Baulän ge und baulicher Aufwand möglichst gering und Aus wechslungen der Komponenten Spindelwelle, Elektromotor und gegebenenfalls weiterer Komponenten erleichtert sind.The invention has for its object a Fast frequency spindle of the generic type so ge design that with optimal bending strength of the spindle shaft le in the area facing the tool holder ge and construction effort as little as possible and off changes of the components spindle shaft, electric motor and optionally other components are facilitated.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 wiederge gebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the in claim 1 existing invention solved.

Die fliegende Befestigung des Rotors des Elektromotors auf dem Ende der Spindelwelle bedeutet, daß die bei der bekannten Ausführungsform vor handene eigene Lagerung des Rotors eingespart wenn kann. Die Befestigung des Rotors an der Spindelwelle ist lösbar, um eine Trennung von Spindelwelle und Rotor zu er möglichen. Diese Trennung wird unterstützt durch die Trennstelle im Gehäuse, die etwa in dem Bereich der Tren nung von Elektromotor und Spindelwelle gelegen ist.The flying attachment of the Rotor of the electric motor on the end of the spindle shaft means that before in the known embodiment existing own storage of the rotor saved if can. The rotor can be attached to the spindle shaft, to separate the spindle shaft and rotor possible. This separation is supported by the Separation point in the housing, which is roughly in the area of the doors electric motor and spindle shaft.

Der hierbei zugrundeliegende Aspekt ist der des Auf baus der Schnellfrequenzspindel aus modulartigen, in sich im wesentlichen geschlossenen Baugruppen, die gegenein ander ausgewechselt werden können, so daß nicht nur eine Auswechslung bei Schäden oder Verschleiß möglich ist, sondern auch durch unterschiedliche Kombination der modul artigen Baugruppen unterschiedliche Schnellfrequenzspin deln zusammengebaut werden können. Das Ziel hierbei ist, von den einzelnen modulartigen Baugruppen größere Stück zahlen auf einmal herstellen und auf Lager halten zu kön nen, wobei die einzelnen Baugruppen in unterschiedlichen Geräten eingesetzt werden können und sich durch diese größeren Stückzahlen die Herstellungskosten verringern lassen.The underlying aspect here is that of the up build the high-frequency spindle from modular, in itself essentially closed subassemblies other can be replaced so that not only one Replacement in the event of damage or wear is possible but also through different combinations of the modules like assemblies different high-frequency spin can be assembled. The goal here is larger pieces of the individual module-like assemblies To be able to produce and hold stocks in one go nen, with the individual assemblies in different Devices can be used and stand out through this larger quantities reduce the manufacturing costs to let.

Eine wichtige Ausgestaltung auf dem Wege zu einem modularen Aufbau eines Schnellfrequenzspindelsystems ist im Anspruch 2 angegeben.An important design on the way to one modular structure of a high-frequency spindle system specified in claim 2.

Die Bedeutung dieser Ausgestaltung liegt darin, daß der den Rotor tragende Wellenzapfen, der Teil der Spindelwelle ist, an dem Rotor bleiben kann, so daß der Rotor mit sei nem Wellenzapfen eine in sich geschlossene Einheit bildet, die insgesamt gehandhabt wird, um nicht den Rotor von der Welle demontieren oder auf diese aufmontieren zu müssen.The importance of this configuration is that the the shaft bearing the rotor, the part of the spindle shaft is, can remain on the rotor, so that the rotor is with a shaft unit forms a self-contained unit, which is handled in order not to remove the rotor from the Disassemble or have to mount the shaft.

Die Verbindung des den Rotor tragenden, einen Teil der Spindelwelle bildenden Wellenzapfens mit dem Rest der Spindelwelle muß natürlich hohe Anforderungen an die Sta bilität und Fluchtgenauigkeit erfüllen, die durch die Merkmale des Anspruchs 3 erfüllt werden können.The connection of the part carrying the rotor of the spindle shaft forming the shaft journal with the rest of the The spindle shaft must of course place high demands on the sta balance and escape accuracy, which are fulfilled by the Features of claim 3 can be met.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist die Trennstelle der Spindelwelle axial außerhalb der beiden Lageranordnungen gelegen.In the preferred embodiment of the invention according to claim 4 is the separation point of the spindle shaft located axially outside of the two bearing arrangements.

Dieses Merkmal ist dem modularen Aufbau besonders förderlich, weil nämlich die Spindelwelle mit den beiden Lageranordnungen in dem zugeordneten Gehäuse teil ein in sich geschlossenes Bauteil bildet, welches mit dem ebenso gestalteten, den Elektromotor enthaltenden Gehäuseteil zusammenfügbar ist.This feature is the modular structure particularly beneficial, because the spindle shaft with the two bearing arrangements in the associated housing part forms a self-contained component, which with the similarly designed, containing the electric motor Housing part is assembled.

Es ist aber auch die Ausführungsform nach Anspruch 5 nicht ausgeschlossen, wonach die Trennstelle zwischen den beiden Lageranordnungen der Spindelwelle gelegen ist.But it is also the embodiment according to claim 5 not excluded, according to which the separation point between the two bearing arrangements of the spindle shaft is located.

Der Gedanke des modularen Aufbaus ist nicht nur an dem Übergang zwischen dem Hauptteil der Spindelwelle und dem sie antreibenden Elektromotor verwirklicht, sondern kann auch noch in weiteren Trennstellen des Gehäuses rea lisiert werden, insbesondere auf der Außenseite des Elek tromotors, wie es im Anspruch 6 beschrieben ist. The idea of the modular structure is not just about the transition between the main part of the spindle shaft and the electric motor that drives them, but can also rea in other separation points of the housing be lized, especially on the outside of the elec tromotors, as described in claim 6.

Der hauptsächliche Anwendungsfall hierfür ist die Anbringung eines Betätigers für die Werkzeugaufnahme am äußeren Ende der Schnellfrequenzspindel. Die stangenförmi gen Betätigungsglieder erstrecken sich der Länge nach durch die zentrale Bohrung der Spindelwelle bis zu der Werkzeugaufnahme. Diese Art von Schnellfrequenzspindeln kommt besonders für automatischen Werkzeugwechsel in Be tracht.The main application for this is Attachment of an actuator for the tool holder on outer end of the high frequency spindle. The rod-shaped Actuators extend lengthways through the central bore of the spindle shaft to the Tool holder. This type of high frequency spindles comes especially for automatic tool change in Be dress.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin dung im Längsschnitt dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown in longitudinal section.

Fig. 1 und 2 zeigen Schnellfrequenzspindeln mit modu larem Aufbau und unterschiedlichen Elektromotoren; Fig. 1 and 2 show high-frequency spindles with modular structure and different electric motors;

Fig. 3 ist eine Teilansicht einer anderen Ausfüh rungsform der Trennstelle der Spindelwelle; Fig. 3 is a partial view of another embodiment of the interface of the spindle shaft;

Fig. 4 ist eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Schnellfrequenzspindel. Fig. 4 is a sectional view corresponding to Figs. 1 and 2 of another embodiment of a high frequency spindle.

Soweit in den einzelnen Ausführungsformen funktionell einander entsprechende Teile vorhanden sind, sind die Bezugszahlen gleich.As far as functional in the individual embodiments corresponding parts are present Reference numbers equal.

Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Schnellfrequenz spindel der Fig. 1 umfaßt ein Gehäuse 10, welches einen vorderen, d. h. der Werkzeugaufnahme 20 zugewandten Gehäu seteil 1 mit zylindrischer Außenumfangsfläche besitzt. Im Bereich des der Werkzeugaufnahme 20 abgewandten Endes springt der zylindrische Außenumfang des Gehäuseteils 1 in einem zylindrischen Umfangsbund 2 radial auf einen größe ren Durchmesser vor. An der gemäß Fig. 1 rechten Stirnfläche des Bundes 2 ist eine Trennstelle 3 gebildet, an die sich ein zylindrischer Gehäuseteil 4 anschließt, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Bundes 2 entspricht. An einer weiteren Trennstelle 5 am rechten Ende des Gehäuseteils 4 schließt sich ein weiterer zylin drischer Gehäuseteil 6 gleichen Außendurchmessers an. Insgesamt hat also das Gehäuse 10 der Schnellfrequenzspin del 100 einen vorderen zylindrischen Teil 1 eines bestimm ten Durchmessers und einen hinteren zylindrischen Teil 2, 4, 6 etwas vergrößerten Durchmessers.The whole designated with 100 high-frequency spindle of FIG. 1 comprises a housing 10 which has a front, ie the tool holder 20 facing hous seteil 1 with a cylindrical outer peripheral surface. In the area of the end facing away from the tool holder 20 , the cylindrical outer circumference of the housing part 1 projects radially in a cylindrical circumferential collar 2 to a larger diameter. On the right end face of the collar 2 according to FIG. 1, a separation point 3 is formed, to which a cylindrical housing part 4 adjoins, the outside diameter of which corresponds to the outside diameter of the collar 2 . At a further separation point 5 at the right end of the housing part 4 , there is another cylindrical housing part 6 of the same outside diameter. Overall, the housing 10 of the Schnellfrequenzspin del 100 has a front cylindrical part 1 of a particular diameter and a rear cylindrical part 2 , 4 , 6 slightly enlarged diameter.

Die Werkzeugaufnahme 20 ist an dem aus dem Gehäuse teil 1 nach links hervorstehenden Ende einer als Ganzes mit 30 bezeichneten Spindelwelle angeordnet. Der Gehäuse teil 1 ist rohrförmig mit einer den Stabilitätsforderungen entsprechenden Wanddicke und besitzt eine zylindrische Ausnehmung 7, die von der Spindelwelle 30 fast ausgefüllt wird. Der Radius der Ausnehmung 7 und damit der Spindel welle 30 ist in dem Ausführungsbeispiel etwa das Andert halbfache der Wanddicke des Gehäuseteils 1.The tool holder 20 is arranged on the end of the housing part 1 projecting to the left end of a spindle shaft designated as a whole by 30 . The housing part 1 is tubular with a wall thickness corresponding to the stability requirements and has a cylindrical recess 7 which is almost filled by the spindle shaft 30 . The radius of the recess 7 and thus the spindle shaft 30 is approximately one and a half times the wall thickness of the housing part 1 in the exemplary embodiment.

Die Spindelwelle 30 ist in dem Gehäuseteil 1 auf Lageranordnungen 8 bzw. 9 gelagert, die im Bereich des der Werkzeugaufnahme 20 zugewandten Endes und im Bereich des anderen Endes des Gehäuseteils 1 vorgesehen sind und in dem Ausführungsbeispiel jeweils aus zwei in Achsrichtung gestaffelten Einzelkugellagern bestehen. Der axiale Ab stand der Mitten der Lageranordnungen 8, 9 beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwas das Fünffache des Radius der Spindelwelle 30.The spindle shaft 30 is mounted in the housing part 1 on bearing arrangements 8 and 9 , which are provided in the region of the end facing the tool holder 20 and in the region of the other end of the housing part 1 and in the exemplary embodiment each consist of two individual ball bearings staggered in the axial direction. The axial distance from the center of the bearing arrangements 8 , 9 is in the exemplary embodiment somewhat five times the radius of the spindle shaft 30 .

Die Spindelwelle umfaßt eine zentrale Längsausnehmung 11, durch die sich eine Zugstange 12 hindurch erstreckt, die unter der Wirkung einer sie umgebenden, in der Längs ausnehmung 11 angeordneten Tellerfeder 13 gemäß Fig. 1 nach rechts beaufschlagt ist. Die Zugstange 12 wirkt auf eine in der Werkzeugaufnahme 20 vorhandene Spannzangen anordnung 14, die in Fig. 1 in der unteren Hälfte in der Lösestellung, in der oberen Hälfte in der Spannstellung dargestellt ist.The spindle shaft comprises a central longitudinal recess 11 , through which a tie rod 12 extends, which is acted upon under the action of a surrounding, in the longitudinal recess 11 arranged plate spring 13 according to FIG. 1 to the right. The pull rod 12 acts on an existing in the tool holder 20 collet assembly 14 , which is shown in Fig. 1 in the lower half in the release position, in the upper half in the clamping position.

Auch die Spindelwelle 30 besitzt eine Trennstelle 31, die bei der Schnellfrequenzspindel 100 im Bereich des in Fig. 1 rechten Endes des Gehäuseteils 1 gelegen ist. Der über die Trennstelle 31 hinausragende Teil 30′ der Spin delwelle 30 bildet den Wellenzapfen, der den Rotor 32 des als Ganzes mit 40 bezeichneten Elektromotors trägt, der in dem Gehäuseteil 4 angeordnet ist und dessen darin befe stigter Stator die Bezugszahl 33 trägt.The spindle shaft 30 also has a separation point 31 , which is located in the area of the right-hand end of the housing part 1 in the high-frequency spindle 100 in FIG. 1. The protruding from the separation point 31 part 30 'of the spin delwelle 30 forms the shaft journal which carries the rotor 32 of the electric motor designated as a whole by 40 , which is arranged in the housing part 4 and whose stator therein is attached with the reference number 33 .

Der Teil 30′ der Spindelwelle 30 besitzt einen ko axialen Gewindezapfen 34 verringerten Durchmessers, der sich in eine entsprechende Gewindebohrung an dem in Fig. 1 rechten Ende der Spindelwelle 30 einschrauben läßt. An den Gewindezapfen 34 schließt sich gegen den Elektromotor 40 hin eine präzise Zylinderfläche 35 an, an der die Teile 30, 30′ radial aneinander geführt sind. Das stirnseitige Ende der Spindelwelle 30 ist durch eine zur Achse senk rechte Fläche 36 gebildet, die gegen einen radial vor springenden Bund 37 des Teils 30′ der Spindelwelle 30 unter axialem Druck anliegt, der durch Betätigung des Gewindezapfens 34 erzeugt wird.The part 30 'of the spindle shaft 30 has a co-axial threaded pin 34 of reduced diameter, which can be screwed into a corresponding threaded bore at the right end of the spindle shaft 30 in FIG. 1. At the threaded pin 34 is followed by a precise cylinder surface 35 against the electric motor 40 , on which the parts 30 , 30 'are guided radially to one another. The front end of the spindle shaft 30 is formed by a perpendicular to the axis right surface 36 , which bears against a radially before jumping collar 37 of the part 30 'of the spindle shaft 30 under axial pressure, which is generated by actuating the threaded pin 34 .

Der Teil 30′ der Spindelwelle 30 kragt also von deren Ende frei vor und trägt den Rotor 32, der keine eigene Lagerung aufweist. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß sich der Elektromotor 40 an der Trennstelle 31 unmit telbar an das Ende des Gehäuseteils 1 anschließt.The part 30 'of the spindle shaft 30 thus projects freely from the end thereof and carries the rotor 32 , which does not have its own bearing. The arrangement can be such that the electric motor 40 directly connects to the end of the housing part 1 at the separation point 31 .

Es ist erkennbar, daß der Gehäuseteil 4 mit dem Sta tor 33 an der Trennstelle 3 von dem Gehäuseteil 1 gemäß Fig. 1 nach rechts abgezogen werden kann. Sodann kann der Teil 30′ der Spindelwelle 30 mit dem Rotor 32 abgeschraubt und durch ein anderes Teil ersetzt werden.It can be seen that the housing part 4 with the gate 33 at the separation point 3 can be subtracted from the housing part 1 according to FIG. 1 to the right. Then the part 30 'of the spindle shaft 30 can be unscrewed with the rotor 32 and replaced by another part.

An dem in Fig. 1 rechten Ende des Gehäuseteils 4 ist an der Trennstelle 5 der Gehäuseteil 6 abziehbar, der einen Betätiger 26 für die Werkzeugaufnahme 20 umfaßt. Der Betä tiger 26 umfaßt einen koaxial in den Gehäuseteil 6 einge setzten Zylinder 27 mit einem darin unter der Wirkung eines durch einen Einlaß 38 eingeleiteten Druckmediums ver schiebbaren Kolben 39, mit dem ein sich durch eine zen trale Bohrung 41 des Teils 30′ der Spindelwelle 30 hin durcherstreckender Druckstift 42 verbunden ist, der gegen das rechte Ende der Zugstange 12 wirkt. In der unteren Hälfte der Fig. 1 ist der Zustand dargestellt, in welchem Druckmedium eingeleitet und die Werkzeugaufnahme 20 auf Lösen betätigt ist. In der oberen Hälfte ist der Kolben 39 drucklos und wird die Werkzeugaufnahme 20 durch die Tel lerfeder 13 gespannt. Der Kolben 39 wird durch Federn 43 in diese Lage, in der das rechte Ende der Zugstange 12 nicht beaufschlagt ist, zurückgeholt.At the right end of the housing part 4 in FIG. 1, the housing part 6 can be pulled off at the separation point 5 and comprises an actuator 26 for the tool holder 20 . The Actuator 26 comprises a coaxially inserted into the housing part 6 cylinder 27 with a piston therein under the action of a pressure medium introduced through an inlet 38 ver piston 39 , with which a through a central bore 41 of the part 30 'of the spindle shaft 30th is connected through extending push pin 42 , which acts against the right end of the tie rod 12 . In the lower half of Fig. 1, the state is shown in which pressure medium is introduced and the tool holder 20 is actuated to release. In the upper half of the piston 39 is depressurized and the tool holder 20 is tensioned by the Tel spring 13 . The piston 39 is brought back into this position by springs 43 , in which the right end of the pull rod 12 is not acted upon.

Wichtig ist, daß die Schnellfrequenzspindel 100 an den Trennstellen 3 und 5 zerlegt und auch die Spindelwelle 30 an der Trennstelle 31 unterteilbar ist. Die Gehäusetei le 1, 4 und 6 bilden Module, die ausgetauscht und kombi niert werden können (Spindellagermodule, Antriebsmodule und Betätigungsmodule). Ein Beispiel hierfür ist in Ge stalt der Schnellfrequenzspindel 200 in Fig. 2 wiedergege ben. Die Gehäuseteile 1 und 6 stimmen mit ihrem inneren Aufbau mit den entsprechenden Gehäuseteilen der Schnell frequenzspindel 100 überein. Der Gehäuseteil 4′ jedoch weist einen vergrößerten Durchmesser auf und enthält einen Motor 40′ vergrößerter Leistung. Durch den modulartigen Aufbau des Systems können auf diese Weise verschiedene Typen von Schnellfrequenzspindeln zusammengestellt werden.It is important that the high-frequency spindle 100 is disassembled at the separation points 3 and 5 and that the spindle shaft 30 can also be subdivided at the separation point 31 . The housing parts 1 , 4 and 6 form modules that can be exchanged and combined (spindle bearing modules, drive modules and actuation modules). An example of this is shown in the figure of the high-frequency spindle 200 in FIG. 2. The housing parts 1 and 6 match with their internal structure with the corresponding housing parts of the fast frequency spindle 100 . The housing part 4 ', however, has an enlarged diameter and contains a motor 40 ' increased power. Due to the modular structure of the system, different types of high-frequency spindles can be put together in this way.

Die Trennstelle 31 in der Spindelwelle 30 muß präzise ausgeführt sein, um einen exakten Rundlauf des Rotors 32, der ja nur auf dem frei vorkragenden Teil 30′ gehalten ist, zu gewährleisten. Die Konstruktion im einzelnen kann jedoch unterschiedlich ausgebildet sein. In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Trennstelle 31 wiedergege ben, bei der die Anlage der auch hier vorhandenen, zur Achse senkrechten Anlageflächen 36, 37 nicht durch einen Gewindezapfen 34, sondern durch eine Anordnung von von außen betätigbaren Zugklauen 44 herbeigeführt wird.The separation point 31 in the spindle shaft 30 must be carried out precisely to ensure an exact concentricity of the rotor 32 , which is only held on the freely projecting part 30 '. However, the construction in detail can be designed differently. In Fig. 3 another embodiment of the separation point 31 is reproduced ben, in which the system of the existing here, perpendicular to the axis bearing surfaces 36, 37 is not brought about by a threaded pin 34 , but by an arrangement of externally actuated claws 44 .

Bei der Schnellfrequenzspindel 300 der Fig. 4 ist die Spindelwelle 30 in Lageranordnungen 8, 9 an den Enden des Gehäuseteils 1 gelagert. Der Gehäuseteil 4 schließt sich an den Gehäuseteil 1 an und enthält den Elektromotor 40. In dem Ausführungsbeispiel ist allerdings für den Betätiger 26 für die Werkzeugaufnahme kein eigener Gehäuseteil 6 vorgesehen.In the high-frequency spindle 300 of FIG. 4, the spindle shaft 30 is supported in bearing arrangements 8 , 9 at the ends of the housing part 1 . The housing part 4 connects to the housing part 1 and contains the electric motor 40 . In the exemplary embodiment, however, no separate housing part 6 is provided for the actuator 26 for the tool holder.

Der Unterschied zu den Schnellfrequenzspindeln 100 und 200 besteht insbesondere darin, daß die Trennstelle 31′ der Spindelwelle 30 nicht außerhalb der Lageranord nungen 8, 9 gelegen ist, sondern dazwischen. Der den Rotor 32 des Elektromotors 40 tragende Teil 30′ greift wiederum mit einem Gewindezapfen 34 in eine Ausnehmung der Spindel welle 30 ein. Die zur Achse senkrechten Anlageflächen 36, 37 liegen gemäß Fig. 4 links von der Lageranordnung 9. Das bedeutet, daß zwar der Modulaufbau immer noch gegeben ist, weil mit dem Gehäuseteil 1 unterschiedliche Gehäuse teile 4 mit entsprechend unterschiedlichen Elektromotoren 40 zusammengefügt werden können, doch bedarf es in diesem Fall einer Demontage der Lageranordnung 9, während bei den Schnellfrequenzspindeln 100 und 200 die Spindelwelle 30 mit ihren Lageranordnungen 8, 9 bei einem Wechsel des Ge häuseteils 4 unangetastet bleibt.The difference to the high-frequency spindles 100 and 200 is in particular that the separation point 31 'of the spindle shaft 30 is not located outside of the bearing arrangements 8, 9 , but in between. The rotor 32 of the electric motor 40 carrying part 30 'in turn engages with a threaded pin 34 in a recess of the spindle shaft 30 . The contact surfaces 36 , 37 perpendicular to the axis lie to the left of the bearing arrangement 9 according to FIG. 4. This means that although the module structure is still given, because with the housing part 1 different housing parts 4 can be joined together with correspondingly different electric motors 40 , but in this case it is necessary to dismantle the bearing arrangement 9 , while in the case of the high-frequency spindles 100 and 200 the Spindle shaft 30 with its bearing arrangements 8 , 9 remains unchanged when changing the Ge housing part 4 .

In den Wandungen des Gehäuses 10 verlaufen nicht dargestellte Kanäle für die Schmierung und gegebenenfalls Kühlung der Schnellfrequenzspindeln.Channels (not shown) for lubricating and possibly cooling the high-frequency spindles run in the walls of the housing 10 .

Claims

1. high-frequency spindle for high speeds with electromotive direct drive,
with a housing ( 10 ; 1 , 4 , 6 ),
with a spindle shaft ( 30 ) mounted in the housing ( 10 ; 1 , 4 , 6 ) at a distance from one another with bearing arrangements ( 8 , 9 ),
with a tool holder ( 20 ) on one end of the spindle shaft ( 30 ) emerging from the housing ( 10 ; 1 , 4 , 6 ),
arranged with one at the other end of the spindle shaft (30), with the spindle shaft (30) rotatably connected to the spindle shaft (30) coaxially encircling Elek tromotor (40; 40 '),
characterized,
that the rotor ( 32 ; 32 ') of the electric motor ( 40 ; 40 ') is attached to the other end of the spindle shaft ( 30 ) in a detachable manner and the housing ( 10 ; 1 , 4 , 6 ) in the area of the tool holder ( 20 ) facing end of the Elektromo gate ( 40 ; 40 ') is divided at a separation point ( 3 ) perpendicular to the axis.

2. High-frequency spindle according to claim 1, characterized in that the spindle shaft ( 30 ) is divided perpendicular to the axis at a separation point ( 31 ) and the part ( 30 ') facing the electric motor ( 40 ; 40 ') has a rotor ( 32 ; 32 ′) Supporting shaft journal.

3. High-frequency spindle according to claim 2, characterized in that the parts of the spindle shaft ( 30 ; 30 ') at the separation point ( 31 ) perpendicular to the axis of the system surfaces ( 36 ; 37 ) and are held together under axial tension in the aligning system.

4. High-speed spindle according to claim 2 or 3, characterized in that the separation point ( 31 ) of the spin delwelle ( 30 ; 30 ') axially outside of the two bearing arrangements ( 8 ; 9 ) on the side of the electric motor ( 40 ; 40 ') Spindle shaft ( 30 ; 30 ') is located.

5. High-frequency spindle according to claim 2 or 3, characterized in that the separation point ( 31 ') of the spindle shaft ( 30 ; 30 ') is located axially between the two bearing arrangements ( 8 ; 9 ).

6. High-frequency spindle according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the tool holder ( 20 ) facing away from the electric motor ( 40 ; 40 '), the housing ( 10 ; 1 , 4 , 6 ) at a further separation point ( 5th ) is divided perpendicular to the axis.

7. High-frequency spindle according to claim 6, characterized in that the part ( 6 ) of the housing ( 10 ; 1 , 4 , 6 ) located outside the further separation point ( 5 ) serves to receive an actuator ( 26 ) for the tool holder ( 20 ).