Elektromotor für Universal-Metallfräsmaschinen

An der Universal-Metallfräsmaschine dreht sich das Werkzeug, während das Werkstück mit dem Tisch in Längs-, Quer- und Vertikalrichtung bewegt wird; so werden ebene Flächen, Nuten, Passfedernuten, Zahnräder und Profile bearbeitet. Die Motorseiten anderer Branchen finden Sie in der Übersicht Elektromotoren für Branchen. Diese Seite konzentriert sich auf die Hauptspindel- und Tischvorschubmotoren von Konsol-Universalfräsmaschinen und Revolverkopf-Fräsmaschinen (mit Vertikalkopf).

Konsolfräse, Revolverkopffräse und Horizontalfräse im Vergleich

Bei der Konsol-Universalfräsmaschine befinden sich vor dem Ständer eine auf- und abfahrende Konsole, darauf ein Querschlitten und ganz oben ein Drehtisch. In horizontaler Spindelanordnung sitzt das Werkzeug auf einem aus dem Ständer ragenden Fräsdorn, der im Gegenlager abgestützt wird. Mit aufgesetztem Universalkopf kann dieselbe Maschine auch als Vertikalfräse arbeiten.

Bei der Revolverkopf-Fräsmaschine steht der Spindelmotor dagegen senkrecht auf dem Schwenkkopf oben am Ständer. Da sich dieser Kopf nach links und rechts sowie nach vorn und hinten neigen lässt, nimmt auch der Motor diese Winkel mit ein. Während der Motor an der Horizontalfräse im oder hinter dem Ständer mit Fuß angebaut ist, arbeitet er am Revolverkopf mit Flansch in senkrechter Lage.

Fräserschneiden und unterbrochene Last

Anders als beim Drehen ist der Schnitt beim Fräsen unterbrochen: Jede Schneide des Fräsers tritt in das Werkstück ein und wieder aus. Mit größerem Scheiben- oder Planfräser und mehr Schneiden ändert sich die Zahl der gleichzeitig schneidenden Zähne, was ein schwankendes Drehmoment an der Spindel erzeugt. Beim Schruppen, insbesondere bei der Bearbeitung einer Stahlfläche mit einem breiten Planfräser, steigt und fällt die Motorlast in kurzen Abständen.

Diese schwankende Last wird durch die Schwungmasse im Getriebe und die Masse des Fräsdorns teilweise geglättet. Zeigen sich dennoch Rattermarken, liegt die Ursache meist nicht am Motor, sondern an Werkzeugverschleiß, zu geringer Spannsteifigkeit oder zu hohem Vorschub. Ein Motortausch löst diese Probleme nicht; zuerst sind Werkzeug und Spannung zu prüfen.

Gleichlauf- und Gegenlauffräsen

Beim Gegenlauffräsen dreht der Fräser entgegen der Vorschubrichtung des Werkstücks, beim Gleichlauffräsen in dieselbe Richtung. Beim Gleichlauffräsen kann das Spiel in der Tischspindel das Werkstück in den Fräser ziehen. Das ist eine Frage der Maschineneinstellung, doch hier gewinnt der richtige Anschluss der Drehrichtung an Bedeutung: Werden zwei der drei Phasen vertauscht, dreht die Spindel rückwärts.

Zwei getrennte Motoren für Hauptspindel und Tischvorschub

Bei den meisten Universalfräsmaschinen sind Hauptspindel- und Tischvorschubmotor getrennt. Der Hauptspindelmotor ist meist 4-polig, Klasse 1500 U/min, und die Spindeldrehzahl wird über Getriebestufen festgelegt. Der Vorschubmotor ist kleiner; über sein eigenes Getriebe bewegt er Tisch, Konsole und Querschlitten und liefert zusätzlich kurzzeitig eine hohe Drehzahl für den Eilgang.

Der Vorschubmotor hält häufig an, läuft wieder an und wechselt die Richtung; fährt der Tisch nach links und rechts, wird auch der Motor umgesteuert. Diese Betriebsweise unterscheidet sich vom dauernd laufenden Hauptspindelmotor und erhöht die Erwärmung der Wicklung. Bei intensiver Serienfertigung kann ein Wicklungsfühler (PTC oder PT100) für den Vorschubmotor sinnvoll sein.

Bei Revolverkopf-Fräsmaschinen wird der Tischvorschub dagegen häufig über eine Vorschubeinheit realisiert; diese kleine Einheit ist herstellerspezifisch und fällt nicht in den Bereich der Standardmotoren.

Beispielmotoren nach Fräsmaschinentyp

Diese Zuordnungen sind Beispiele; die endgültige Auswahl richtet sich nach tatsächlicher Maschinenlast, benötigter Spindeldrehzahl, Anbauart des Motors und Betriebsbedingungen. Der Typenschildwert des Altmotors ist die zuverlässigste Referenz.

Montage am Vertikalkopf, Kühlung und Späne

Am Revolverkopf arbeitet der Motor senkrecht mit nach unten gerichteter Welle. In dieser Lage muss der Motor für die vertikale Montage vorbereitet sein; HEM-Gehäuse werden je nach Baugröße in den vertikalen Bauformen V1, V3, V5, V6 und V15 sowie in Fußausführung B3, Flanschausführung B5 und B14 und kombiniert B34/B35 geliefert. Flanschdurchmesser und Wellenmaß werden vor der Bestellung mit dem Altmotor verglichen.

Beim Fräsen werden die Späne weiter verteilt als beim Drehen, und heiße Späne fallen gelegentlich auf die Lüfterhaube des senkrecht stehenden Motors. Damit das Lüftergitter nicht verstopft, sind Spanschutz und regelmäßige Reinigung wichtig. Treffen Kühlschmierstoff und Nebel direkt auf den Motor, ist ein Standardmotor in IP55 für diese dauerhafte Benetzung nicht ausgelegt; Schutzmaßnahmen des Maschinenherstellers oder ein Sondermotor sind dann nötig – geben Sie dies bei der Bestellung an.

Umrichter zur Drehzahlregelung

Werkstätten, die eine ältere Fräsmaschine modernisieren, können zusätzlich zu Riemen- oder Getriebestufen einen Frequenzumrichter einsetzen. Unsere Baureihen eignen sich für den Umrichterbetrieb. Wird bei niedriger Spindeldrehzahl lange mit großem Fräser unter Volllast gearbeitet, reicht der Eigenlüfter womöglich nicht aus und ein Fremdlüfter wird nötig; bei langem Kabel zwischen Umrichter und Motor wird ein dv/dt- oder Sinusfilter geprüft. Diese Bedingungen sind bei der Bestellung anzugeben. Wird für ein schnelles Stoppen der Hauptspindel ein Bremsmotor benötigt, geben Sie dies ebenfalls bei der Bestellung an.

Checkliste für den Fräsmaschinenmotor

Für ein schnelles Angebot nennen Sie uns den Maschinentyp (Konsol-, Revolverkopf-, Horizontalfräse), ob der zu tauschende Motor die Hauptspindel oder den Vorschub antreibt, die Motorleistung (kW), die Drehzahl (U/min), die Netzspannung, die Bauform (Fuß, Flansch, senkrecht) und die benötigte Stückzahl. Für eine leichte Tischfräse in einer kleinen Werkstatt ohne Drehstrom kann die Baureihe Einphasen-Elektromotoren mit Leistungen von 0,18 kW bis 5,5 kW eine Option sein.

Ist das Typenschild lesbar, genügt ein Foto; der Beitrag Ersatzmotor anhand des Typenschilds finden zeigt die Schritte. Die Seite Elektromotoren mit Flansch ist für Anschlüsse am Vertikalkopf hilfreich. Modelle und aktuelle Preise finden Sie in unserem Elektromotoren-Shop; für WhatsApp und Telefon siehe die Seite Kontakt.

Häufig gestellte Fragen

Warum wird der Motor am Kopf meiner Revolverkopffräse so heiß?

In senkrechter Lage sammeln sich Späne und Öl an der Lüfterhaube, der Luftstrom nimmt ab. Außerdem kann der Riemen zu stark gespannt sein. Zuerst sollte das Lüftergitter gereinigt und die Riemenspannung geprüft werden, dann der Motorstrom mit dem Typenschildwert verglichen werden.

Kann statt des Tischvorschubmotors ein beliebiger Motor gleicher Leistung eingesetzt werden?

Neben Leistung und Drehzahl müssen Flansch, Wellenmaß und Anbindung an das Getriebe exakt passen. Da Vorschubmotoren häufig die Richtung wechseln, ist auch diese Betriebsweise bei der Bestellung anzugeben.

Der Hauptspindelmotor dreht falsch herum – liegt das am Motor?

In der Regel nicht. Das Vertauschen zweier Phasen im Drehstromanschluss kehrt die Drehrichtung um. Korrigiert eine Elektrofachkraft den Anschluss, dreht die Spindel in die richtige Richtung.

Kann ich schneller zerspanen, wenn ich den Fräsmaschinenmotor vergrößere?

Nur bedingt. Die Zerspanleistung bestimmen neben dem Motor auch die Steifigkeit des Maschinengestells, das Getriebe und das Werkzeug. Ein Motor mit mehr Leistung, als die Maschine verkraftet, kann die Vibrationen verstärken; man sollte die Herstellerangaben nicht überschreiten.