Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschinenspindel mit einer mittels
eines axial wirkenden Federsystems belasteten Werkzeugspannvorrichtung und
einer entgegen der Spannbewegung des Federsystems einen Lösehub mechanisch
erzeugende Werkzeuglösevorrichtung,
wobei die Werkzeugspannvorrichtung eine in der rotierenden Spindel
gelagerte, das Federsystem führende
Spannstange aufweist und die Spannstange eine Durchgangsbohrung
zur direkten Kühlung
des in der Werkzeugspannvorrichtung geklemmten Werkzeugs hat.The
The invention relates to a machine tool spindle with a means
an axially acting spring system loaded tool clamping device and
one against the tensioning movement of the spring system a release stroke mechanically
generating tool release device,
the tool clamping device being one in the rotating spindle
stored, the spring system leading
Clamping rod and the tension rod has a through hole
for direct cooling
has clamped in the tool clamping device tool.
Eine
derartige Werkzeugmaschinenspindel ist bereits aus der DE 102 42 449 bekannt. Zum Lösen der
Werkzeugspannvorrichtung wird z.B. ein Kurvengetriebe verwendet,
das auf das Ende der Spannstange wirkt, vgl. auch DE 201 14 812 U1 . Bei beiden Gegenständen muss
der Kühlmittelstrom
mindestens einmal umgelenkt werden, um bis zur Spannstange zu gelangen.
Auch sitzt der Kühlmittel
zuführende Druckverteiler
ungünstig
zugänglich
zwischen dem Spindelantrieb und dem Kurvengetriebe.Such a machine tool spindle is already out of the DE 102 42 449 known. To release the tool clamping device, for example, a cam gear is used, which acts on the end of the tension rod, see. also DE 201 14 812 U1 , For both objects, the coolant flow must be deflected at least once to get to the tie rod. Also, the coolant supply pressure distributor is located unfavorably accessible between the spindle drive and the cam gear.
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine
Werkzeugmaschinenspindel zu entwickeln, in der über eine hohle Spannstange
dem Werkzeug flüssiges
oder gasförmiges Kühlmedium
strömungsgünstig dauerhaft,
intermittierend oder abwechselnd zugeführt werden kann. Hierbei sollen
der Druckverteiler und die Werkzeuglösevorrichtung im Betrieb und
im Wartungsfall einfach zu handhaben sein. Auch soll die Gesamtkonstruktion zumindest
bezüglich
der Baulänge
bauraumsparend gestaltet sein.Of the
The present invention is based on the problem, a
To develop machine tool spindle, in the over a hollow tension rod
the tool liquid
or gaseous cooling medium
aerodynamically durable,
can be fed intermittently or alternately. This should be
the pressure distributor and the tool release device in operation and
be easy to handle during maintenance. Also, the overall design should at least
in terms of
the length
be designed space-saving.
Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu
mündet
die Spannstange hinter dem freien, werkzeugfernen Ende der Spindel
in eine ihr Kühlgas
oder Kühlflüssigkeit
zuführende
Werkzeugkühlmittelzuführeinrichtung.
Zwischen dem Ende der Spindel und der Werkzeugkühlmittelzuführeinrichtung ist eine – mindestens
ein Hebelgetriebe umfassende – Werkzeuglösevorrichtung
angeordnet.These
Problem is solved with the features of the main claim. To
ends
the tension rod behind the free, tool-distal end of the spindle
in a her cooling gas
or cooling liquid
feeding
Werkzeugkühlmittelzuführeinrichtung.
Between the end of the spindle and the Werkzeugkühlmittelzuführeinrichtung is a - at least
a lever mechanism comprising - tool release device
arranged.
Bei
der hier beschriebenen Werkzeugmaschinenspindel sitzt unmittelbar
hinter dem Spindelstator ein Hebelgetriebe, das über die Spannstange die Spannzange
lösend
betätigt.
Direkt hinter dem Hebel dieses Hebelgetriebes ist ein auf der Spannstange
aufgesteckter Druckverteiler angeordnet. Letzterer ist als einfach
zu handhabende, austauschbare Baugruppe konstruiert. Sie kann unter
Vermeidung langer Maschinenstillstandszeiten, z.B. im Wartungsfall,
problemlos als Ganzes ausgetauscht werden. Das verwendete Hebelgetriebe
ermöglicht
einen seitlich neben dem Druckverteiler angeordneten Antrieb, wodurch
in erheblichem Maße
Bauraum – besonders
in Richtung der Spindellängsausdehnung – eingespart
wird. Trotz der Bauraumeinsparung können Motor- und Getriebeteile
ohne Demontage des Druckverteilers ausgewechselt werden.at
The machine tool spindle described here is located directly
Behind the spindle stator, a lever mechanism, the tensioning rod via the tension rod
solvent
actuated.
Just behind the lever of this lever gear is a on the tension rod
arranged plugged pressure distributor. The latter is as easy
designed to handle, interchangeable assembly. She can under
Avoidance of long machine downtime, e.g. in case of maintenance,
easily be exchanged as a whole. The lever mechanism used
allows
a laterally arranged next to the pressure distributor drive, whereby
to a considerable extent
Space - especially
in the direction of the spindle longitudinal expansion - saved
becomes. Despite the space savings can engine and transmission parts
be replaced without dismantling the pressure distributor.
Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.Further
Details of the invention will become apparent from the dependent claims and
the following description of a schematically illustrated embodiment.
1:
Werkzeugmaschinenspindel mit einem Getriebe zur Betätigung der
Spannstange; 1 : Machine tool spindle with a gear for actuating the tension rod;
2:
Längsschnitt
durch das Schneckengetriebe; 2 : Longitudinal section through the worm gear;
3:
Querschnitt durch das Schneckengetriebe; quer zum Schnitt nach 2; 3 : Cross section through the worm gear; across to the cut 2 ;
4:
Gleitringdichtung und Werkzeuglösevorrichtung
nach 1 im Längsschnitt; 4 : Mechanical seal and tool release device after 1 in longitudinal section;
5:
Dimetrische Ansicht des Gegenstands nach 4. 5 : Dimetric view of the object after 4 ,
6:
Hebel der Werkzeuglösevorrichtung in
Ruheposition; 6 : Lever of the tool release device in rest position;
7:
Hebel in der ersten Rastposition; 7 : Lever in the first detent position;
8:
Hebel in der zweiten Rastposition; 8th : Lever in the second detent position;
9:
Gleitringdichtung im Längsschnitt. 9 : Mechanical seal in longitudinal section.
Die 1 zeigt
eine Werkzeugmaschinenspindel mit einer Werkzeugspannvorrichtung
(30), einer Werkzeuglösevorrichtung
(40) und einer Werkzeugkühlmittelzuführeinrichtung (70)
im Längsschnitt.The 1 shows a machine tool spindle with a tool clamping device ( 30 ), a tool release device ( 40 ) and a tool coolant supply device ( 70 ) in longitudinal section.
Die
beispielsweise mit einem Elektromotor (12, 27)
ausgestattete Werkzeugmaschinenspindel umfasst nach 1 eine
in einem Spindelgehäuse (10)
vierfach wälzgelagerte
Spindel (20). Zwischen zwei Wälzlagerpaaren (13, 14)
ist auf der Spindel (20) der Rotor (27) des Elektromotors
gelagert. Der Stator (12) des Motors sitzt im wassergekühlten Mantel
(11) des Spindelgehäuses
(10).The example with an electric motor ( 12 . 27 ) equipped machine spindle comprises 1 one in a spindle housing ( 10 ) quadruple roller bearing spindle ( 20 ). Between two pairs of rolling bearings ( 13 . 14 ) is on the spindle ( 20 ) the rotor ( 27 ) of the electric motor stored. The stator ( 12 ) of the engine sits in the water-cooled jacket ( 11 ) of the spindle housing ( 10 ).
Die
Spindel (20) hat eine mehrfach gestufte Spindelbohrung
(21). Letztere endet am vorderen Spindelende (26)
in einem Werkzeugaufnahmekonus (25). Zwischen dem Bereich
des Werkzeugaufnahmekonus (25) und dem hinteren Ende der
Spindelbohrung (21) ist in der Spindel (20) die
Werkzeugspannvorrichtung (30) geführt.The spindle ( 20 ) has a multi-stepped spindle bore ( 21 ). The latter ends at the front end of the spindle ( 26 ) in a tool receiving cone ( 25 ). Between the area of the tool receiving cone ( 25 ) and the rear end of the spindle bore ( 21 ) is in the spindle ( 20 ) the tool clamping device ( 30 ) guided.
Die
Werkzeugspannvorrichtung (30) beinhaltet u.a. eine Spannstange
(31), die an ihrem vorderen Ende eine Spannzange (36)
trägt.
Auf der Spannstange (31) sitzt ein aus einer Tellerfedersäule (38) bestehendes
Federsystem, das sich spindelseitig im Bereich der Spindelmitte über eine
Stützscheibe
(23) an einem Absatz (22) der Spindelbohrung (21)
abstützt.
Spannstangenseitig liegt die Tellerfedersäule (38) an einem
an der Spannstange (31) fixierten Spannstangenabstützung (37)
an. Das Federsystem (38) hat die Aufgabe, ein von der Spannzange
(36) umgriffenes Werkzeugende in den Werkzeugaufnahmekonus
(25) zu ziehen. Für
den Spannvorgang bewegt sich die Spannstange (31) unter
der Wirkung der Tellerfedersäule
(38) nach der Darstellung in den 1 und 2 nach
rechts.The tool clamping device ( 30 ) includes a tension rod ( 31 ), which at its front end a collet ( 36 ) wearing. On the instep pole ( 31 ) sits one from a disc spring column ( 38 ) existing spring system, the spindle side in the region of the spindle center via a support disc ( 23 ) on a paragraph ( 22 ) of the spindle bore ( 21 ) is supported. Clamping rod side lies the disc spring column ( 38 ) on one of the tension rod ( 31 ) fixed tie rod support ( 37 ) at. The spring system ( 38 ) has the task, one of the collet ( 36 ) encompassed tool end in the tool receiving cone ( 25 ) to draw. For the clamping process, the tension rod moves ( 31 ) under the action of the diaphragm spring column ( 38 ) according to the representation in the 1 and 2 to the right.
Rückseitig
ist am Spindelgehäuse
(10) z.B. zumindest bereichsweise koaxial zur Spindel (20)
ein Getriebegehäuse
(41) befestigt, das u.a. die Werkzeuglösevorrichtung (40)
aufnimmt.On the back is on the spindle housing ( 10 ) eg at least partially coaxial with the spindle ( 20 ) a transmission housing ( 41 ), which inter alia the tool release device ( 40 ).
Letztere
Vorrichtung (40) ist ein mechanisches Hebelgetriebe mit
einem kombinierten Schnecken- und Exzenterantrieb.Latter device ( 40 ) is a mechanical lever mechanism with a combined worm and eccentric drive.
Das
die Werkzeuglösevorrichtung
(40) lagernde Getriebegehäuse (41) nimmt u.a.
einen Stößel (51),
einen Hebel (54), eine Kurvenscheibe (62), ein
Schneckengetriebe (65, 66), einen Elektromotor (8)
und die Kühlmittelzuführeinrichtung
(70) auf.The tool release device ( 40 ) bearing gear housing ( 41 ) takes a plunger ( 51 ), a lever ( 54 ), a cam ( 62 ), a worm gear ( 65 . 66 ), an electric motor ( 8th ) and the coolant supply device ( 70 ) on.
In
dem u.a. mit zwei Deckeln (148, 149) verschlossenen
Getriebegehäuse
(41) befindet sich eine – einen Spindelraum (72)
abschließende – gestufte
Flanschbohrung (141), die das hintere Ende der Spindel
(20) umgibt und ein einen Sensorring (39) abtastendes
Wegmesssystem (28) lagert. Der Sensorring (39),
dessen dem Wegmesssystem (28) zugewandter Abschnitt eine
kegelmantelige Kontur hat, sitzt gleitgelagert auf dem hinteren
Abschnitt der Spindel (20). Er ist z.B. über drei
in Langlöchern
(24) geführte
Spezialschrauben (18) mit einem indirekt durch die Tellerfedern
(38) belasteten Stützring
(35) verbunden. Letzterer stützt sich unter der Last der Tellerfedern
(28) an einem Bund (34) der Spannstange (31)
ab.In the one with two lids ( 148 . 149 ) closed gear housing ( 41 ) there is a - a spindle space ( 72 ) final - stepped flange hole ( 141 ), which is the rear end of the spindle ( 20 ) surrounds and a sensor ring ( 39 ) scanning position measuring system ( 28 ) stores. The sensor ring ( 39 ) whose position measuring system ( 28 ) facing portion has a kegelmantelige contour, is slidably mounted on the rear portion of the spindle ( 20 ). He is eg over three in oblong holes ( 24 ) guided special screws ( 18 ) with an indirectly through the disc springs ( 38 ) loaded support ring ( 35 ) connected. The latter is supported by the load of the disc springs ( 28 ) on a bundle ( 34 ) of the tension rod ( 31 ).
Das
im mittleren Bereich des Gehäuses
(41) gelegene Ende der Flanschbohrung (141) schließt an eine
den Stößel (51)
führende
gestufte Bohrung (42) an. Die Bohrung (42), deren
Mittellinie mit der Mittellinie (29) der Spindel (20)
und der Spannstange (31) zusammenfällt, mündet in einen die Getriebeteile (54, 62, 65, 66)
umhüllenden
Innenraum (43).That in the middle area of the housing ( 41 ) located end of the flange bore ( 141 ) connects to a ram ( 51 ) leading stepped bore ( 42 ) at. The bore ( 42 ), whose midline coincides with the midline ( 29 ) of the spindle ( 20 ) and the tension rod ( 31 ) merges into one of the transmission parts ( 54 . 62 . 65 . 66 ) enveloping interior ( 43 ).
Der
Stößel (51)
ist aus einem zylindrischen Führungsabschnitt
(52) und einem Druckplattenabschnitt (53) zusammengesetzt.
Zumindest der Führungsabschnitt
(52) ist – als
Teil eines Schubgelenkes – in
der Bohrung (42) geführt
und mit einem Dichtring (45) gegenüber dem Spindelraum (72)
abgedichtet. Zwischen der Rückseite
des Druckplattenabschnitts (53) und dem vorderen Abschnitt
bzw. der Stufung der Stufenbohrung (42) ist eine auf Druck
belastbare Schraubenfeder (48) angeordnet.The pestle ( 51 ) is made of a cylindrical guide section ( 52 ) and a pressure plate section ( 53 ). At least the leadership section ( 52 ) is - as part of a sliding joint - in the bore ( 42 ) and with a sealing ring ( 45 ) opposite the spindle space ( 72 ) sealed. Between the back of the printing plate section ( 53 ) and the front portion or the gradation of the stepped bore ( 42 ) is a pressure-loaded coil spring ( 48 ) arranged.
Auf
der Vorderseite des von der Spannstange (31) kontaktfrei
durchquerten Stößels (51)
liegt das freie, gegabelte Ende des Hebels (54) auf. Dieser,
mit einem rechteckigen Querschnitt ausgestattete, beispielsweise
gerade Hebel (54) ist im Gehäuse (41) auf einem
dort fixierten Schwenkbolzen (57) ge lagert. In seinem mittleren
Bereich hat er eine Ausnehmung (55) in der eine wälzgelagerte
Druckrolle (59) auf einem drehfest im Hebel (54)
fixierten Bolzen (58) lagert. Beide Bolzen (57, 58)
liegen in einer Ebene, die in der hinteren Ruheposition des Hebels
(54), hier übt
der Stößel (51)
keine Kraft auf die Spannstange (31) aus, nahezu normal
zur Mittellinie (29) ausgerichtet ist. Ggf. ist der Bolzen
(58) geringfügig zur
Spannzange (36) hin versetzt. Die Mittellinien der Bolzen
(57, 58) verlaufen parallel zueinander. Der Abstand
dieser Mittellinien beträgt
ca. 60 % der wirksamen Hebellänge.On the front of the of the tension rod ( 31 ) contactlessly passed plunger ( 51 ) lies the free, forked end of the lever ( 54 ) on. This, equipped with a rectangular cross-section, for example, straight lever ( 54 ) is in the housing ( 41 ) on a pivot pin fixed there ( 57 ) ge stores. In its middle area it has a recess ( 55 ) in a roller bearing pressure roller ( 59 ) on a non-rotatable lever ( 54 ) fixed bolts ( 58 ) stores. Both bolts ( 57 . 58 ) lie in a plane that is in the rear rest position of the lever ( 54 ), here the ram ( 51 ) no force on the tension rod ( 31 ), almost normal to the midline ( 29 ) is aligned. Possibly. is the bolt ( 58 ) slightly to the collet ( 36 ) offset. The center lines of the bolts ( 57 . 58 ) run parallel to each other. The distance between these center lines is approximately 60% of the effective lever length.
Der
Exzenterraum (43) ist durch einen über Schrauben befestigten Deckel
(148) verschlossen.The eccentric space ( 43 ) is by a screw-mounted lid ( 148 ) locked.
Das
gabelartige Ende des Hebels (54) hat zum bereichsweisen
Umgreifen der Spannstange (31) vorn eine u-förmige Kerbe
(56). Es hat in der den Stößel (51) kontaktierenden
Zone eine zylindermantelförmige
Kontur. Die Mittellinie der Kontur ist parallel zu den Mittellinien
der Bolzen (57, 58) orientiert. Im Ausführungsbeispiel
liegt sie zudem in der durch die Mittellinien der Bolzen (57, 58)
aufgespannten Ebene. Zur Minimierung des Materialverschleißes in der
Kontaktzone, kann der gemeinsame Schwerpunkt der beiden Kontaktflächen des
gabelförmigen Endes
außerhalb
der geometrischen Mitte der vorderen Stirnfläche des Druckplattenabschnitts
(53) liegen. Der Versatz erfolgt zumindest teilweise in
einer zur Zeichnungsebene der 2 normalen
Richtung.The forked end of the lever ( 54 ) has to partially gripping the tie rod ( 31 ) in front a u-shaped notch ( 56 ). It has in the the pestle ( 51 ) contacting zone a cylinder jacket contour. The centerline of the contour is parallel to the centerlines of the bolts ( 57 . 58 ) oriented. In the exemplary embodiment, it is also in the through the center lines of the bolt ( 57 . 58 ) plane spanned. To minimize the wear of the material in the contact zone, the common center of gravity of the two contact surfaces of the forked end outside the geometric center of the front end face of the pressure plate portion ( 53 ) lie. The offset is at least partially in a plane of the drawing 2 normal direction.
Auf
die Druckrolle (59) wirkt beim Lösen der Spannzange ein z.B.
hier im Uhrzeigersinn drehender Exzenter (62). Die Druckrolle
(59) und der Exzenter (62) stellen hier beispielsweise
ein ebenes Kurvengetriebe dar. Der Exzenter (62), dessen Schwenkachse
quer zur Mittellinie (29) und parallel zu den Mittellinien
der Bolzen (57, 58) angeordnet ist, sitzt auf
ei ner Exzenterwelle (61), an der ein Schneckenrad (66)
angeflanscht ist, vgl. 3. Das Schneckenrad (66)
kämmt mit
einer drehfest auf der Welle des Elektromotors (8) sitzenden
Schnecke (65), vgl. 4. Der Exzenter
(62) und die Exzenterwelle (61) sind hierbei aus
einem Stück
gefertigt. Die Exzenterwelle (61) ist im Gehäuse (41)
z.B. über
zwei unterschiedlich große
Rillenkugellager gelagert. Die Lagersitze der Rillenkugellager sind
Teil einer einseitig in das Gehäuse
eingearbeiteten sich aufweitenden Stufenbohrung. Nach 3 sitzt
auf dem oberen Wellenende der Exzenterwelle (61) das Schneckenrad
(66) über
eine Passfederverbindung. Die axiale Fixierung des Scheckenrades
(66) und des dem Schneckenrad (66) unmittelbar
nachgeschalteten Festlagers (145) erfolgt über eine
angeschraubte Druckscheibe (147) und einen sich im Gehäuse (41) abstützenden
Sicherungsring (44).On the pressure roller ( 59 ) acts when releasing the collet, for example, here clockwise rotating eccentric ( 62 ). The pressure roller ( 59 ) and the eccentric ( 62 ) represent here, for example, a planar cam gear. The eccentric ( 62 ), the pivot axis transverse to the center line ( 29 ) and parallel to the centerlines of the bolts ( 57 . 58 ) is seated on egg ner eccentric shaft ( 61 ), on which a worm wheel ( 66 ) is flanged, cf. 3 , The worm wheel ( 66 ) meshes with a rotationally fixed on the shaft of the electric motor ( 8th ) sitting snail ( 65 ), see. 4 , The eccentric ( 62 ) and the eccentric shaft ( 61 ) are made in one piece. The eccentric shaft ( 61 ) is in the housing ( 41 ) stored eg over two different sized deep groove ball bearings. The bearing seats of the deep groove ball bearings are part of a one-sided in the housing incorporated widening stepped bore. To 3 sits on the top Shaft end of the eccentric shaft ( 61 ) the worm wheel ( 66 ) via a feather key connection. The axial fixation of the Scheckenrades ( 66 ) and the worm wheel ( 66 ) directly downstream of the fixed warehouse ( 145 ) via a screwed on pressure plate ( 147 ) and one in the housing ( 41 ) supporting circlip ( 44 ).
Die
zur Getriebeschmierung teilweise mit Schmierfett befüllte Stufenbohrung
(144) ist nach 3 mit einem Deckel (149)
verschlossen. Der Deckel (149) ist abgedichtet und mittels
eines Sprengringes im Gehäuse
(41) befestigt.The gearbox partially filled with grease stepped bore ( 144 ) is after 3 with a lid ( 149 ) locked. The lid ( 149 ) is sealed and by means of a snap ring in the housing ( 41 ) attached.
Die
Schnecke (65) ist z.B. über
zwei schwimmend im Gehäuse
(41) in einer Stufenbohrung (151) sitzenden Rillenkugellager
(157, 158) gelagert. Dazu hat die Schneckenwelle
(65) vor und hinter dem Schneckengewinde zwei Wellenstummel,
die sich jeweils über
einen Wellenbund vom Schneckengewinde absetzen. Der motornahe Wellenstummel
ist zur Aufnahme der Motorwelle (9) aufgebohrt und mit
einer Passfedernut versehen. Auf der Schneckenwelle (65)
sitzen – jeweils
an einem Wellenbund anliegend – die
Wälzlager
(157, 158). Das größere motornahe Wälzlager
ist im Gehäuse
(41) zwischen einem Gehäusebund
(155) und einer Gehäusemutter
(156) axial fixiert. Zur Montage wird die mit den Lagern (157, 158)
bestückte
Schneckenwelle (65) in die Bohrung (151) geschoben
und mit der Mutter (156) positioniert und gesichert.The snail ( 65 ) is eg floating over two in the housing ( 41 ) in a stepped bore ( 151 ) deep groove ball bearings ( 157 . 158 ) stored. For this purpose, the worm shaft ( 65 ) in front of and behind the worm thread two stub shafts, which each settle on a shaft collar of the worm thread. The motor-mounted stub shaft is for receiving the motor shaft ( 9 ) drilled and provided with a keyway. On the worm shaft ( 65 ) sit - each adjacent to a shaft collar - the rolling bearings ( 157 . 158 ). The larger close-coupled rolling bearing is in the housing ( 41 ) between a housing collar ( 155 ) and a housing nut ( 156 ) fixed axially. For mounting, the with the bearings ( 157 . 158 ) equipped worm shaft ( 65 ) into the hole ( 151 ) and with the mother ( 156 ) and secured.
Im
Gehäuse
(41) befindet sich nach 4 im vorderen
Endbereich der Stufenbohrung (151) eine hierzu radiale
Gewindebohrung (159), in der eine Fixierschraube (154)
von außen
her eingeschraubt ist.In the housing ( 41 ) is after 4 in the front end region of the stepped bore ( 151 ) a radial threaded bore ( 159 ), in which a fixing screw ( 154 ) is screwed in from the outside.
Auf
dem Motor (8) ist ein Montageflansch (152) befestigt.
Der Montageflansch (152) hat einen Rohrabschnitt (153)
mit dem er in den vorderen Bereich der Stufenbohrung (151)
passt. Auf der zylindrischen Außenfläche des
Rohrabschnittes (153) befindet sich eine radial ausgerichtete,
kurze Sacklochbohrung (161) mit einem kegeligen Bohrungsgrund. Der
Spitzenwinkel des kegeligen Bohrungsgrundes beträgt hier 90 Winkelgrade. Bei
der Montage des Motors (8) wird dieser über den Montageflansch (152)
derart in die Bohrung (151) gesteckt, dass die Sacklochbohrung
(161) unter der Fixierschraube (154) liegt. Gleichzeitig
gleitet die Motorwelle (9) zusammen mit einer hier nicht
dargestellten Passfeder in die Bohrung (67) der Schneckenwelle
(65). Nach einem Anziehen und Kontern der Fixierschraube (154)
ist der Motor (8) fest mit dem Gehäuse (41) verbunden.On the engine ( 8th ) is a mounting flange ( 152 ) attached. The mounting flange ( 152 ) has a pipe section ( 153 ) with which he in the front area of the stepped bore ( 151 ) fits. On the cylindrical outer surface of the pipe section ( 153 ) is a radially oriented, short blind hole ( 161 ) with a conical bottom hole. The apex angle of the conical bottom of the hole is 90 degrees. When mounting the engine ( 8th ) is this over the mounting flange ( 152 ) into the hole ( 151 ) that the blind hole ( 161 ) under the fixing screw ( 154 ) lies. At the same time, the motor shaft slides ( 9 ) together with a key, not shown here in the bore ( 67 ) of the worm shaft ( 65 ). After tightening and countering the fixing screw ( 154 ) is the engine ( 8th ) fixed to the housing ( 41 ) connected.
Die 5 zeigt
neben dem Motor (8) die Werkzeugkühlmittelzuführeinrichtung (70).
Letztere ist in 9 im Schnitt dargestellt. Die
Zuführeinrichtung
(70) hat ein weitgehend zylindrisches, zweiteiliges Gehäuse (73, 74)
zur Aufnahme einer für
hohe Drehzahlen geeigneten Gleitringdichtung (90). Das hintere
Gehäuseteil
(73) hat außen
eine umlaufende Ringnut (75) zur Befestigung am Gehäuse (41)
mittels verschraubter Klemmplatten (79), vgl. 4 und 5.
Es hat eine zentrale Stufenbohrung (78) die eine stationäre Gleit hülse (100)
und zwei eine Zulaufhülse
(93) lagernde Wälzlager
(97, 98) sowie zwei Wellendichtringe (103, 104)
aufnimmt. Zusätzlich trägt es die
Anschlüsse
(82, 84) für
die Schmierstoffzuführung
und die Leckageabfuhr.The 5 shows next to the engine ( 8th ) the tool coolant supply device ( 70 ). The latter is in 9 shown in section. The feeder ( 70 ) has a largely cylindrical, two-part housing ( 73 . 74 ) for receiving a high-speed mechanical seal ( 90 ). The rear housing part ( 73 ) has on the outside a circumferential annular groove ( 75 ) for attachment to the housing ( 41 ) by means of screwed clamping plates ( 79 ), see. 4 and 5 , It has a central stepped bore ( 78 ) which a stationary sliding sleeve ( 100 ) and two an inlet sleeve ( 93 ) rolling bearings ( 97 . 98 ) and two shaft seals ( 103 . 104 ). In addition it carries the connections ( 82 . 84 ) for lubricant supply and leakage removal.
Das
zweite, mit dem ersten verschraubte, vordere Gehäuseteil (74) trägt zentral
den Anschluss (81) für
die Kühlmediumszufuhr.
Die Bohrung dieses Anschlusses (81) fluchtet mit der Bohrung
(95) der Zulaufhülse
(93).The second, with the first screwed, front housing part ( 74 ) carries the connection centrally ( 81 ) for the cooling medium supply. The bore of this connector ( 81 ) aligns with the hole ( 95 ) of the inlet sleeve ( 93 ).
Die
vorn mit einem Flanschring (94) ausgestattete Zulaufhülse (93)
sitzt z.B. über
ein Keil- oder Kerbwellenprofil längsverschieblich auf dem freien Ende
der Spannstange (31), vgl. 9. Im Gehäuseteil
(73) ist sie über
die Wälzlager
(97, 98) geführt, wobei
beispielsweise die Lagerluft über
eine – einen Dichtring
tragende – Gehäusemutter
(99) einstellbar ist. Beide Wälzlager (97, 89)
sitzen nebeneinander auf der Zulaufhülse (93) zwischen
zwei Sicherungsringen.The front with a flange ring ( 94 ) equipped inlet sleeve ( 93 ) sits eg via a wedge or serrated profile longitudinally displaceable on the free end of the tension rod ( 31 ), see. 9 , In the housing part ( 73 ) is it about the rolling bearings ( 97 . 98 ), wherein, for example, the bearing air via a - a sealing ring bearing - housing nut ( 99 ) is adjustable. Both rolling bearings ( 97 . 89 ) sit next to each other on the inlet sleeve ( 93 ) between two circlips.
Im
Gehäuseteil
(73) endet die Stufenbohrung (78) mit einem Anschlag
(75). An dessen rückseitiger
Stirnfläche
liegt axial die ortsfeste Gleithülse (100)
an. Sie sitzt radial in einer Bohrung, die drei Ringkanäle aufweist.
Der mittlere Ringkanal (76) steht hydraulisch mit dem Anschluss
(82) in Verbindung. Über
diesen Ringkanal (76) gelangt Schmiermittel über in der
Gleithülse
(100) angeordnete Bohrungen und Kanäle in den Bereich der Dichtfuge
(91) bzw. Gleithülsenstirnfläche.In the housing part ( 73 ) the stepped bore ends ( 78 ) with a stop ( 75 ). At the rear end face lies axially the stationary sliding sleeve ( 100 ) at. It sits radially in a hole that has three ring channels. The middle ring channel ( 76 ) is hydraulically connected to the connector ( 82 ) in connection. About this ring channel ( 76 ) passes lubricant in the sliding sleeve ( 100 ) arranged holes and channels in the region of the sealing joint ( 91 ) or sliding sleeve end face.
Die
Gleithülse
(100) ist z.B. aus einer Aluminiumlegierung hergestellt,
die im Bereich der Dichtfuge (91) mit einem verschleißfesten Überzug,
z.B. einer Chromschicht, versehen ist.The sliding sleeve ( 100 ) is for example made of an aluminum alloy, which in the region of the sealing joint ( 91 ) is provided with a wear-resistant coating, such as a chrome layer.
In
der Dichtfuge (91) liegt der im Betrieb rotierende Gleitring
(92) an. Er ist beispielsweise aus Keramik oder Hartme tall
hergestellt. Ggf. besteht er nur im Bereich der Dichtfuge (91)
aus einem verschleiß-
und temperaturfesten Werkstoff. Der Gleitring (92) sitzt
eingepresst in einem Mitnahmering (96). Letzterer ist auf
der Zulaufhülse
(93) axial gelagert. Er stützt sich über Tellerfedern am Flanschring (94)
der Zulaufhülse
(93) ab. Der Mitnahmering (96) hat – hier nicht
dargestellt – zur
Verdrehsicherung gegenüber
der Zulaufhülse
(93) z.B. zwei Mitnehmer, die in entsprechende im Flanschring
(94) eingearbeitete Aussparungen eingreifen.In the sealing joint ( 91 ) is the rotating during operation sliding ring ( 92 ) at. It is made of ceramic or hard metal, for example. Possibly. it only exists in the area of the sealing joint ( 91 ) made of a wear and temperature resistant material. The sliding ring ( 92 ) is pressed into a driving ring ( 96 ). The latter is on the inlet sleeve ( 93 ) axially. He relies on disc springs on the flange ( 94 ) of the inlet sleeve ( 93 ). The driving ring ( 96 ) has - not shown here - to prevent rotation relative to the inlet sleeve ( 93 ) For example, two drivers, in corresponding in the flange ( 94 ) engage recessed grooves.
Um
nun ein hier nicht dargestelltes, im Werkzeugaufnahmekonus (25)
fixiertes Werkzeug, z.B. ein innengekühlter Spiralbohrer, zu kühlen, wird über die
Werkzeugkühlmittelzuführeinrichtung
(70) von außen
ein Kühlmedium
in die Durchgangsbohrung (33) der rotierenden Spannstange
(31) gefördert.
Als Kühlmedium
kann wahlweise eine unter einem Druck von 7·10-4 Pa
stehende Kühlemulsion
oder reguläre Druckluft,
Kühlgas
oder ein inertes Gas verwendet werden.To now not shown here, in the factory pickup cone ( 25 ), eg an internally cooled twist drill, is cooled by the tool coolant supply device ( 70 ) from the outside a cooling medium in the through hole ( 33 ) of the rotating tension rod ( 31 ). As a cooling medium, either a cooling emulsion under a pressure of 7 × 10 -4 Pa or regular compressed air, cooling gas or an inert gas can be used.
Bei
einem Betrieb der Werkzeugmaschinenspindel befindet sich die Spannstange
(31) und die Werkzeuglösevorrichtung
(40) in einer Position, wie sie in 1 und 2 dargestellt
ist. Die Spannstange (31) ist durch das Spannen des Werkzeugs
um mehrere Millimeter in den Spindelraum (72) hineinverschoben.
Der Exzenter (62) verharrt in einer Position des minimalen
Hubs. Der Hebel (54) befindet sich nach 2 oder 6 in
einer Parkposition. Der am Hebel (54) anliegende Stößel (51)
verharrt aufgrund der Wirkung der Rückholfeder (48) in
einer hinteren Ausrückposition,
so dass er keinen Kontakt mit dem rotierenden Zwischenstück (19)
der Spannstangenabstützung
(37) hat. Diese Endlage des Stößels (51) wird mittels
des durch seine Exzenterhülse
(142) feinjustierbaren Stößelsensors (143) überwacht.During operation of the machine tool spindle, the tension rod ( 31 ) and the tool release device ( 40 ) in a position as in 1 and 2 is shown. The tension rod ( 31 ) is by the clamping of the tool by several millimeters in the spindle space ( 72 ). The eccentric ( 62 ) remains in a position of the minimum stroke. The lever ( 54 ) is after 2 or 6 in a parking position. The at the lever ( 54 ) adjoining plungers ( 51 ) remains due to the action of the return spring ( 48 ) in a rear release position so that it does not make contact with the rotating intermediate piece ( 19 ) of the tension rod support ( 37 ) Has. This end position of the ram ( 51 ) is by means of the eccentric sleeve ( 142 ) finely adjustable ram sensor ( 143 ) supervised.
Beispielsweise
bei sehr hohen Spindeldrehzahlen wird über den Schmiermittelzuführanschluss (82)
Schmiermittel, z.B. Öl
oder Fett, in die Ringnut (76) transportiert. Über die
Kanäle
in der Gleithülse (100)
gelangt das Schmiermittel in geringer Dosis in die Dichtfuge (91).
Durch das Herabsetzen des Reibwerts in der Dichtfuge (91)
entsteht dort weniger Reibungswärme.
Das Schmiermittel wird beispielsweise aus einer Einmalschmierpatrone
am Schmiermittelzuführanschluss
(82) bereitgestellt.For example, at very high spindle speeds, the lubricant supply connection ( 82 ) Lubricants, eg oil or grease, into the annular groove ( 76 ). Over the channels in the sliding sleeve ( 100 ) the lubricant enters the sealing joint at a low dose ( 91 ). By reducing the coefficient of friction in the sealing joint ( 91 ) there is less frictional heat. The lubricant is, for example, from a disposable grease cartridge at Schmiermittelzuführanschluss ( 82 ) provided.
Zum
Wechseln des Werkzeugs wird die Spindel (20) angehalten
und die Kühlmittel-
und Schmierstoffzufuhr ggf. unterbrochen. Der z.B. frequenzgeregelte
Drehstrommotor (8), dessen Ansteuerung beispielsweise die
Steuerung des hierbei abgeschalteten Spindelmotors (12, 21) übernimmt, dreht über das
Schneckengetriebe (65, 66) die Kurvenscheibe (62)
in der Drehrichtung (7). Die Abrollkontur der Kurvenscheibe
(62) ist in sechs Abschnitte aufgeteilt. Der Abschnitt,
auf dem die Druckrolle (59) in 6 verweilt,
ist der Ruheabschnitt (163), vgl. auch 7.
Ihm folgen entgegen der Drehrichtung (7) ein Vorspannabschnitt
(164), ein erster Rastabschnitt (165), ein Ausrückabschnitt
(166), ein zweiter Rastabschnitt (167) und ein
Rücklaufabschnitt
(168).To change the tool, the spindle ( 20 ) stopped and the coolant and lubricant supply interrupted if necessary. The example frequency-controlled three-phase motor ( 8th ), the control of which, for example, controls the spindle motor switched off ( 12 . 21 ), turns over the worm gear ( 65 . 66 ) the cam ( 62 ) in the direction of rotation ( 7 ). The rolling contour of the cam ( 62 ) is divided into six sections. The section on which the pressure roller ( 59 ) in 6 dwell, the rest section ( 163 ), see. also 7 , Follow him opposite to the direction of rotation ( 7 ) a header section ( 164 ), a first latching section ( 165 ), a disengagement section ( 166 ), a second latching section ( 167 ) and a return section ( 168 ).
In
einem ersten Schritt wird die Kurvenscheibe um ca. 90 ... 170 Winkelgrade
gedreht. Hierbei gelangt die Druckrolle (59) über den
Vorspannabschnitt (164) in den ersten Rastabschnitt (165).
Letzterer hat über
beispielsweise 80 Winkelgrade des Exzenterumfanges als erste Raststrecke
einen konstanten Radius. Der Hebel (54) hat den Stößel (51) – überwacht
vom Wegmesssystem (28) – um das Maß (B) verschoben. Der Stößel (51)
hat dabei den Hub teilweise über
das Zwischen stück
(19), vgl. 4, auf den Bund (34)
der Spannstange (31) übertragen. Hierdurch
wird das Tellerfederpaket (38) gerade soweit vorgespannt,
dass die Spannzange (36) das Werkzeug noch nicht freigibt.
Bei einem Weiterdrehen des Exzenters (62) rollt der Ausrückabschnitt (166)
an der Druckrolle (59) ab und öffnet über den Hebel (54)
und die Spannstange (31) die Spannzange (36).
Der Stößel (51)
hat sich um das Maß (C)
weiterbewegt.In a first step, the cam is rotated by approx. 90 ... 170 degrees. Here the pressure roller ( 59 ) via the header section ( 164 ) in the first latching section ( 165 ). The latter has, for example, 80 degrees of the eccentric circumference as the first locking distance a constant radius. The lever ( 54 ) has the plunger ( 51 ) - monitored by the position measuring system ( 28 ) - shifted by the measure (B). The pestle ( 51 ) has the hub partially over the intermediate piece ( 19 ), see. 4 , on the Bund ( 34 ) of the tension rod ( 31 ) transfer. As a result, the plate spring package ( 38 ) just so far biased that the collet ( 36 ) does not release the tool yet. Upon further rotation of the eccentric ( 62 ) the disengagement section ( 166 ) on the pressure roller ( 59 ) and opens via the lever ( 54 ) and the tension rod ( 31 ) the collet ( 36 ). The pestle ( 51 ) has moved on by measure (C).
Die
Länge des
Ausrückabschnitts
(166) entspricht z.B. 50° des
Exzenterumfangs. An den Ausrückabschnitt
(166) schließt
sich der zweite Rastabschnitt (167) an. Letzterer hat über einen
Winkelbereich von z.B. 60 Winkelgraden einen konstanten, maximalen
Radius. Sobald der Antrieb diesen Rastabschnitt (167) für die maximale
Vorspannung des Tellerfederpakets (38) erreicht hat, vgl. 8,
wird der Motor (8) für
die Länge
der Werkzeugwechselphase abgeschaltet. Durch die Rastphase wirkt
rückwärts kein
Drehmoment auf den Motor (8), so dass dieser keine Bremse
zur Positionssicherung benötigt.The length of the release section ( 166 ) corresponds to eg 50 ° of the eccentric circumference. To the disengagement section ( 166 ) closes the second latching section ( 167 ) at. The latter has a constant, maximum radius over an angular range of eg 60 degrees. Once the drive this Rastabschnitt ( 167 ) for the maximum preload of the plate spring package ( 38 ), cf. 8th , the engine ( 8th ) for the length of the tool change phase switched off. Due to the detent phase, no torque is applied to the engine backwards ( 8th ), so that this does not need a brake for position assurance.
Nach
dem Entfernen des Werkzeugs aus dem Werkzeugaufnahmekonus (25)
kann – durch
die Verschiebbarkeit der Spannstange (31) in der Bohrung
(95) der Zulaufhülse
(93) – die
Spannzange (36) durch kurzzeitige Zufuhr von Kühlflüssigkeit
gereinigt werden.After removing the tool from the tool holder cone ( 25 ) can - by the displaceability of the tension rod ( 31 ) in the hole ( 95 ) of the inlet sleeve ( 93 ) - the collet ( 36 ) are cleaned by short-term supply of cooling liquid.
Zum
Spannen des eingewechselten Werkzeugs, beschleunigt der Motor (8)
problemlos und dreht die Kurvenscheibe (62) weiter. Sobald
der Rücklaufabschnitt
(168) die Druckrolle (59) erreicht hat, wird durch
den zurückschwenkenden
Hebel (54) das Tellerfederpaket (38) entlastet.
Es schließt
die Spannzange (36) zu. Dieser Vorgang ist abgeschlossen,
wenn der Stößel (51)
in den Bereich des Stößelsensors
(143) gelangt.To tension the replacement tool, the engine accelerates ( 8th ) and turns the cam ( 62 ) further. Once the return section ( 168 ) the pressure roller ( 59 ) has been achieved by the pivoting lever ( 54 ) the plate spring package ( 38 ) relieved. It closes the collet ( 36 ) too. This process is completed when the plunger ( 51 ) in the region of the plunger sensor ( 143 ).
-
77
-
ExzenterdrehrichtungExzenterdrehrichtung
-
88th
-
Elektromotor,
DrehstrommotorElectric motor,
Three-phase motor
-
99
-
Motorwellemotor shaft
-
1010
-
Spindelgehäusespindle housing
-
1111
-
Mantelcoat
-
1212
-
Statorstator
-
13,
1413
14
-
WälzlagerpaareRolling couples
-
1818
-
Spezialschraubenspecial screws
-
1919
-
Zwischenstückconnecting piece
-
2020
-
Spindelspindle
-
2121
-
Spindelbohrungspindle hole
-
2222
-
Absatzparagraph
-
2323
-
Stützscheibesupport disc
-
2424
-
Langlöcherslots
-
2525
-
WerkzeugaufnahmekonusTool holder cone
-
2626
-
Spindelende,
vornSpindle end,
front
-
2727
-
Rotorrotor
-
2828
-
Wegmesssystemdisplacement measuring system
-
2929
-
Mittellinie
der Spindelcenter line
the spindle
-
3030
-
WerkzeugspannvorrichtungTool clamping device
-
3131
-
Spannstangetension rod
-
3232
-
Spannstangenende,
werkzeugfernTie rod end,
tool remotely
-
3333
-
Durchgangsbohrung,
zentralThrough hole
central
-
3434
-
BundFederation
-
3535
-
Stützringsupport ring
-
3636
-
Spannzangecollet
-
3737
-
Spannstangenabstützung, KraftübersetzerTie rod support, force translator
-
3838
-
Federsystem,
TellerfedersäuleSpring system
Spring support
-
3939
-
Sensorringsensor ring
-
4040
-
WerkzeuglösevorrichtungTool release device
-
4141
-
Getriebegehäusegearbox
-
4242
-
Bohrung,
gestuftDrilling,
graded
-
4343
-
Exzenterraumcam chamber
-
4444
-
Sicherungsringcirclip
-
4545
-
Dichtringseal
-
4848
-
Rückholfederreturn spring
-
4949
-
Hebelende,
gabelförmigLever end,
forked
-
5151
-
Stößel, HubstößelPlunger, lifting plunger
-
5252
-
Führungsabschnitt,
zylindrischGuide section,
cylindrical
-
5353
-
DruckplattenabschnittDie section
-
5454
-
Hebel,
gabelartigLever,
like a fork
-
5555
-
Ausnehmung
für (59)Recess for ( 59 )
-
5656
-
Kerbescore
-
5757
-
Schwenkbolzen,
SchwenkachsePivot pin,
swivel axis
-
5858
-
Bolzen,
DrehachseBolt,
axis of rotation
-
5959
-
Druckrolle,
wälzgelagertPressure roller,
roller bearings
-
6161
-
Exzenterwelleeccentric shaft
-
6262
-
Kurvenscheibe,
ExzenterCam,
eccentric
-
6565
-
Schnecke,
Schneckenwelle, SchneckengetriebeSlug,
Worm shaft, worm gear
-
6666
-
Schneckenrad,
Schneckengetriebeworm
worm gear
-
6767
-
Bohrungdrilling
-
7070
-
WerkzeugkühlmittelzuführeinrichtungWerkzeugkühlmittelzuführeinrichtung
-
7272
-
Spindelraumspindle room
-
7373
-
Gehäuseteil,
links; GehäuseHousing part,
Left; casing
-
7474
-
Gehäuseteil,
rechts; GehäuseHousing part,
right; casing
-
7575
-
Anschlag,
BohrungsabsatzAttack,
bore paragraph
-
7676
-
Ringkanalannular channel
-
7777
-
Ringnutring groove
-
7878
-
Stufenbohrungstepped bore
-
7979
-
Klemmplattenclamps
-
8181
-
Anschluss
für Kühlmediumzufuhrconnection
for cooling medium supply
-
8282
-
Anschluss
für Schmiermittelzufuhrconnection
for lubricant supply
-
8484
-
Anschluss
für Leckageabfuhrconnection
for leakage removal
-
9090
-
Gleitringdichtung,
Druckverteilermechanical seal,
pressure distributor
-
9191
-
Dichtfugesealing joint
-
9292
-
Gleitringsliding ring
-
9393
-
Zulaufhülseinlet sleeve
-
9494
-
Flanschringflange
-
9595
-
Bohrungdrilling
-
9696
-
Mitnahmeringdriver ring
-
9797
-
Schulterlager,
WälzlagerShoulder stock,
roller bearing
-
9898
-
Wälzlagerroller bearing
-
9999
-
Gehäusemutterhousing nut
-
100100
-
Gleithülsesliding sleeve
-
103,
104103
104
-
WellendichtringeShaft seals
-
141141
-
FlanschbohrungFlange
-
142142
-
Exzenterhülseeccentric
-
143143
-
Stößelsensorplunger sensor
-
144144
-
Stufenbohrung,
seitlichStepped bore,
laterally
-
145145
-
Festlagerfixed bearing
-
146146
-
Loslagermovable bearing
-
147147
-
Scheibedisc
-
148148
-
Deckel,
großCover,
large
-
149149
-
Deckel,
kleinCover,
small
-
151151
-
Stufenbohrungstepped bore
-
152152
-
Motorflanschmotor flange
-
153153
-
Rohrabschnitt
von (152)Pipe section from ( 152 )
-
154154
-
Fixierschraubefixing screw
-
155155
-
Gehäusebundhousing collar
-
156156
-
Gehäusemutterhousing nut
-
157157
-
Wälzlager,
großRoller bearing,
large
-
158158
-
Wälzlager,
kleinRoller bearing,
small
-
159159
-
Gewindebohrungthreaded hole
-
161161
-
SacklochbohrungBlind hole
-
163163
-
Ruheabschnitt
zu (62)Resting section to ( 62 )
-
164164
-
Vorspannabschnittbiasing portion
-
165165
-
Rastabschnitt,
erster; RastDetent portion,
first; rest
-
166166
-
Ausrichtabschnittaligner
-
167167
-
Rastabschnitt,
zweiter; RastDetent portion,
second; rest
-
168168
-
RücklaufabschnittReturn section