DE102015114727A1

DE102015114727A1 - Werkzeugmaschine mit einer Feinbearbeitungsspindel

Info

Publication number: DE102015114727A1
Application number: DE102015114727.0A
Authority: DE
Inventors: Hinrich Stave; Hans Feifel; Christian Eisert
Original assignee: Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH
Current assignee: Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2017-03-09
Also published as: WO2017036876A2; WO2017036876A3; EP3344416A2

Abstract

Werkzeugmaschine (19) mit mindestens einer Feinbearbeitungsspindel (41), wobei die Feinbearbeitungsspindel (41) eine um eine Drehachse (D) drehbare Spindelwelle (50) aufweist, die an einem Spindelgehäuse (110) anhand einer Drehlageranordnung (90) drehbar gelagert ist, wobei an einem freien Längsendbereich (51) der Spindelwelle (50) ein Werkzeughalter (46) zum Halten eines Bearbeitungswerkzeugs (44) angeordnet ist und wobei die Spindelwelle (50) durch einen Spindelmotor (150) drehbar antreibbar ist, so dass ein Werkstück (W) anhand des Bearbeitungswerkzeugs (44) bearbeitet, insbesondere gebohrt, werden kann. Es ist vorgesehen, dass der Spindelmotor (150) als ein Direktantrieb für die Spindelwelle (50) ausgestaltet ist, wobei die Spindelwelle (50) drehfest mit einem Rotor (151) des Spindelmotors (150) verbunden ist und der Rotor (151) in einem Stator (152) des Spindelmotors (150) angeordnet ist, der mit dem Spindelgehäuse (110) drehfest verbunden ist, und dass der Spindelmotor (150) in Bezug auf die Drehachse (D) neben der Drehlageranordnung (90) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit mindestens einer Feinbearbeitungsspindel, insbesondere einer Feinbohrspindel, wobei die Feinbearbeitungsspindel eine um eine Drehachse drehbare Spindelwelle aufweist, die an einem Spindelgehäuse anhand einer Drehlageranordnung drehbar gelagert ist, wobei an einem freien Längsendbereich der Spindelwelle ein Werkzeughalter zum Halten eines Bearbeitungswerkzeugs angeordnet ist und wobei die Spindelwelle durch einen Spindelmotor drehbar antreibbar ist, so dass ein Werkstück anhand des Bearbeitungswerkzeugs bearbeitet, insbesondere gebohrt, werden kann.
Bei einer Werkzeugmaschine dieser Art ist üblicherweise ein Spindelmotor vorgesehen, der über einen Riemenantrieb die Feinbearbeitungsspindel antreibt. Verwendet man einen Riemen ohne Zahnung, beispielsweise einen Flachriemen oder Keilriemen, ist ein gewisser Schlupf vorhanden. Sind mehrere Feinbearbeitungsspindeln anzutreiben, wird üblicherweise ein Zahnriemen verwendet. Zahnriemen, auch Zahnriemen mit einer sogenannten Pfeilverzahnung, können jedoch gewisse Vibrationen verursachen, sodass das Arbeitsergebnis bei der Werkstückbearbeitung nicht immer zufriedenstellt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Werkzeugmaschine mit einer Feinbearbeitungsspindel bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Spindelmotor als ein Direktantrieb für die Spindelwelle ausgestaltet ist, wobei die Spindelwelle drehfest mit einem Rotor des Spindelmotors verbunden ist und der Rotor in einem Stator des Spindelmotors angeordnet ist, der mit dem Spindelgehäuse drehfest verbunden ist, und dass der Spindelmotor in Bezug auf die Drehachse neben der Drehlageranordnung angeordnet ist.
Das Bearbeitungswerkzeug ist zweckmäßigerweise ein Bohrwerkzeug. Es ist aber auch möglich, dass das Bearbeitungswerkzeug ein Drehwerkzeug oder Fräswerkzeug ist. Insbesondere ist das Bearbeitungswerkzeug ein spanendes Werkzeug. Jedenfalls eignet sich erfindungsgemäße Feinbearbeitungsspindel für eine sehr feine und exakte Werkstückbearbeitung. Die Werkstückbearbeitung umfasst beispielsweise Bohren, Drehen, Fräsen oder dergleichen.
Es ist dabei ein Grundgedanke, dass der Spindelmotor als Direktantrieb ausgestaltet ist, sodass er die Spindelwelle direkt antreibt. Die Spindelwelle wiederum ist am Spindelgehäuse drehbar gelagert, wobei das Lagerkonzept vorsieht, dass der Spindelmotor oder Direktantrieb neben der Drehlageranordnung angeordnet ist.
Dadurch kann unter anderem die Montage erleichtert sein, weil nämlich die Spindelwelle unabhängig vom Spindelmotor anhand der Drehlageranordnung im Spindelgehäuse oder am Spindelgehäuse montierbar ist. Somit können beispielsweise auch geringe Toleranzen bei der Drehlageranordnung eingestellt werden, ohne dass der Spindelmotor bei den Einstellarbeiten hindern würde.
Der Spindelmotor kann ausgetauscht werden, ohne dass die Drehlageranordnung dabei demontiert werden muss. Wenn also die Drehlageranordnung sehr fein eingestellt und montiert ist, ergeben sich ein erheblicher Vorteil und eine deutliche Zeitersparnis beim Austausch des Spindelmotors. Eine Maßgenauigkeit der Drehlageranordnung oder Feinjustierung der Drehlageranordnung bleibt erhalten, auch wenn am Spindelmotor ein Service notwendig ist.
Es ist beispielsweise möglich, dass die Drehlageranordnung ein erstes Drehlager und ein zweites Drehlager aufweist, die bezüglich der Drehachse einen Längsabstand zueinander aufweisen. Beispielsweise ist ein erstes Drehlager vorhanden, das näher bei der Werkzeugaufnahme angeordnet ist, während ein zweites Drehlager näher beim Spindelmotor oder Direktantrieb angeordnet ist.
Bevorzugt ist mindestens eines der Drehlager ein radial und axial lagerndes Drehlager, also ein sogenanntes Radial-/Axial-Lager. Das andere Drehlager oder eines der Drehlager ist zweckmäßigerweise ein sogenanntes Radiallager. Es ist auch möglich, dass zwei oder mehr oder alle Drehlager radial und axial lagernde Drehlager sind.
Es ist auch möglich, dass zwei Drehlager radial lagernde und axial lagernde Drehlager ausgestattet sind, die beispielsweise gegeneinander sozusagen verspannt sind.
Es ist möglich, eines der Drehlager eine axial wirkende Druckkraft und das andere Drehlager eine axial wirkende Zugkraft aufnimmt oder abstützt.
Weiterhin kann mindestens eines der Drehlager ein Schräglager, zum Beispiel ein sogenanntes Schrägkugellager oder Kegelrollenlager, sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das näher bei der Werkzeugaufnahme befindliche Drehlager ein sogenanntes Radial-/Axial-Lager ist. Das näher beim Spindelmotor befindliche Drehlager ist zweckmäßigerweise ein reines Radiallager. Das Radiallager kann in Bezug auf die Drehachse nur eine radial äußere Abstützung oder Lagerung bereitstellen, während das Axial-Lager oder Radial-Axiallager eine Abstützung oder Lagerung in Bezug auf Längsrichtung der Drehachse bereitstellt. In Richtung der Drehachse stellt also das Axiallager sozusagen eine Verschiebesicherung der Spindelwelle dar.
Es ist möglich, dass eines oder mehrere der Drehlager der Drehlageranordnung als Wälzlager, beispielsweise Rollenlager, Kugellager oder dergleichen, ausgestaltet ist bzw. sind. Weiterhin können sämtliche Drehlager der Drehlageranordnung Wälzlager sein.
Es ist aber auch eine Kombination aus Wälzlager und hydrostatischem Lager oder einem sonstigen Lager bei der Drehlageranordnung möglich.
Ein bevorzugtes Lagerkonzept sieht vor, dass mindestens ein Drehlager der Drehlageranordnung oder mehrere Drehlager, insbesondere sämtliche Drehlager der Drehlageranordnung hydrostatische Drehlager sind. Hydrostatische Drehlager haben günstige Dämpfungseigenschaften und eine gute Rundlaufgenauigkeit. In diesem Zusammenhang ergibt sich auch ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzeptes dahingehend, dass Hydrostatiköl im Bereich der hydrostatischen Lagerung nicht ohne weiteres in den Bereich des Spindelmotors gelangen kann. Dabei kann die nachfolgende Ausführungsform besonders vorteilhaft sein.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass zwischen der Drehlageranordnung und dem Spindelmotor mindestens eine Dichtung angeordnet ist. Die Dichtung wird beispielsweise von der Spindelwelle durchsetzt. Die Dichtung verhindert, dass beispielsweise Schmutz in den Bereich der Drehlageranordnung gelangt oder umgekehrt das Schmutz oder Öl aus der Drehlageranordnung in Richtung des Spindelmotors gelangt.
Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn auch bezüglich der Drehachse an der vom Spindelmotor abgewandten Seite der Drehlageranordnung mindestens eine Dichtung vorhanden ist. Die Dichtung verhindert, dass Schmutz aus der Umgebung in die Drehlageranordnung eindringt oder die Drehlageranordnung die Umgebung verschmutzt. Diese Lösung ist z.B. vorteilhaft, wenn ein Ölfilm, eine hydrostatische Lagerung oder dergleichen zum Gesamtkonzept der Drehlageranordnung gehören.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Drehlageranordnung an ihren Längsendbereichen bezüglich der Drehachse jeweils mindestens eine Dichtung aufweist.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Spindelmotor kein Motorlager aufweist. Der Rotor ist bezüglich des Stators im Bereich des Spindelmotors nicht abgestützt oder gelagert. Zwischen Rotor und Stator ist also beispielsweise ein Luftspalt im gesamten Bereich des Spindelmotors vorgesehen. Die Lagerung des Rotors bezüglich des Stators wird ausschließlich durch die Drehlageranordnung der Spindelwelle bezüglich des Spindelgehäuses bereitgestellt. Somit sind also keine Lager beim Spindelmotor vorhanden, die einen negativen Einfluss auf die Lagerung und/oder das Schwingungsverhalten der Spindelwelle bezüglich des Spindelgehäuses ausüben.
Der Rotor steht also beispielsweise frei in einen Innenraum des Stators hinein vor.
Es kann vorgesehen sein, dass die Spindelwelle den Stator des Spindelmotors vollständig durchsetzt, d.h. dass die Spindelwelle bezüglich der Drehachse vor beide Stirnseiten des Spindelmotors vorsteht.
Es ist aber auch möglich, dass die Spindelwelle nur vor eine Seite des Spindelmotors vorsteht, nämlich zu der Drehlageranordnung hin.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Spindelwelle ausschließlich anhand der Drehlageranordnung bezüglich des Spindelgehäuses gelagert ist. Somit kann die Drehlageranordnung optimal fein justiert werden, während der Spindelmotor keinen Einfluss auf das Lagerkonzept der Spindelwelle bezüglich des Spindelgehäuses hat.
Es ist möglich, dass der Stator des Spindelmotors außen an das Spindelgehäuse angesetzt ist. Beispielsweise hat der Spindelmotor ein vom Spindelgehäuse separates Motorgehäuse, das am Spindelgehäuse fixiert ist, beispielsweise anhand einer Verschraubung oder dergleichen.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Stator oder der Spindelmotor einen integralen Bestandteil des Spindelgehäuses bildet.
Bevorzugt ist eine integrale Lösung, bei der der Spindelmotor zumindest teilweise an oder in dem Spindelgehäuse angeordnet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Stator in einem Motor-Aufnahmeraum des Spindelgehäuses aufgenommen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stator in einem Motor-Aufnahmeraum des Spindelgehäuses aufgenommen ist. Beispielsweise ist der Stator in dem Motor-Aufnahmeraum geklemmt und/oder mit dem Spindelgehäuse verschraubt.
Der Motor-Aufnahmeraum kann koaxial mit einem Lager-Aufnahmeraum für die Drehlageranordnung für die Spindelwelle sein.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Motor-Aufnahmeraum einen größeren Durchmesser aufweist als der Lager-Aufnahmeraum. Zwischen dem Motor-Aufnahmeraum und dem Lager-Aufnahmeraum sind z.B. eine Stufe und/oder eine Schrägfläche, beispielsweise ein Konus, vorgesehen. Es kann z.B. ein im Vergleich zur Drehlageranordnung großer Spindelmotor verwendet werden.
Bevorzugt ist es, wenn ein von der Spindelwelle durchsetzter Aufnahmeraum des Spindelgehäuses mindestens eine Stufe aufweist, die zum Befestigen der Drehlageranordnung oder des Spindelmotors ausgestaltet oder vorgesehen ist.
In diesem Zusammenhang wird auch deutlich, dass ein Lager-Aufnahmeraum des Spindelgehäuses für die Drehlageranordnung der Spindelwelle unabhängig vom Maß des Spindelmotors ist. Der Lager-Aufnahmeraum muss nämlich nicht zur Aufnahme des Spindelmotors ausgestaltet sein. Somit kann beispielsweise ein Lager-Aufnahmeraum mit einem kleineren Durchmesser oder Querschnitt für die Drehlageranordnung vorgesehen sein, während der Motor-Aufnahmeraum für den Spindelmotor, insbesondere dessen Stator, einen größeren Durchmesser oder Querschnitt aufweist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Spindelwelle an der von der Drehlageranordnung abgewandten Seite bezüglich der Drehachse nicht vor den Spindelmotor vorsteht.
Bevorzugt ist es, wenn die Spindelwelle nur im Bereich des Werkzeughalters vor das Spindelgehäuse vorsteht.
Das Spindelgehäuse kann an einer Maschinenbasis der Werkzeugmaschine ortsfest angeordnet sein. Zweckmäßigerweise umfasst die Werkzeugmaschine dann mindestens einen frontal vor der mindestens einen Feinbearbeitungsspindel angeordneten Werkstückträger, der parallel zu mindestens einer Bearbeitungsachse linear der mindestens einen Feinbohrspindel gelagert ist. Der Werkstückträger kann auch weitere Stellachsen haben, insbesondere zueinander und/oder zu der Bearbeitungsachse winkelige Achsen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Spindelgehäuse von einem Werkzeugschlitten gebildet oder an einem Werkzeugschlitten angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass das Spindelgehäuse einen Werkzeugschlitten ausbildet.
Der Werkzeugschlitten ist vorteilhaft an einer Maschinenbasis der Werkzeugmaschine entlang mindestens einer Bearbeitungsachse linear gelagert. Der Werkzeugschlitten kann also beispielsweise anhand einer Linearführung zur Bearbeitung von Werkstücken, die an einem Werkstückträger angeordnet sind, geführt sein. Beispielsweise kann der Werkzeugschlitten aber auch einen sogenannten Kreuzschlitten umfassen, d.h. dass er nicht nur entlang der Bearbeitungsachse, zum Beispiel einer sogenannten Z-Achse, sondern auch quer dazu, beispielsweise entlang einer sogenannten X-Achse und/oder einer Y-Achse bezüglich der Maschinenbasis beweglich gelagert ist. Beispielsweise ist der Werkzeugschlitten bezüglich der Maschinenbasis entlang zweier zueinander orthogonaler Achsen linear beweglich gelagert.
Wenn mehrere Feinbearbeitungsspindeln, zum Beispiel mindestens zwei Feinbearbeitungsspindeln, vorgesehen sind, können sie ein gemeinsames Spindelgehäuse aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die Spindelgehäuse mehrerer Feinbearbeitungsspindeln miteinander fest verbunden werden. Die verbunden Spindelgehäuse können beispielsweise einen Spindelblock oder eine insgesamt blockartige Gestalt ausbilden.
Wenn mehrere Spindelgehäuse vorgesehen sind, so können diese einzeln oder in Gruppen zueinander ausgerichtet werden, damit die Abstände der Feinbearbeitungsspindeln untereinander oder die Winkel zwischen den Spindelachsen auf ein gewünschtes Maß justiert werden können. Weiterhin ist es möglich, zwischen den Spindelgehäusen Verstelleinrichtungen vorzusehen, um Abstände oder Winkel durch manuellen oder automatischen Eingriff zu verändern.
Dieser Spindelblock oder auch nur eine einzige Feinbearbeitungsspindel kann zum Beispiel fest an der Maschinenbasis der Werkzeugmaschine angeordnet sein. Durch eine Relativverstellung von Werkstücken zu dem Spindelblock, beispielsweise anhand eines beweglichen Werkstückträgers, können die Werkstücke oder kann das Werkstück relativ zu der mindestens einen oder den mehreren Feinbearbeitungsspindeln positioniert werden. Der Werkstückträger kann also beispielsweise den Vorschub bezüglich der Bearbeitungsachse (entsprechend der Längsachse oder Drehachse der Feinbearbeitungsspindeln) leisten.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass mehrere, mindestens zwei, Feinbearbeitungsspindeln gemeinsam oder der Spindelblock als Ganzes entlang der Bearbeitungsachse verstellbar gelagert sind bzw. ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der obigen Ausführungsformen oder auch eine an sich eigenständige Erfindung im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 stellt folgendes dar:
Bevorzugt ist es, wenn die Spindelwelle als eine Hohlwelle ausgestaltet ist, die von einem Stellorgan zum Einstellen einer Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs zu der Spindelwelle, insbesondere der Werkzeugaufnahme zu der Spindelwelle, durchsetzt ist. Beispielsweise kann das Bearbeitungswerkzeug selbst relativ zu dem Werkzeughalter oder der Werkzeugaufnahme des Werkzeughalters verstellt werden. Es ist aber auch möglich, dass der das Bearbeitungswerkzeug haltende Werkzeughalter bezüglich seine Relativposition zu der Spindelwelle verstellt wird, sodass damit auch die Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs zu der Spindelwelle einstellbar ist. Bevorzugt hat das Stellorgan eine lang gestreckte Gestalt. Beispielsweise hat das Stellorgan ein Schrägflächengetriebe oder Schrägflächen, um das in einer Werkzeugaufnahme des Werkzeughalters gehaltene Bearbeitungswerkzeug bezüglich der Drehachse der Spindelwelle auszurichten. Das Schrägflächengetriebe oder die Schrägflächen können direkt am Bearbeitungswerkzeug angeordnet sein. Bevorzugt ist jedoch ein Schrägflächengetriebe zwischen dem Werkzeughalter, der das Bearbeitungswerkzeug hält, und dem Stellorgan vorgesehen, sodass der Werkzeughalter relativ zu Spindelwelle anhand des Stellorgans verstellbar ist. Beispielsweise kann anhand eines derartigen Schrägflächengetriebes eine gewisse Exzentrität von Schneiden des Bearbeitungswerkzeugs bezüglich der Drehachse einstellbar sein. Das Bearbeitungswerkzeug oder der das Bearbeitungswerkzeug haltende Werkzeughalter kann also beispielsweise in Bezug auf seine Ausrichtung bezüglich der Drehachse anhand des Stellorgans verstellbar sein.
Anstelle eines verschieblichen oder längsverschieblichen Stellorgans kann aber auch ein drehbares Stellorgan vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine zur Spindelwelle konzentrische Verstellwelle als Stellorgan ein bei dem Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise einer Schneide, angeordnetes Getriebe, beispielsweise ein Schrägflächengetriebe, Zahnradgetriebe oder dergleichen, vorgesehen sein. Das Getriebe ist beispielsweise am Werkzeughalter oder der Werkzeugaufnahme angeordnet. Das Getriebe wandelt beispielsweise eine Drehbewegung der Verstellwelle in eine radiale Verschiebung des Bearbeitungswerkzeugs oder der Schneide um. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Getriebe eine Schwenkbewegung der Schneide oder des Bearbeitungswerkzeugs um eine zur Drehachse der Spindelwelle exzentrische Achse bewirkt.
Eine weitere oder andere bevorzugte Ausführung, die ebenfalls eine an sich eigenständige Erfindung darstellen kann, kann vorsehen, an dem Werkzeughalter ein Stellantrieb, insbesondere ein motorischer Stellantrieb, beispielsweise ein elektrischer Stellantrieb, vorgesehen ist, um eine Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs zu dem Werkzeughalter oder einer Werkzeugaufnahme des Werkzeughalters verstellen. Der Stellantrieb kann aber auch zwischen der Spindelwelle und dem Werkzeughalter vorgesehen sein, an welchem seinerseits wiederum das Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist. Zweckmäßigerweise sind eine oder mehrere Verbindungsleitungen zwischen dem Stellantrieb und einer Stellantrieb-Steuereinrichtung zur Spannungsversorgung des Stellantriebs und/oder zur Vorgabe von Positions- oder Regelungsdaten für den Stellantrieb in der Hohlwelle geführt. Die Stellantrieb-Steuereinrichtung an den Stellantrieb kann vorteilhaft neben dem Spindelmotor angeordnet sein. Die Stellantrieb-Steuereinrichtung ist ohne Eingriff in das Lagersystem einstell- und tauschbar.
Es ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass sich im Inneren der Spindelwelle oder im vorderen Bereich beim Bearbeitungswerkzeug, insbesondere einer Schneide, ein elektrisches Stellelement oder ein elektrischer Stellantrieb, z.B. ein Piezo-Stellelement befindet.
Zweckmäßigerweise ist ein Stellabschnitt des Bearbeitungswerkzeugs oder des Werkzeughalters mit einem Stellabschnitt des Stellorgans in Eingriff. Dort ist zweckmäßigerweise ein Stellgetriebe, insbesondere ein Schrägflächengetriebe, ausgebildet.
Einer der Stellabschnitte oder beide Stellabschnitte können beispielsweise einen Konus und/oder eine Schrägfläche schräg zu der Drehachse und/oder einen zylindrischen Vorsprung oder eine zylindrische Aufnahme mit einer Ausrichtung schräg zur Drehachse aufweisen. Zum Beispiel ist der Stellabschnitt des Bearbeitungswerkzeugs oder des Werkzeughalters als vorstehender Zapfen und der Stellabschnitt des Stellorgans als eine Aufnahme für diesen Zapfen ausgestaltet. Beispielsweise hat der Zapfen eine zylindrische Gestalt mit einem zur Drehachse parallel verlaufenden Zylindermantel, während sozusagen das Gegenstück, nämlich die Aufnahme des Stellabschnitts des Stellorgans, Schrägflächen schräg zur Drehachse aufweist.
Eine weitere Variante eines Stellgetriebes kann beispielsweise vorsehen, dass die Stellabschnitte einerseits des Stellorgans und andererseits des Werkzeughalters oder des Bearbeitungswerkzeugs einen Zapfen und eine Gabel aufweisen, wobei der Zapfen in die Gabel eingreift. Zwischen den Schenkeln der Gabel und dem Zapfen sind dann beispielsweise Schrägflächen vorgesehen. Wenn der Zapfen und die Gabel parallel zu einer Längsachse, beispielsweise der Drehachse der Spindelwelle, relativ zueinander verstellt werden, führt dies zu einer Auslenkung des Bearbeitungswerkzeugs oder des das Bearbeitungswerkzeug haltenden Werkzeughalters schräg zu der Längsachse.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung oder eine an sich eigenständige Erfindung stellt das Folgende dar. Beispielsweise kann an den Stellabschnitten des Stellorgans und/oder des Werkzeughalters und oder des Bearbeitungswerkzeugs eine mehrdimensionale und/oder elastische Kraftübertragungsstruktur vorgesehen sein, die eine Längsbewegung des Stellorgans relativ zu der Spindelwelle in eine Schwenkbewegung des Werkzeughalters oder des Bearbeitungswerkzeugs umwandelt, beispielsweise durch ihre strukturelle Beschaffenheit und/oder elastische Verformbarkeit. Eine derartige mehrdimensionale Kraftübertragungsstruktur ist anhand eines 3D-Druckverfahrens vorteilhaft herstellbar. Es sei betont, dass diese Vorgehensweise nicht nur bei einer Feinbearbeitungsspindel mit einem Direktantrieb gemäß Anspruch 1 möglich ist, sondern auch zur Justierung von Werkzeugen bei andersartig ausgestalteten Werkzeugspindeln.
Zweckmäßigerweise ist das Stellorgan lang gestreckt.
Das Stellorgan ist zweckmäßigerweise in der Hohlwelle längsverschieblich und/oder drehbar gelagert.
Das Stellorgan ist zweckmäßigerweise außerhalb der Hohlwelle oder neben der Hohlwelle, insbesondere außerhalb des Spindelgehäuses oder des Aufnahmeraums für die Hohlwelle, abgestützt und/oder drehgelagert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Stellorgan nur im Bereich des Werkzeughalters in Berührkontakt mit der Hohlwelle oder Spindelwelle ist. Somit hat das Stellorgan nur einen geringfügigen Einfluss auf das Rundlaufverhalten der Spindelwelle. Beispielsweise können Parallelitätsfehler oder Konzentritätsfehler die im Bereich einer Lagerung des Stellorgans außerhalb der Hohlwelle auftreten, so kaum oder wenig Einfluss auf das und Laufverhalten der Spindelwelle haben. Die Spindel neigt also in wesentlich geringerem Maße zu Schwingungen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Stützkörper zum Abstützen und Drehlagern des Stellorgans linear zu dem Spindelgehäuse oder einer an dem Spindelgehäuse angeordneten Abdeckung beweglich gelagert ist. Zwischen dem Stützkörper und dem Spindelgehäuse und/oder der Abdeckung ist zweckmäßigerweise eine Dichtung vorgesehen. An einer Eindringöffnung oder Durchtrittsöffnung für den Stützkörper ist zum Beispiel eine solche Dichtung vorgesehen. Die Dichtung wird lediglich durch die Linearbewegung zwischen Stützkörper und Spindelgehäuse oder Abdeckung belastet. Drehende Teile, beispielsweise das Stellorgan, kommen nicht in Kontakt mit der Dichtung, sodass diese nicht durch große Reibung oder dergleichen belastet ist. Somit kann eine einfache Gummidichtung, Dichtlippe oder dergleichen vorgesehen sein. Aufwendige Labyrinthdichtungen, beispielsweise mit Sperrluft und dergleichen, sind nicht notwendig.
Ein bevorzugtes Konzept sieht einen Stellantrieb, beispielsweise einen Drehantrieb oder besonders bevorzugt einen Linearantrieb, zum Verstellen des Stellorgans für eine Einstellung der Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs oder des das Bearbeitungswerkzeug haltenden Werkzeughalters zu der Spindelwelle vor. Auf diesem Wege kann beispielsweise das stabförmige Stellorgan in Bezug auf seinen Längspositionen relativ zu der Spindelwelle verstellt werden, um die Position des Bearbeitungswerkzeugs relativ zu Spindelwelle oder des zum Halten des Bearbeitungswerkzeugs vorgesehenen Werkzeughalters relativ zu der Spindelwelle zu verändern.
Der Stellantrieb, insbesondere der Linearantrieb, weist zweckmäßigerweise einen Schlitten auf, an welchem eine Abstützung und/oder ein Drehlager oder eine Drehlageranordnung für das Stellorgan angeordnet ist. Der Schlitten ist beispielsweise an einer Längsführung parallel zur Drehachse linear geführt. Durch eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Schlittens relativ zu der Spindelwelle oder relativ zu dem Werkzeughalter wird das Stellorgan längs verstellt, um so die Position des Bearbeitungswerkzeugs relativ zur Spindelwelle zu verstellen. Das Stellorgan ist an dem Schlitten zweckmäßigerweise in Bezug auf die Stellachse, die parallel zur Drehachse verläuft oder koaxial mit der Drehachse ist, zugfest und schubfest festgelegt. Allerdings ist das Stellorgan zweckmäßigerweise bezüglich des Schlittens drehbar anhand einer Drehlagerung gelagert.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Werkzeugmaschine mehrere, beispielsweise mindestens zwei, Feinbearbeitungsspindeln aufweist. Die Werkzeugmaschine ist also vorzugsweise eine Mehrspindelmaschine.
Die Feinbearbeitungsspindeln sind zweckmäßigerweise an einem gemeinsamen Spindelgehäuse angeordnet. Das Spindelgehäuse kann beispielsweise mindestens zwei Aufnahmeräume für entsprechende Spindelwelle und Spindelmotoren aufweisen. Das gemeinsame Spindelgehäuse wird zweckmäßigerweise von dem bereits erwähnten Schlitten gebildet oder ist daran vorgesehen.
Wenn bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mehrere, zum Beispiel zwei, Feinbearbeitungsspindeln vorhanden sind, können beispielsweise auch unterschiedliche Werkzeughalter vorgesehen sein. Beispielsweise können auf diesem Weg unterschiedlich große Bohrköpfe oder Bearbeitungswerkzeuge an den jeweiligen Feinbearbeitungsspindeln befestigt werden. Beispielsweise haben die Bearbeitungswerkzeuge unterschiedliche Durchmesser und/oder unterschiedliche Längen.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Werkzeugmaschine eine erste und mindestens eine zweite Spindelreihe aufweist, die nebeneinander angeordnet sind. Die Spindelreihen weisen beispielsweise Reihenachsen auf, die zueinander parallel sind. Die Reihenachsen verlaufen zweckmäßigerweise horizontal. Die Spindelreihen verlaufen z.B. horizontal oder vertikal.
Die Spindelreihen umfassen zweckmäßigerweise jeweils mindestens zwei Feinbearbeitungsspindeln. Die Feinbearbeitungsspindeln können mit unterschiedlichen Werkzeughaltern versehen sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Spindelreihe Feinbearbeitungsspindeln mit Werkzeughaltern für ein Bearbeitungswerkzeug eines ersten Typs, beispielsweise eines kleinen Bearbeitungswerkzeugs, die mindestens eine zweite Spindelreihe Feinbearbeitungsspindeln mit Werkzeughaltern für ein Bearbeitungswerkzeug eines zweiten Typs, beispielsweise eines größeren Bearbeitungswerkzeugs, aufweist. Das größere und das kleinere Bearbeitungswerkzeug unterscheiden sich beispielsweise durch ihre Länge und/oder ihren Durchmesser. Beispielsweise haben Werkzeugaufnahmen der Werkzeughalter des ersten und des zweiten Typs unterschiedliche Geometrien und/oder unterschiedliche Abmessungen.
Grundsätzlich ist es möglich, den Vorschub beim Bohren eines Werkstücks durch eine Verstellbarkeit der mindestens einen Feinbearbeitungsspindel entlang einer Bearbeitungsachse zu dem Werkstück hin, also zu einem Werkstückträger mit einem Werkstückhalter zum Halten des Werkstücks hin, oder durch eine Verstellbarkeit des Werkstückträgers relativ zur Feinbearbeitungsspindel entlang der Bearbeitungsachse zu realisieren. Ohne weiteres ist es aber auch möglich, dass sowohl der Werkstückträger als auch die mindestens eine Feinbearbeitungsspindel entlang der Bearbeitungsachse, die der Drehachse der Feinbearbeitungsspindeln entspricht, verstellbar an einer Maschinenbasis gelagert sind.
Zweckmäßigerweise umfasst die Werkzeugmaschine mindestens einen frontal vor der mindestens einen Feinbearbeitungsspindel angeordneten Werkstückträger, zum Beispiel einen Werkstückbalken, eine Werkstückpalette, einem Werkstückwechseltisch, einem Drehtisch oder dergleichen. Der Werkstückträger ist zweckmäßigerweise mit mindestens einem Bewegungsfreiheitsgrad bezüglich einer Maschinenbasis der Werkzeugmaschine beweglich gelagert, beispielsweise drehbar und/oder verschieblich. Durch den mindestens einen Bewegungsfreiheitsgrad oder die Bewegungsfreiheitsgrade ist es beispielsweise möglich, dass der Werkstückträger ein Werkstück zwischen einem zur Bearbeitung durch die mindestens eine Feinbearbeitungsspindel vorgesehenen Bearbeitungsbereich und einem zum Wechseln des Werkstücks vorgesehenen Werkstückwechselbereich verstellt.
Aber auch eine Positionierung des mindestens einen Werkstücks bezüglich einer ersten und einer zweiten Feinbearbeitungsspindel der Werkzeugmaschine kann der Werkstückträger leisten.
Beispielsweise ist der Werkstückträger anhand einer Linearführung bezüglich einer Maschinenbasis der Werkzeugmaschine entlang mindestens einer Stellachse linear beweglich gelagert. Die Stellachse kann eine horizontale oder eine vertikale Stellachse sein. Ohne weiteres ist es möglich, dass mehrere Linearführungen, z.B. zwei, drei oder vier, vorgesehen sind, um die Beweglichkeit des Werkstückträgers zu erhöhen. Die Stellachsen des Werkstückträgers sind zueinander vorteilhaft winkelig, z.B. orthogonal.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Werkstückträger bezüglich einer Positionier-Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Somit kann er die Werkstücke beispielsweise zwischen dem bereits erwähnten Bearbeitungsbereich und dem Werkstückwechselbereich schwenken.
Eine jeweiligen Linearführung, beispielsweise des Werkzeugschlittens oder des Spindelgehäuses relativ zu einer Maschinenbasis, ist zweckmäßigerweise einen sprechender Stellantrieb zugeordnet, beispielsweise ein elektromotorischer Linearantrieb, ein Spindeltrieb oder dergleichen.
Bei mehreren Feinbearbeitungsspindeln, zum Beispiel mindestens zwei Feinbearbeitungsspindeln, kann eine Steuerung vorgesehen sein, die die Drehzahl der Feinbearbeitungsspindeln bzw. der Spindelmotoren derselben, individuell regelt oder steuert. Somit können die Feinbearbeitungsspindeln mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn einem jeweiligen Spindelmotor ein Drehzahlmesser zugeordnet ist, sodass eine Steuerung, die vorzugweise ein Bestandteil der Werkzeugmaschine bildet, die Drehzahl des Spindelmotors individuell einstellen kann. Dieses Konzept ist bei einer oder auch mehreren Feinbearbeitungsspindeln vorteilhaft.
Es ist möglich, dass eine Halteeinrichtung zum Halten oder Fixieren einer Komponente des Spindelmotors an der Spindelwelle oder dem Spindelgehäuse, beispielsweise des Rotors und/oder des Stators einen Messgeber oder einen Messaufnehmer einer Messvorrichtung trägt. Beispielsweise ist eine sogenannte Messverkörperung, zum Beispiel umfassend eine Zahnung oder eine Zahnreihe, an einem Halter, zum Beispiel einer Klammer, zum Halten des Rotors an der Spindelwelle angeordnet.
Neben dem sozusagen gemeinsamen Vorschub von Feinbearbeitungsspindeln, wenn diese an einem gemeinsamen Block oder Werkzeugschlitten angeordnet sind, ist auch ein individueller Vorschub einer Feinbearbeitungsspindel in Richtung der Bearbeitungsachse oder der Drehachse der Spindelwelle einer Feinbearbeitungsspindel bezüglich der Maschinenbasis möglich. Beispielsweise können mehrere Feinbearbeitungsspindeln an einem Spindelblock angeordnet sein, von denen dann mindestens eine Feinbearbeitungsspindel individuell relativ zu den anderen Feinbearbeitungsspindeln bezüglich der Bearbeitungsachse oder Drehachse ihrer Spindelwelle verstellbar ist.
Die Spindelwelle und mit ihr drehgekoppelte Bauteile, insbesondere ein Stellorgan, sind vorteilhaft mit Ausnahme des Werkzeughalters durch das Spindelgehäuse und bezüglich einer Maschinenbasis ortsfeste oder linear verstellbare Abdeckkomponenten abgedeckt. Beispielsweise bildet die vorgenannte Dreheinführung für das Kühlmittel eine derartige Abdeckkomponente und deckt beispielsweise das Stellorgan, ab. Weiterhin kann auch ein Stützkörper, insbesondere ein Stützgehäuse, für das Stellorgan als Abdeckkomponente dienen. Mindestens zwei derart abdeckende Abdeckkomponenten sind relativ zueinander vorteilhaft linear verstellbar, beispielsweise der Stützkörper relativ zu dem Spindelgehäuse oder einer daran angeordneten Abdeckung, wobei zwischen diesen Abdeckkomponenten dann zweckmäßigerweise eine Dichtung vorhanden ist. Somit sind die Spindelwelle und mit ihr drehende Komponenten bezüglich der Maschinenbasis drehbar gelagert, wobei die vorgenannte Dichtung nicht durch diese drehenden Bauteile belastet ist, sondern nur durch linear verstellbare Abdeckkomponenten.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Schrägansicht einer Werkzeugmaschine, von der in
2 ein Werkzeugschlitten mit mehreren Feinbearbeitungsspindeln gezeigt ist,
3 eine Schnittansicht etwa entsprechend einer Linie A-A in 2 durch eine Feinbearbeitungsspindel, und
4 die Werkzeugmaschine gemäß 1 von der Seite.
Eine Werkzeugmaschine 10 weist eine Maschinenbasis 11 auf. Die Maschinenbasis 11 umfasst einen Werkzeugabschnitt 12 und einen Werkstückabschnitt 13, die beispielsweise winkelig zueinander angeordnet sind. In Draufsicht ist die Maschinenbasis 11, die man auch als Maschinenbett bezeichnen könnte, beispielsweise T-förmig, was aber nicht einschränkend verstanden werden soll. Der Werkzeugabschnitt 12 und der Werkstückabschnitt 13 können einstückig sein oder fest miteinander verbunden sein.
An dem Werkzeugabschnitt 12 ist ein Werkzeugschlitten 20 zumindest entlang einer Bearbeitungsachse Z, die nachfolgend auch als Z-Achse bezeichnet wird, linear gelagert. Hierfür ist eine Linearführung 21 vorgesehen, die beispielsweise auf einer Oberseite des Werkzeugabschnitts 12 vorgesehen ist. Die Linearführung 21, die man auch als Z-Führung bezeichnen könnte, umfasst beispielsweise Führungsschienen 22, an denen der Werkzeugschlitten 20 beweglich gelagert ist, beispielsweise mit Rollen, Gleitstücken oder dergleichen.
Ein Schlittenantrieb 23 dient zum Antreiben des Werkzeugschlittens 20 entlang der Z-Achse. Der Schlittenantrieb 23 umfasst beispielsweise einen Antriebsmotor 24 sowie einen Spindeltrieb 25, der mit dem Werkzeugschlitten 20 gekoppelt ist.
An dem Werkzeugschlitten 20 ist ein Spindelgrundkörper 27 angeordnet. Eine Ausführungsform kann vorsehen, dass der Spindelgrundkörper 27 fest mit dem Werkzeugschlitten 20 verbunden ist oder einstückig mit dem Werkzeugschlittens 20 ist, so dass der Spindelgrundkörper 27 ausschließlich entlang der Achse Z bezüglich des Maschinenbetts oder der Maschinenbasis 11 beweglich gelagert ist.
Vorliegend ist optional ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad vorhanden, nämlich in einer zu der Bearbeitungsachse Z winkelig, beispielsweise rechtwinkelig, verlaufende Werkzeug-Stellachse X. An dem Werkzeugschlitten 20 ist eine weitere Linearführung 28 mit beispielsweise Schienen 29 vorgesehen, an der der Spindelgrundkörper 27 entlang der Werkzeug-Stellachse X beweglich gelagert ist. Der Spindelgrundkörper 27 bildet also einen weiteren Schlitten 26 oder ist an diesem Schlitten 26 angeordnet.
Beispielsweise sind Gleitflächen, Rollen oder dergleichen andere Führungselemente 30 des Schlittens 26 an den Schienen 29 beweglich gelagert. Ein Schlittenantrieb 30, der nur schematisch dargestellt ist, treibt den Schlitten 26 relativ zum Werkzeugschlitten 20 entlang der Werkzeug-Stellachse X an.
Die Schlitten 20, 26 bilden beispielsweise einen sogenannten Kreuzschlitten.
An dem Werkzeugschlitten 26 ist eine Spindelanordnung 40 mit mehreren Feinbearbeitungsspindeln 41 vorgesehen. Ohne weiteres könnte selbstverständlich auch nur eine einzige Feinbearbeitungsspindel an dem Werkzeugschlitten 20 angeordnet sein.
Die Feinbearbeitungsspindeln 41 sind beispielsweise in einer oberen Spindelreihe 42 und in einer unteren Spindelreihe 43 in Reihenrichtung nebeneinander übereinander angeordnet. An einer Frontseite 31 des Werkzeugschlittens 20 sind beispielsweise Bearbeitungswerkzeuge 44 an Werkzeughaltern 46, 146 der Feinbearbeitungsspindeln 41 angeordnet. Entgegengesetzt zu der Frontseite 31, also im Bereich einer Rückseite 32 des Werkzeugschlittens 20, sind beispielsweise Spindelantriebe 45 der Feinbearbeitungsspindeln 41 vorgesehen. Die Spindelantriebe 45 sind jedoch weitgehend in dem Spindelgrundkörper 27 aufgenommen.
Es versteht sich, dass eine hohe Präzision bei der Werkstückbearbeitung der Werkstücke W besonders leicht dadurch erzielbar ist, wenn die Feinbearbeitungsspindeln 41 nicht entlang der X-Achse oder Werkzeug-Stellachse X beweglich sind, sondern nur in Richtung der Bearbeitungsachse Z.
Frontal vor dem Werkzeugschlitten 20 ist ein Werkstückträger 60 angeordnet. Der Werkstückträger 60 umfasst beispielsweise einen Werkstückbalken 61, der quer vor dem Werkzeugschlitten 20 verläuft. An dem Werkstückträger 60 sind mehrere Werkstückhalter 62 zum Halten von Werkstücken W, beispielsweise Pleueln, in einer Reihenrichtung 63 nebeneinander angeordnet. Die Reihenrichtung 63 verläuft parallel zu einer Längsachse 64 des Werkstückträgers 60.
Der Werkstückträger 60 ist um eine Positionier-Schwenkachse A, vorliegend seine Längsachse 64, schwenkbar gelagert, sodass an unterschiedlichen Werkstückhaltebereichen 65, z.B. Werkstückhaltebereichen 65A und 65B, gehaltene Werkstücke W jeweils frontal vor den Werkzeugschlitten 20 und somit vor die Bearbeitungswerkzeuge 44 in einen Bearbeitungsbereich 85 zur Bearbeitung schwenkbar sind oder auch von den Bearbeitungswerkzeugen 44 weg, beispielsweise in einen für eine Werkstückwechsel vorgesehenen Werkstückwechselbereich 86. Der Werkstückwechselbereich 86 und der Bearbeitungsbereich 85 sind beispielsweise an einander entgegengesetzten Seiten des Werkstückträgers 60 vorgesehen.
Die Werkstückhaltebereiche 65 sind an Außenumfangsseiten, insbesondere einander entgegengesetzten und/oder zueinander winkeligen, Außenumfangsseiten des Werkstückträgers 60 vorgesehen.
Es versteht sich, dass mehrere Werkstückhaltebereiche eine Option darstellen, d.h. dass auch nur ein einziger Werkstückhaltebereich an einem Werkstückträger vorgesehen sein kann.
Eine Positionierung der an dem Werkstückträger 60 angeordneten Werkstücke W relativ zu den Bearbeitungswerkzeugen 44 wird zumindest teilweise durch den Werkstückträger 60 geleistet. Der Werkstückträger 60 ist an einer Werkstückträger-Linearführung 70 entlang einer vertikalen Stellachse Y linear verstellbar. An dem Werkstückträger 60 angeordnete Werkstücke W können also in Bezug auf die Stellachse Y relativ zu den Bearbeitungswerkzeugen 44 verstellt werden.
Der Werkzeugschlitten 20 positioniert also die Bearbeitungswerkzeuge 44 entlang der horizontalen Achsen, der Bearbeitungsachse Z und der optional vorgesehenen Werkzeug-Stellachse X, während der dritte lineare Bewegungsfreiheitsgrad durch den Werkstückträger 60 und die Werkstückträger-Linearführung 70 geleistet wird.
Die Werkstückträger-Linearführung 70 umfasst an Ständern oder Stützen 71 vorgesehene Führungsschienen 73, an denen Schlitten 72 beweglich gelagert sind, beispielsweise anhand von Rollen, Gleitstücken oder dergleichen. Die Ständer oder Stützen 71, die man auch als Türme bezeichnen könnte, stehen beispielsweise nach oben vor dem Werkzeugabschnitt 12 vor und sind an diesem befestigt.
Die Schlitten 72, die beispielsweise an jeweils einem Paar von Führungsschienen 73 beweglich gelagert sind, sind durch Schlittenantriebe 74 antreibbar. Die Schlittenantriebe 74 umfassen beispielsweise jeweils einen Antriebsmotor 75.
Ein jeweiliger Antriebsmotor 75 treibt einen jeweiligen Schlitten 72 über beispielsweise einen Spindeltrieb oder dergleichen an (was in der Zeichnung nicht dargestellt ist). Beispielsweise sind die Antriebsmotoren 75 oben an den Ständern oder Stützen 71 angeordnet, was zu Kühlungszwecken und Montagezwecken vorteilhaft ist.
Zur Drehlagerung um die Positionier-Schwenkachse A ist der Werkstückträger 60 an seinen Längsendbereichen anhand von Drehlagern 77 schwenkbar gelagert. Die Drehlager 77 bilden Bestandteile einer Drehlageranordnung 76. Beispielsweise ist an jedem der Schlitten 72 jeweils eines der Drehlager 77 vorgesehen. Durch die Drehlagerung an seinen Längsendbereichen ist der Werkstückträger 60, also beispielsweise der Werkstückbalken 61, optimal abgestützt, dennoch aber für die Positionierarbeit oder Positionierung der Werkstücke W für eine Bearbeitung durch die Bearbeitungswerkzeuge 44 oder ein Werkstückwechsel beweglich.
Beispielsweise verläuft die Positionier-Schwenkachse A parallel zu der Werkzeug-Stellachse X.
Der Werkstückträger 60 kann aber auch linear bezüglich der Maschinenbasis 11 beweglich gelagert sein, beispielsweise horizontal in Richtung der Z-Achse oder parallel zu der Werkzeugstellachse X. Eine derartige Variante ist in 4 dargestellt.
An der Oberseite der Maschinenbasis 11 sind beispielsweise Schienen 83 vorgesehen, an denen die Stützen 71 anhand von Rollen, Gleitelementen oder dergleichen, beweglich gelagert sind. Beispielsweise ist ein Antrieb 84 zum Antreiben der Stützen 71 bei der Verstellung entlang der Linearführung 82 vorgesehen. Somit kann der Werkstückträger 60 relativ zu der Maschinenbasis 11 entlang oder parallel zu der X-Achse verstellt werden, um die Werkstücke W bezüglich der Spindelanordnung 40 zu positionieren.
Für einen schnellen und automatisierten Werkzeugwechsel ist beispielsweise eine Werkstückwechseleinrichtung 300, beispielsweise umfassend einen Handlingroboter oder dergleichen, im Werkstückwechselbereich 86 angeordnet.
Die Feinbearbeitungsspindeln 41 sind mit unterschiedlichen Werkzeughaltern 46 und 146 versehen, die für unterschiedlich große Bearbeitungswerkzeuge 44, nämlich für Bearbeitungswerkzeuge 44A eines ersten Typs und Bearbeitungswerkzeuge 44B eines zweiten Typs, vorgesehen sind. Mit den unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeugen 44A, 44B können beispielsweise Bohrungen in einem kleinen und einem großen Auge eines Pleuels exakt angefertigt werden. Der grundsätzliche Aufbau der Werkzeughalter 46, 146 ist jedoch gleich, sodass darauf nachfolgend nicht weiter eingegangen wird.
Der in Richtung der vertikalen Stellachse Y verstellbare Werkstückträger 60 ermöglicht es, dass die daran angeordneten Werkstücke relativ zu den Feinbearbeitungsspindeln 41 bzw. den Spindelreihen 42, 43 positioniert werden. Der Vorschub bei dem Bohren von Löchern in die Werkstücke W, das heißt der Vorschub der Feinbearbeitungsspindeln 41, wird durch den Werkzeugschlitten 20 durch Verstellung entlang der Bearbeitungsachse Z geleistet.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine selbstverständlich auch individuell entlang einer Bearbeitungsachse verstellbare Feinbearbeitungsspindeln vorgesehen sein können. Gerade das Konzept mit den Direktantrieben, d.h. den Spindelmotoren, die integrale Bestandteile der Feinbearbeitungsspindeln 41 oder jedenfalls einer erfindungsgemäßen Feinbearbeitungsspindeln bilden, ermöglicht eine individuelle Verstellung und Positionierung und insbesondere auch einen individuellen Vorschub von Feinbearbeitungsspindeln in Richtung der Bearbeitungsachse oder Bohrachse.
Die Werkzeughalter 46, 146 weisen beispielsweise Werkzeugaufnahmen 47 auf, in welchen ein Halteabschnitt 48 eines jeweiligen Bearbeitungswerkzeugs 44 eingreift. Die Werkzeugaufnahmen 47 sind beispielsweise als Hohlschaftkegel-Werkzeugaufnahmen (HSK-Werkzeugaufnahmen) ausgestaltet. Aber auch jede andere Form einer Werkzeugaufnahme ist ohne weiteres möglich.
Die Feinbearbeitungsspindeln 41 umfassen Spindelwellen 50, an deren vorderen Längsendbereichen 51 die Werkzeugaufnahmen 47 angeordnet oder ausgebildet sind. Die Werkzeugaufnahmen 47 oder die Werkzeughalter 46, 146 können einstückig mit den Spindelwellen 50 sein oder auch daran befestigte Komponenten.
Die Bearbeitungswerkzeuge 44 sind fest an den Werkzeughaltern 46, 146 montiert oder montierbar und die Werkzeughalter 46, 146 in Bezug auf die Spindelwellen 50 verstellbar, wodurch gleichzeitig auch die Bearbeitungswerkzeuge 44 bezüglich ihrer Relativposition zu den Spindelwelle in 50 einstellbar ist.
Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Variante könnte auch vorsehen, dass die Bearbeitungswerkzeuge 45 relativ zu den Werkzeughaltern 46, 146 verstellbar sind. Dies könnte beispielsweise dadurch geschehen, dass die Halteabschnitte 46 der Bearbeitungswerkzeuge 44 bezüglich der Werkzeugaufnahmen 47 verstellbar sind.
Die Spindelwellen 50 sind an ihren mittleren Abschnitten 52 anhand einer Drehlageranordnung 90 drehbar bezüglich eines Spindelgehäuses 110 gelagert.
An einem zu dem Längsendbereich 51 entgegengesetzten Längsendbereich 53 einer jeweiligen Spindelwelle 50 ist ein Spindelmotor 150 angeordnet, der die Spindelwelle 50 um die Drehachse D antreibt.
Ein jeweiliges Spindelgehäuse 110 bildet ein Bestandteil des Werkzeugschlittens 20. Beispielsweise sind mehrere Spindelgehäuse 110 zu einem Spindelblock zusammengefügt, beispielsweise miteinander verschraubt, der seinerseits wiederum den Spindelgrundkörper 27 ausbildet. Das ist in 3 durch gestrichelte Linien angedeutet. Es wäre aber auch ein einstückiges, mindestens zwei Spindelwellen 50 aufweisendes Spindelgehäuse ohne weiteres möglich.
Die Drehlageranordnung 90 umfasst ein erstes Drehlager 91, das näher bei der Werkzeugaufnahme 47 ist. Das Drehlager 91 ist beispielsweise ein sogenanntes Radial-/Axial-Lager. Anhand des Drehlagers 91 ist eine Axialposition der Spindelwelle 50 relativ zu dem Spindelgehäuse 110 in Bezug auf die Drehachse D einstellbar.
Weiterhin ist ein zweites Drehlager 92 der Drehlageranordnung 90 vorgesehen, dass in Bezug auf die Drehachse D zum Drehlager 91 einen Abstand aufweist. Das Drehlager 92 ist beispielsweise ein reines Radiallager.
Die Drehlager 91 und 92 sind in einem Lager-Aufnahmeraum 111 des Spindelgehäuses 110 aufgenommen. An einem vorderen, freien Endbereich des Lager-Aufnahmeraums 111, wo der Werkzeughalter 46, 146 vorgesehen ist, ist eine Stufe 113 vorhanden, an der sich beispielsweise das Drehlager 91 bezüglich der Drehachse D axial abstützen kann.
Die Drehlager 91, 92 sind vorliegend hydrostatische Lager. Hydrostatische Lager ermöglichen z.B. bei günstiger Justierbarkeit ein günstig gedämpftes Laufverhalten der Spindelwelle 50 bezüglich des Spindelgehäuses 110. Alternativ sind aber auch beispielsweise Rollenlager, Kugellager oder dergleichen andere Wälzlager als Drehlager 91 und/oder 92 ohne weiteres möglich. Weiterhin sind auch Luftlager bzw. aerostatische Lager, magnetische Lager oder dergleichen ohne weiteres möglich.
Der Spindelmotor 150 umfasst einen Rotor 151 sowie einen Stator 152. Der Rotor 151 ist an dem Längsendbereich 53 der Spindelwelle 50 drehfest gehalten. Beispielsweise umfasst der Rotor 151 ein Blechpaket und/oder Permanent-Magneten oder dergleichen. Die sozusagen aktiv anzusteuernde elektrische Seite des Spindelmotors 150 ist bezüglich des Spindelgehäuses 110 ortsfest, nämlich in Gestalt von Erregerwicklungen 153 des Stators 152.
Der Stator 152 ist in einem Motor-Aufnahmeraum 112 des Spindelgehäuses 110 aufgenommen. Der Motor-Aufnahmeraum 112 befindet sich an der Frontseite 31, ist jedenfalls von der Frontseite 31 her zugänglich.
Der Stator 152 wird beispielsweise in dem Motor-Aufnahmeraum 112 geklemmt, verkeilt, verschraubt oder dergleichen anderweitig befestigt.
Ein bevorzugtes Montagekonzept sieht vor, dass eine Halterung 118 den Stator 152 in dem Motor-Aufnahmeraum 112 fixiert, beispielsweise geklemmt. Beispielsweise ist die Halterung 118 mit dem Spindelgehäuse 110 verschraubt und sichert somit den Stator 152 am Spindelgehäuse 110.
Der Stator 152 stützt sich beispielsweise an einer Stufe 114 zwischen dem Lager-Aufnahmeraum 111 und dem Motor-Aufnahmeraum 112 ab.
Somit ist der Stator 152 sandwichartig zwischen der Stufe 114 und der Halterung 118 gehalten.
Weiterhin ist eine Messvorrichtung 154 vorgesehen, beispielsweise zur Drehzahlerfassung der Spindelwelle 50. Die Messvorrichtung 154 kann z.B. an der Halterung 118 angeordnet sein.
Der Rotor 151 wird an der Spindelwelle 50 zweckmäßigerweise durch einen Halter 119, z.B. einen Haltering, gehalten oder fixiert. An dem Halter 119 ist zweckmäßigerweise ein Messgeber für die Messvorrichtung 154, beispielsweise eine Zahnung oder dergleichen, vorgesehen.
Alternativ oder ergänzend kann der Stator 152 auch beispielsweise anhand von Schrauben und/oder einer Klemmung mit dem Spindelgehäuse 110 verbunden oder an dem Spindelgehäuse 110 fixiert sein.
Der Motor-Aufnahmeraum 112 hat einen größeren Querschnitt, insbesondere einen größeren Durchmesser, als der Lager-Aufnahmeraum 111. Somit können die im Vergleich zum Spindelmotor 150 die relativ kleinen Drehlager 91 und 92 verwendet werden, wohingegen für den Spindelmotor 150 ein größerer Bauraum zur Verfügung steht.
Man erkennt zudem, dass die Drehlager 91 und 92 leicht in dem Lager-Aufnahmeraum 111 anordenbar und dort auch bequem einstellbar sind, ohne dass der Spindelmotor 150 im Wege ist, wenn dieser noch nicht oder noch nicht ganz montiert ist.
Zwischen der Drehlageranordnung 90 und dem Spindelmotor 150 ist zweckmäßigerweise eine Dichtung 93 vorgesehen. Die Dichtung 93 verhindert den Austritt von Öl aus der Drehlageranordnung 90 in Richtung des Motor-Aufnahmeraums 112.
Die Messvorrichtung 154 ermöglicht beispielsweise eine Drehzahlmessung des Spindelmotors 150. Somit kann eine Steuerung 155 beispielsweise die Drehzahlen der Spindelmotoren 150 individuell einstellen. Die Steuerung 155 umfasst beispielsweise einen Mikroprozessor 156, einen Speicher 157 und dergleichen. Der Mikroprozessor 156 kann zum Beispiel Programmbefehle eines Steuerprogramms, das im Speicher 157 gespeichert ist, ausführen und auf diesem Wege die Feinbearbeitungsspindeln 41 bzw. deren Spindelmotoren 150 ansteuern oder regeln. Jedenfalls kann die Steuerung 155 aufgrund der als Direktantriebe ausgestalteten Spindelmotoren 150 die Drehzahl jeder Feinbearbeitungsspindel 41 individuell steuern oder regeln oder beides.
Die Werkzeughalter 46, 146 weisen jeweils Werkzeughalter-Halteabschnitte 55, beispielsweise Haltevorsprünge, auf, die in Werkzeughalter-Aufnahmen 56 am jeweiligen Längsendbereich 51 einer Spindelwelle 50 eingreift. Beispielsweise sind die Halteabschnitt 55 und die Aufnahmen 56 zumindest abschnittsweise konisch oder weisen Schrägflächen auf. Insbesondere sind die Werkzeughalter 46, 146 bezüglich der Werkzeughalter-Aufnahmen 56 um eine Stellachse 173 verstellbar, beispielsweise verschwenkbar. Jedenfalls ist eine Relativposition zwischen einem jeweiligen Werkzeughalter 46, 146 und den Spindelwellen 50 einstellbar.
Vor die Werkzeughalter-Halteabschnitte 55 steht jeweils ein Stellabschnitt 49 eines Werkzeughalters 46, 146 vor, der zur Feinjustierung der Position des Werkzeughalters 46, 146 und somit des Bearbeitungswerkzeugs 44 bezüglich Spindelwelle 50 oder der Drehachse D dient.
Die Stellabschnitte 49 der Werkzeughalter 46, 146 greifen im Bereich in Stellabschnitte 171 eines Stellorgans 170 ein.
Die Stellabschnitte 171 umfassen zylindrische oder gabelförmige Stellaufnahmen 172, in die die zylindrischen oder zapfenförmigen Stellabschnitte 49 der Werkzeughalter 46, 146 eingreifen. Während die Stellabschnitte 49 parallel zur Drehachse D verlaufen, sind die Stellaufnahmen 172 schräg zur Drehachse D orientiert, weisen also an ihrem zylindrischen Innenumfang oder zwischen den Gabelschenkeln schräg zur Drehachse D orientierte Schrägflächen auf. Bei einer axialen Verstellung der Stellaufnahmen 172 parallel zur Drehachse D gleiten die schräg verlaufenden Schrägflächen der Stellaufnahmen 172 an den Stellabschnitten 49 entlang, wobei ein jeweiliger Werkzeughalter 46, 146 und somit auch das Bearbeitungswerkzeug 44 um eine Stellachse 173 schwenkt. In der Zeichnung sind die Schrägflächen besonders steil eingezeichnet, um das Funktionsprinzip zu verdeutlichen. In der Praxis ist eine besonders feine Justierung um ein geringes Maß gewünscht, weshalb beim realen Ausführungsbeispiel die Schrägflächen entsprechend weniger stark geneigt sein können.
Das Stellorgan 170 hat eine lang gestreckte, stangen- oder stabförmige Gestalt. Man könnte das Stellorgan 170 auch als einen Stab oder eine Stange bezeichnen.
Das Stellorgan ist vorteilhaft zumindest abschnittsweise zylindrisch, beispielsweise im Bereich mindestens eines Drehlagers außerhalb der Spindelwelle.
Das Stellorgan 170 durchsetzt eine Durchtrittsöffnung 54 der Spindelwelle 50. Der Stellabschnitt 171 ist dabei in einem erweiterten Bereich 55 der Durchtrittsöffnung 54 nahe bei dem jeweiligen Werkzeughalter 46, 146 angeordnet.
Ein jeweiliger Stellabschnitt 171 ist an einem vorderen Längsendbereich 174 des Stellorgans 170 angeordnet. Der Längsendbereich 174 ist etwa im Bereich des Längsendbereichs 51 der Spindelwelle 50 vorgesehen.
Ein zu dem Längsendbereich 174 entgegengesetzter Längsendbereich 175 des Stellorgans 170 ist anhand von Drehlagern 176 drehbar gelagert. Die Drehlager 176 sind beispielsweise an einem zweckmäßigerweise als Stützgehäuse ausgestalteten oder ein Stützgehäuse aufweisenden Stützkörper 177 angeordnet. Der Stützkörper 177 könnte aber auch als Stützblock ausgestaltet sein.
Die Dreheinführung 178 bildet eine Abdeckkomponente 192 für das Stellorgan 170.
Der Stützkörper 177 und die Abdeckung 115 bilden jeweils ebenfalls eine Abdeckkomponente 191, 190 für das Stellorgan 170.
Der Stützkörper 177 dringt in eine Abdeckung 115 ein, die an der Rückseite 32 des Spindelgrundkörpers 27 oder des Spindelgehäuses 110 angeordnet ist. Eine Durchtrittsöffnung oder Eindringöffnung der Abdeckung 115, die von dem Stützkörper 177 durchdrungen ist, ist zweckmäßigerweise mit einer Dichtung 117, zum Beispiel einem Abstreifer oder dergleichen, versehen. Selbstverständlich wäre die Dichtung 117 auch in Gestalt einer Labyrinthdichtung oder dergleichen möglich. Die Dichtung 117 ist beim Betrieb der Werkzeugmaschine 10 mechanisch nur sehr gering belastet, weil sie lediglich durch die Linearverstellung des Stützkörpers 177 belastet ist. Rotierende und somit zu einer höheren Belastung einer Dichtung führende Bauteile, so zum Beispiel das Stellorgan 170, sind nämlich nicht im direkten Kontakt mit der Dichtung 117.
Die Abdeckung 115 deckt beispielsweise die Messvorrichtung 154 ab.
Das Stellorgan 170 steht in die Abdeckung 115 vor und durchdringt diese auch. Die Abdeckung 115 ist besonders wartungsfreundlich. Beispielweise besteht die Abdeckung 115 aus zwei Teilen 115A und 115B, so dass zumindest eines der Teile 115A oder 115B leicht entfernbar ist. Die Teile 115A und 115B sind Beispielweise in der Art von Halbschalen ausgestaltet. Die Teile 115A und 115B können zum Beispiel miteinander verschraubt und/oder anhand einer Klammer miteinander verklammert sein.
Das Stellorgan 170 weist einen Kühlmittelkanal 179 auf, der sich vom Längsendbereich 175 zum Längsendbereich 174 bis zu einem Kühlmittelkanal 44A des Bearbeitungswerkzeugs 44 erstreckt. Durch den Kühlmittelkanal 179 hindurch kann Kühlmittel zum Bearbeitungswerkzeug 44 gelangen. Über eine Dreheinführung 178 kann Kühlmittel in den Kühlmittelkanal 179 eingeführt werden. Die Dreheinführung 178 ist im Bereich des Stützkörpers 177 vorgesehen, beispielsweise unmittelbar am Längsendbereich 175. Die Dreheinführung 178 ist somit bequem zugänglich und leicht wartbar.
Zum Verstellen des Stellorgans 170 längs der Drehachse D, die zugleich eine Stellachse S zur Verstellung Stellabschnitts 171 ist, dient ein Stellantrieb 180. Der Stellantrieb 180 umfasst beispielsweise einen Schlitten 181, der an einer Linearführung 182 linear parallel zur Stellachse S verläuft. Die Linearführung 182 umfasst beispielsweise mindestens eine Führungsschiene, an der der Schlitten 181 geführt ist.
Der Stützkörper 177 ist verschiebefest mit dem Schlitten 181 verbunden. Das Stellorgan 170 ist mit dem Stützkörper 177 bezüglich der Stellachse S verschiebefest verbunden. Wenn also der Schlitten 181 entlang der Linearführung 182 linear verstellt wird, wird zugleich der Stützkörper 177 verstellt, wodurch das Stellorgan 170 entlang der Stellachse S verstellbar ist.
Der Stellantrieb 180 bildet oder umfasst einen Linearantrieb. Beispielsweise wäre ein Linear-Direktantrieb möglich. Vorliegend ist ein Spindel-Mutter-Antrieb vorgesehen.
Am Schlitten 181 ist eine Spindelmutter 183 verdrehfest gehalten, in die ein Spindeltrieb 184 eingreift. Der Spindeltrieb 184 wird von einem Stellmotor 185 drehangetrieben, so dass der Schlitten 181 beim Drehen des Spindelantriebs 184 sozusagen längs der Stellachse S gespindelt wird, jedenfalls entlang der Stellachse S verschoben wird.
Der Stellmotor 185 sowie die Linearführung 182 sind an einem beispielsweise in der Art eines Auslegers ausgestalteten Stützvorsprung 116 angeordnet, der seinerseits wiederum mit dem Spindelgehäuse 110 verbunden oder integral vom Spindelgehäuse 110 gebildet ist. Der Stützvorsprung 116 steht beispielsweise vor die Rückseite 32 des Spindelgehäuses 110 oder des Spindelgrundkörpers 27 vor.
Der Stellmotor 185 ist beispielsweise an einer Konsole 186 gehalten.
Alternativ zu dem Spindeltrieb mit dem Stellmotor 185 der getriebebehafteten Lösung ist aber auch ein Lineardirektantrieb möglich. Beispielsweise könnte anstelle des Spindeltriebs 184 ein Läufer 284 vorgesehen sein, der einerseits mit dem Schlitten 181 verbunden ist, andererseits in einen Stator 285 eingreift, der den Läufer 284 antreibt.
Weiterhin ist auch ein Lineardirektantrieb unmittelbar an dem Stellorgan 170 möglich. Beispielsweise könnte der Stützkörper 177 als ein Motorgehäuse eines derartigen Lineardirektantriebs ausgestaltet sein oder durch das Motorgehäuse gebildet sein. In diesem Fall ist dann beispielsweise eine Erregerspulenanordnung 384 am Stützkörper 177 zum direkten Antreiben eines Läufers, beispielsweise entsprechender magnetischer Flusseinrichtungen 385, am Stellorgan 170 vorgesehen. Das ist in 3 angedeutet.
Denkbar ist auch, dass anstelle des über das Stellorgan 170 wirkenden Stellantriebs 180 ein Stellantrieb 280 unmittelbar im Bereich der Werkzeugaufnahme 47 vorgesehen ist. Der Stellantrieb 280 umfasst z.B. einen elektrischen Stellmotor, einen Piezo-Antrieb oder dergleichen, um eine Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs 44 bezüglich der Spindelwelle 50 oder des Werkzeughalters 46, 146 bezüglich der Werkzeughalter-Aufnahme 56 einzustellen. Beispielweise könnte neben dem Kühlmittelkanal oder im Kühlmittelkanal mindestens eine Verbindungsleitung 282 zwischen dem Stellantrieb 280 und einer Stellantrieb-Steuereinrichtung 281 im Bereich des anderen Längsendes der Spindelwelle 50 vorgesehen sein. Zur Verdeutlichung ist dies in 3 schematisch angedeutet. Über die Verbindungsleitung 282 können beispielsweise elektrische Steuersignale an den Stellantrieb 280 und zweckmäßigerweise auch Rückmeldungen vom Stellantrieb 280 an die Stellantrieb-Steuereinrichtung 281 übertragen werden.

Claims

Werkzeugmaschine mit mindestens einer Feinbearbeitungsspindel (41), insbesondere einer Feinbohrspindel, wobei die Feinbearbeitungsspindel (41) eine um eine Drehachse (D) drehbare Spindelwelle (50) aufweist, die an einem Spindelgehäuse (110) anhand einer Drehlageranordnung (90) drehbar gelagert ist, wobei an einem Längsendbereich (51) der Spindelwelle (50) ein Werkzeughalter (46) zum Halten eines Bearbeitungswerkzeugs (44), insbesondere eines Bohrwerkzeugs, angeordnet ist und wobei die Spindelwelle (50) durch einen Spindelmotor (150) drehbar antreibbar ist, so dass ein Werkstück (W) anhand des Bearbeitungswerkzeugs (44) bearbeitet, insbesondere gebohrt, werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelmotor (150) als ein Direktantrieb für die Spindelwelle (50) ausgestaltet ist, wobei die Spindelwelle (50) drehfest mit einem Rotor (151) des Spindelmotors (150) verbunden ist und der Rotor (151) in einem Stator (152) des Spindelmotors (150) angeordnet ist, der mit dem Spindelgehäuse (110) drehfest verbunden ist, und dass der Spindelmotor (150) in Bezug auf die Drehachse (D) neben der Drehlageranordnung (90) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlageranordnung (90) ein erstes Drehlager (91) und ein zweites Drehlager (92) aufweist, die bezüglich der Drehachse (D) einen Längsabstand zueinander aufweisen.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Drehlager (91) ein radial und axial lagerndes Drehlager und/oder dass mindestens eines der Drehlager (92) ein Radiallager ist und/oder dass mindestens eines der Drehlager (91) ein Schräglager ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drehlager (91, 92) der Drehlageranordnung (90) ein hydrostatisches Drehlager oder ein Wälzlager oder ein magnetisches Lager oder ein Luftlager ist oder dass alle Drehlager der Drehlageranordnung (90) hydrostatische Drehlager oder Wälzlager oder magnetische Lager oder Luftlager sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drehlageranordnung (90) und dem Spindelmotor (150) mindestens eine Dichtung (93) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelmotor (150) kein Motorlager aufweist und/oder die Spindelwelle (50) ausschließlich anhand der Drehlageranordnung (90) bezüglich des Spindelgehäuses (110) gelagert ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (152) in einem Motor-Aufnahmeraum (112) des Spindelgehäuses (110) aufgenommen, insbesondere geklemmt, ist und/oder einen integralen Bestandteil des Spindelgehäuses (110) bildet und/oder zumindest teilweise außerhalb des Spindelgehäuses (110) angeordnet ist oder in einem an dem Spindelgehäuse (110) angeordneten separaten Motorgehäuse des Spindelmotors (150) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelgehäuse (110) von einem Werkzeugschlitten (20), der an einer Maschinenbasis (11) der Werkzeugmaschine (10) entlang mindestens einer Bearbeitungsachse (Z) anhand einer Linearführung (21) linear gelagert ist, gebildet ist oder an einem derartigen Werkzeugschlitten (20) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (50) als eine Hohlwelle ausgestaltet ist, die von einem Stellorgan (170) zum Einstellen einer Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs (44) oder des Werkzeughalters (46) zu der Spindelwelle (50) durchsetzt ist oder dass die Spindelwelle (50) von mindestens einer Verbindungsleitung zwischen einem Stellantrieb zum Einstellen einer Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs (44) oder des Werkzeughalters (46) zu der Spindelwelle (50) und einer Stellantrieb-Steuereinrichtung durchsetzt ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (170) bezüglich der Hohlwelle längsverschieblich und/oder drehbar ist und/oder außerhalb der Hohlwelle, insbesondere außerhalb des Spindelgehäuses (110), abgestützt und/oder drehgelagert ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützkörper (177) zum Abstützen und Drehlagern des Stellorgans (170) linear zu dem Spindelgehäuse (110) oder einer an dem Spindelgehäuse (110) angeordneten Abdeckung (115) beweglich gelagert ist, wobei zwischen dem Stützkörper (177) und dem Spindelgehäuse (110) und/oder der Abdeckung (111) eine Dichtung (117) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (170) ausschließlich im Bereich der Werkzeugaufnahme (47) in Berührkontakt mit der Hohlwelle ist.
Werkzeugmaschine einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen, insbesondere am die Werkzeugaufnahme (47) aufweisenden Längsendbereich der Spindelwelle (50) oder an einem von der Werkzeugaufnahme (47) entgegengesetzten Längsendbereich der Spindelwelle (50) angeordneten, Stellantrieb (180), insbesondere einen Linearantrieb, zum Verstellen des Stellorgans (170) für eine Einstellung der Relativposition des Bearbeitungswerkzeugs (44) oder des Werkzeughalters (46) bezüglich der Spindelwelle (50) aufweist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei, insbesondere ein gemeinsames Spindelgehäuse (110) aufweisende und/oder durch eine Steuerung (155) individuell angesteuerte, Feinbearbeitungsspindeln (41) aufweist und/oder dass die mindestens eine Feinbearbeitungsspindel (41) und/oder ein Werkstückträger (60) mit einem Werkstückhalter (62) zum Halten mindestens eines durch die Feinbearbeitungsspindeln zu bearbeitenden Werkstücks (W) entlang einer Bearbeitungsachse (Z) relativ zueinander verstellbar an einer Maschinenbasis (11) beweglich gelagert sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen frontal vor der mindestens einen Feinbearbeitungsspindel (41) angeordneten, insbesondere mit zumindest einem Bewegungsfreiheitsgrad bezüglich einer Maschinenbasis (11) der Werkzeugmaschine (10) beweglich gelagerten, Werkstückträger (60), insbesondere Werkstückbalken (61), aufweist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (60) anhand mindestens einer Werkstückträger-Linearführung (70) bezüglich einer Maschinenbasis (11) der Werkzeugmaschine (10) entlang mindestens einer Stellachse (Y) linear beweglich gelagert ist und/oder bezüglich einer Positionier-Schwenkachse (A) schwenkbar gelagert ist und/oder zur Positionierung eines an einem Werkstückhalter (62) des Werkstückträgers (60) angeordneten Werkstücks (W) relativ zu einer ersten und einer zweiten Feinbearbeitungsspindel (41) der Werkzeugmaschine ausgestaltet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (50) von einem insbesondere an einem Stellorgan (170) vorgesehenen Kühlmittelkanal (179) durchsetzt ist, wobei eine Einführeinrichtung für das Kühlmittel, insbesondere eine Dreheinführung (178), an einem zu dem Werkzeughalter (46) entgegengesetzten Endbereich der Spindelwelle (50) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine an dem Spindelgehäuse (110) angeordnete Abdeckung (115) aufweist, wobei die Abdeckung von dem Spindelgehäuse (110) abnehmbar ist und/oder einen Deckel aufweist und/oder mehrteilig ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (50) und mit ihr drehgekoppelte Bauteile, insbesondere ein Stellorgan (170), mit Ausnahme des Werkzeughalters (46) durch das Spindelgehäuse und bezüglich einer Maschinenbasis (11) ortsfeste oder linear verstellbare Abdeckkomponenten (190, 191) abgedeckt sind, wobei zwischen mindestens zwei relativ zueinander verstellbaren Abdeckkomponenten (190, 191) vorteilhaft eine Dichtung vorgesehen ist.