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"Spindeleinheit für reine NAlerkzeugmaschine"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindeleinheit entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei einer bekannten Spindeleinheit der vorgenannten Art ist der Schlitten
samt Stelleinrichtung und Antriebseinrichtung in einem zusammen mit der Werkzeugspannvorrichtung
abnehmbaren Forrndrehkopf untergebracht, der automatisch wechselbar ist. Um bei
einen Drehwerkzeugwechsel nicht den gesamten umfangreichen Werkzeugkopf auswechseln
zu müssen, sind am Werkzeugkopf angebrachte Drehwerkzeuge jeweils für sich ebenfalls
auswechselbar. Für das selbsttätige Auswechseln von Werkzeugen sind hier drei Wechseleinrichtungen
und drei Werkzeugmagazine erforderlich (Deutsche Zeitschrift "tz für Metallbearbeitung"
77, 1983, H.6) Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, jeweils nur
das Werkzeug auswechselbar zu machen, ohne auch den Schlitten und dessen Stellvorrichtung
auswechseln zu müssen Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil
des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Aufgrund der
Anordnung
der Stellwelle koaxial zur Arbeitsspindel und der Hindurchführung der Stellwelle
durch diese Arbeitsspindel ist es möglich, die Stellvorrichtung für den Schlitten
an einem Ende der Arbeitsspindel und die Antriebseinrichtung für den Schlitten am
anderen Ende der Arbeitsspindel anzuordnen. Diese Anordnung erlaubt eine günstige
Anbringung des Kollektors an der Antriebseinrichtung und die Anordnung einer Anzeigeeinrichtung,
welche die jeweilige Lage des Schlittens anzeigt und Endlagen besonders markiert.
Für das Auswechseln des Werkzeuges ist nur eine einzige Wechseleinrichtung und nur
ein einziges Werkzeugmagazin erforderlich Wenn die Antriebseinrichtung einen Stellmotor
aufweist, so kann dessen Kollektor in vorteilhafter Weise entsprechend den Merkmalen
des Anspruches 2 angeordnet sein.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung
und der Zeichnung. In dieser ist eine Spindeleinheit für eine Werkzeugmaschine als
Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
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Es zeigen Pig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 1141 in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch
eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.
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In einem Spindelgehäuse 1 ist eine hohle Arbeitsspindel 2 drehbar
gelagert. Die Arbeitsspindel 2 ist über ein Getriebe 3 mittels eines Antriebsmotors
4 antreibbar.
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Die Arbeitsspindel 2 hat auf ihrer in der Zeichnung linken Seite ein
radial erweitertes Kopfstück 5, an dem ein hülsenförmiges Schlittengehäuse 6 befestigt
ist. Das Schlittengehäuse 6 ist auf seiner offenen Seite von zwei seitlichen Führungsplatten
7, 7a teilweise abgedeckt, die zur Führung eines die offene Seite vollends abdeckenden
Schlittens 10 dienen, auf welchem eine Spannvorrichtung 8 für ein beispielsweise
als Schneidstahl ausgebildetes Werkzeug 9
befestigt ist. Auf dein
Schlitten 10 sind zum Erreichen der Spielfreiheit gegenseitig einstellbare Gewindeinuttern
11 und 12 angebracht sind. Diese Gewindemuttern wirken mit einer Gewindespindel
13 zusammen, die in einem an dem Schlittengehäuse 6 befestigten Lagerbock 14 drehbar,
jedoch axial unverschiebbar gelagert ist. Wenn die Gewindespindel 13 nicht angetrieben
ist, wird sie mittels einer nicht dargestellten lösbaren Bremse gegenüber dem Lagerbock
14 festgelegt. Auf der Gewindespindel 13 sitzt ein kegelstumpfförmiges Tellerrad
15, das mit einem senkrecht zur Achse der Gewindespindel 13 angeordneten Kegelritzel
16 kämmt. Die Werkzeugspanneinrichtung 8, der Schlitten 10 und die Stellvorrichtung
14 bis 16 bilden eine Art Forrndrehkopf.
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Das Kegelritzel 16 befindet sich an einem Ende einer Stellwelle 17,
welche in dem Schlittengehäuse 6 gelagert, durch die Arbeitsspindel 2 mit radialem
Abstand hindurchgeführt und auf der vom Schlittengehäuse 6 abgewandten Seite der
Arbeitsspindel 2 in einem Antriebsgehäuse 18 ebenfalls drehbar gelagert ist Die
Stellwelle trägt an ihrem anderen Ende ein Kegelritzel 19. An der in der Zeichnung
rechten Seite der Stellwelle 17 ist ein an der Arbeitsspindel 2 anstehender Bundring
20 befestigt.
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Das Antriebsgehäuse 18 ist mit der Arbeitsspindel 2 fest verbunden
und auf seiner von der Arbeitsspindel 2 abgewandten Seite mittels eines plattenförmigen
Deckels 21 abgedeckt. Im Antriebsgehäuse 18 befindet sich ein mit einer lösbaren
Bremse versehener Stellmotor 22, dessen Achse senkrecht zur Achse der Arbeitsspindel
2 angeordnet ist. Auf einer Antriebswelle 23 des Stellmotors 22 sitzt drehfest ein
Antriebsrad 24, das mit zugeordneten Zahnrädern 25 und 26 kämmt. Das Zahnrad 25
sitzt auf einer Welle 27, die im Antriebsgehäuse 18 gelagert ist und an ihrem von
dem Zahnrad 25 abgewandten Ende ein Kegelritzel 28 trägt, das mit dem Kegelritzel
19 kämmt. Das Zahnrad 26 sitzt auf einer Welle 29, die an ihrem anderen Ende ein
Kegel ritzel 30 trägt, das mit einem koaxial zum Kegelritzel 19 angeordneten Kegelritzel
31 kämmt. Auf der von der Antriebswelle 23 abgewandten Seite des Stellmotors 22
sind ein Tachogenerator und ein Impulsgeber in einem Gehäuse 32 angeordnet. Das
Gehäuse des Stellmotors 22 ist mit dem Antriebsgehäuse 18 fest verbunden. Die Kegelritzel
und die Zahnräder sind jeweils drehfest rnit ihren Wellen verbunden.
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Am Deckel 21 des Antriebsgehäuses 18 ist ein im Querschnitt kreiszylindrischer
Kollektorkern 33 befestigt, der rnit einem ortsfesten Kollektorring 34 zusarnmenwirkt,
welcher
zur Stromversorgung des Stellmotors 22, des Tachogenerators und des Irnpulsgebers
über eine Leitung 35 mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden ist. Durch
den Kollektorkern 33 ist eine darin gelagerte Anzeigewelle 36 hindurchgeführt, die
mit dem Kegelritzel 31 drehfest verbunden ist und auf ihrer davon abgewandten Seite
in einer Gewindespindel 37 endet. Die Gewindespindel 37 wirkt rnit einer Gewindebüchse
38 zusammen, die in einer Haltebüchse 48 axial beweglich aber drehfest gehalten
ist. Die Haltebüchse 48 ist mit dem Kollektorkern 33 fest verbunden. Die Gewindebüchse
38 ist in einem Zeigerschlitten 39 drehbar gelagert, der auf einer ortsfesten Schlittenbahn
40 in Achsrichtung der Gewindespindel 37 verschiebbar, jedoch undrehbar gehalten
ist. Der Zeigerschlitten 39 trägt einen nockenartigen Vorsprung 41, der mit drei
ortsfesten Näherungsschaltern 42, 43 und 44 zusammenwirkt, von denen die Näherungsschalter
42 und 44 jeweils die Endlage des Schlittens 40 im Schlittengehäuse 6 und der Näherungsschalter
43 dessen Mittellage, in der die Spindel 2 und die Spannvorrichtung 8 koaxial angeordnet
sind, anzeigen bzw. anzeigt. Die Mittellage dient für den Werkzeugwechsel, als Arbeitslage
für eine Reibahle oder dgl.
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Die Arbeitsspindel 2 und die fest damit verbundenen Teile sind mittels
des Antriebsmotors 4 antreibbar und die sich sonst mit der Arbeitsspindel 2 drehende
Stellwelle 17 zusätzlich mittels des Stellmotors 22. Allein mit Hilfe dieses Stellrnotors
ist das Werkzeug 9 durch Bewegen des Schlittens 10 gegenüber dem Lagerbock 14 bei
sich drehender Gewindespindel 13 längs der Deckplatte 7 senkrecht zur Achse der
Arbeitsspindel 2 verschiebbar. Damit können bei konstanter Schnittgeschwindigkeit
Plan- und Formdreharbeiten ausgeführt werden. Auch sind unterschiedliche Bohrungsdurchmesser
mit derselben Bohrstange herstellbar. Zum Wechseln des in der Spannvorrichtung 8
eingespannten Werkzeuges 9 wird diese Spannvorrichtung in üblicher Weise gelöst.
Soll ein einen kegelförmigen Schaft aufweisendes Werkzeug mittels eines hydraulischen
oder pneumatischen Arbeitszylinders gelöst werden, wobei Übertragungsglieder achsparallel
zur Arbeitsspindel verlaufen, so wird die von diesem Arbeitszylinder ausgeübte Kraft
unter Umgehung des Schlittens 10 und der Gewindespindel 13 außermittig in die Spannvorrichtung
8 eingeleitet.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel sind die dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei jedoch Abwandlungen
durch einen Kleinbuchstaben gekennzeichnet sind. An der hier mit
2a
bezeichneten Arbeitsspindel ist der Stellmotor 22 koaxial angeordnet. Die Antriebswelle
23 des Stellmotors ist mittels einer Kupplung 45 mit der Stellwelle 17a verbunden.
Zur Festlegung der Antriebswelle 23 des Stellmotors 22 kann eine nicht dargestellte
Bremse vorgesehen sein. Beim zweiten Ausführungsbeispiel entfallen die Teile 18,
19, 20, 21, 24 bis 31 und 36. Die Gewindespindel 37 ist mit der Antriebswelle 23
des Stellmotors 22 unmittelbar verbunden. Das Gehäuse des Stellmotors 22 ist mittels
einer Verbindungsscheibe 46 mit der Arbeitsspindel 2a und mittels eines Ringkörpers
47 mit dem Kollektorkern 33 jeweils drehfest verbunden. Die Haltebüchse 48 entfällt.
Die Gewindebüchse 38a ist in dem Kollektorkern 33 drehgesichert geführt.
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Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht der
Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels.
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