DE3423060A1 - Tool-spindle arrangement - Google Patents

Abstract

In order to improve a tool-spindle arrangement, with a rotatable spindle which has a toolholder receptacle and a collet chuck actuable by a pressure element, with an air-channel system provided in the spindle and intended for blowing out the tool holder receptacle, and with an actuating device for the pressure element, which actuating device is stationary relative to a spindle axis and comprises an actuating element which is movable from a position of rest into a pressure position and which itself bears against the pressure element in the pressure position, to form common contat faces, stresses said pressure element and thereby keeps the collet chuck in an opened position, in such a way that a loss-free supply of air into the air-channel system of the spindle is possible in a simple way, it is proposed that the pressure element possess an orifice which is arranged in the contact face and into which the air-channel system opens, and that the actuating element have an air channel which opens into an orifice in its contact face and which, in the pressure position of the actuating element, connects an air-supply channel to the air-channel system, the contact faces which surround the orifices bearing sealingly against one another.

Description

Beschreibung description

Werkzeugspindelanordnung Die Erfindung betrifft eine Werkzeugspindelanordnung mit einer drehbaren Spindel, welche eine als zu einer Spindelachse koaxiale Ausnehmung ausgebildete Werkzeughalteraufnahme für einen Werkzeughalterschaft sowie eine Spannzange aufweist, die ihrerseits bei stillstehender Spindel durch ein Druckelement von einer ersten, den Werkzeughalterschaft spannenden Stellung in eine zweite, den Werkzeughalterschaft freigebende Stellung überführbar ist, mit einem in der Spindel vorgesehenen Luftkanalsystem zum Ausblasen der Werkzeughaiteraufnahme und mit einer bezüglich der Spindelachse feststehenden Betätigungsvorrichtung für das Druckelement, die ein von einer Ruhestellung in eine Druckstellung bewegbares Betätigungselement umfasst, das seinerseits in der Druckstellung unter Ausbildung gemeinsamer Berührungsflächen an dem Druckelement anliegt, dieses beaufschlagt und dadurch die Spannzange in der zweiten Stellung hält. Tool spindle arrangement The invention relates to a tool spindle arrangement with a rotatable spindle which has a recess which is coaxial to a spindle axis trained tool holder receptacle for a tool holder shaft and a collet has, which in turn when the spindle is at a standstill by a pressure element of a first, the tool holder position exciting in a second, the tool holder releasing position can be transferred, with an air duct system provided in the spindle for blowing out the tool holder holder and with one with respect to the spindle axis fixed actuator for the pressure element, one of a rest position comprises actuating element movable into a printing position, which in turn is in the printing position with the formation of common contact surfaces on the printing element is applied, this is applied and thereby the collet in the second position holds.

~Bei Werkzeugspindeln mit auswechelbaren Werkzeughaltern besteht vor allem bei Anlagen mit automatischen Werkzeugwechseleinrichtungen immer das Problem, dass beim Wechseln eines Werkzeuges mitsamt seinem Werkzeughalter eine Passfläche der Werkzeughalteraufnahme und eine entsprechende Passfläche des Werkzeughalterschafts beschmutzt werden, wobei insbesondere oft Teile von Metallspänen an diesen Passflächen haften bleiben, so dass bei einem Einsetzen des Werkzeughalterschafts in die Werkzeughalteraufnahme die Schmutzteile zum einen die Passflächen beschädigen und zum anderen einen nicht zentrischen Sitz des Werkzeughalterschafts in der Werkzeughalteraufnahme zur Folge haben. Daraus resultieren dann Ungenauigkeiten beim späteren Bearbeiten eines Werkstücks.~ For tool spindles with exchangeable tool holders, there is a especially in systems with automatic tool changing devices, there is always the problem, that when changing a tool together with its tool holder there is a mating surface the tool holder holder and a corresponding mating surface of the tool holder shaft be soiled, in particular often parts of metal chips on these mating surfaces remain adhered, so that when the tool holder shaft is inserted into the tool holder receptacle the dirt particles damage the mating surfaces on the one hand and not on the other hand centric seat of the tool holder shaft in the tool holder holder result to have. This then results in inaccuracies when machining a workpiece later.

Bei derartigen Werkzeugspindelanordnungen ist es bekannt, die Werkzeughalteraufnahme während des Auswechselns des Werkzeughalterschafts mit Luft auszublasen. Das dazu vorgesehene Luftkanalsystem mündet in eine in der Spindel zur Aufnahme der Spannzange vorgesehene Ausnehmung, so dass die Luft an der Spannzange vorbeiströmt, die Werkzeughalteraufnahme in Richtung auf eine Stirnseite der Spindel durchbläst und somit Schmutz von den Passflächen löst und nach aussen, in Richtung der Stirnseite der Spindel, wegblässt.In such tool spindle arrangements, it is known to use the tool holder receptacle Blow out with air while replacing the tool holder shaft. That in addition The air duct system provided opens into one in the spindle for receiving the collet provided recess so that the air flows past the collet, the tool holder receptacle in the direction of one end of the spindle and thus dirt from the Loosens mating surfaces and blows them outwards, in the direction of the end face of the spindle.

Eine Zufuhr der Luft zu dem in der Spindel vorgesehenen Luftkanalsystem erfolgt von seiten eines die Spindel tragenden Spindelgehäuses im allgemeinen in bezüglich der Spindelachse ungefähr radialer Richtung, wobei ein Spalt zwischen der sich drehenden Spindel und dem nicht drehbaren Spindelgehäuse durch zusätzliche Massnahmen überbrückt werden muss, da ansonsten durch diesen Spalt beträchtliche Luftmengen verlorengehen und ein erheblicher Druckabfall auftritt. Zur Überbrückung dieses Spalts ist eine Vielzahl von Massnahmen bekannt. So ist es z.B. denkbar, dass die Spindel mit einer drehbaren Luftzuführvorrichtung ausgerüstet ist oder dass zwischen der Spindel und dem Spindelgehäuse zusätzliche drehbare Dichtungen vorgesehen sind, die ebenfalls ein Entweichen von Luft durch den Spalt verhindern. Beide Lösungen haben den Nachteil, da die Spindel im allgemeinen bei einer Bearbeitung des Werkstücks mit sehr hoher Drehzahl rotiert, dass derartige drehbare Abdichtungen entweder keine gute Dichtwirkung besitzen oder keine grosse Standzeit haben.A supply of air to the air duct system provided in the spindle takes place on the part of a spindle housing supporting the spindle generally in with respect to the spindle axis approximately radial direction, with a gap between the rotating spindle and the non-rotating spindle housing by additional Measures must be bridged, as otherwise considerable through this gap Air volumes are lost and a significant pressure drop occurs. To bridge A large number of measures are known to be implemented in this gap. For example, it is conceivable that the spindle is equipped with a rotatable air supply device or that between the spindle and the spindle housing additional rotatable seals are provided, which also prevent air from escaping through the gap. Both solutions have the disadvantage that the spindle is generally used for machining of the workpiece rotates at a very high speed that such rotatable seals either do not have a good sealing effect or do not have a long service life.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wird die Tatsache ausgenützt, dass die Luft nur bei stillstehender Spindel zugeführt werden muss, da ein Auswechseln des Werkzeughalters nur im Stillstand vorgenommen werden kann.In a further known embodiment, the fact is exploited that the air only has to be supplied when the spindle is at a standstill, since it has to be replaced of the tool holder can only be carried out at a standstill.

Dabei erfolgt die Zufuhr von Luft durch eine bezüglich der Spindelachse in radialer Richtung verschiebliche Leitung, welche bei stillstehender Spindel in Richtung ihrer Längsachse auf die Spindel zu bewegbar ist, mit Randflächen ihrer öffnung gegen eine Umfangsfläche der Spindel abdichtend anpressbar ist und dabei mit diesen eine Zufuhröffnung für das in der Spindel vorgesehene Luftkanalsystem umschliesst. Somit besteht die Möglichkeit, die Werkzeughalteraufnahme ohne Verlust grösserer Luftmengen auszublasen. Vor Inbetriebnahme der Spindel ist die Leitung' jedoch von der UmfangsEläc'ne zurückzuziehen.Air is supplied through a spindle with respect to the spindle axis in the radial direction displaceable line, which when the spindle is at a standstill in Can be moved towards the spindle in the direction of its longitudinal axis, with edge surfaces of its opening can be pressed sealingly against a circumferential surface of the spindle and thereby with these a supply opening for the air duct system provided in the spindle encloses. There is thus the possibility of using the tool holder holder without loss to blow out larger amounts of air. Before starting the spindle, the Management' but to withdraw from the circumference.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass eine separate Vorrichtung erforderlich ist, welche die Leitung auf die Spindel zu bewegt und von dieser wieder zurückzieht.The disadvantage of this arrangement is that a separate device is required, which moves the line to the spindle and from this again withdraws.

Weiterhin erfordert diese Lösung, dass die Spindel stets genau an derselben Stelle stehen bleibt, damit die Zuführöffnung für das Luftkanalsystem in der Umfangsfläche der Spindel stets mit der Leitung fluchtet.Furthermore, this solution requires that the spindle always be accurate remains in the same place so that the inlet opening for the air duct system in the circumferential surface of the spindle is always aligned with the line.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugspindelanordnung der gattungsgemässen Art derart zu verbessern, dass eine verlustfreie Zufuhr von Luft in das Luftkanalsystem der Spindel in einfacher Weise möglich ist.The invention is therefore based on the object of a tool spindle arrangement to improve the generic type in such a way that a loss-free supply of Air in the air duct system of the spindle is possible in a simple manner.

Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugspindelanordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst,-dass das Druckelement eine in der Berührungsfläche angeordnete öffnung besitzt, in die das Luftkanalsystem mündet, dass das Betätigungselement einen in eine öffnung in seiner Berührungsfläche mündenden Luftkanal aufweist, welcher in der Druckstellung des Betätigungselements einen Luftzufuhrkanal mit dem Luftkanalsystem verbindet, wobei die die öffnungen umgebenden Berührungsflächen abdichtend aneinander anliegen.In the case of a tool spindle arrangement, this task is carried out at the beginning described type according to the invention achieved in that the pressure element in the contact surface has an opening into which the air duct system opens, that the actuating element opens into an opening in its contact surface Has air duct which, in the pressure position of the actuating element, has an air supply duct connects to the air duct system, the contact surfaces surrounding the openings sealing against each other.

Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass sie die Tatsache ausnutzt, dass die Spannzange zum Auswechseln des Werkzeughalterschafts in jedem Fall geöffnet werden muss, wobei das bezüglich der Spindelachse feststehende Betätigungselement das Druckelement beaufschlagt und mit diesem Berührungsflächen bildet. Diese Berührungsflächen dienen dabei gleichzeitig als Dichtflächen, die einen Übergang des Luftkanals in dem Betätigungselement in das Luftkanalsystem in der Spindel abdichten, so dass ausschliesslich durch Vorsehen weiterer Luftkanäle in bereits vorhandenen Teilen eine verlustfreie Zufuhr von Luft in das Luftkanalsystem der Spindel zum Ausblasen der Werkzeughalteraufnahme möglich ist.The advantage of this solution is that it takes advantage of the fact that the collet is always open for changing the tool holder shaft must become, wherein the actuating element stationary with respect to the spindle axis applied to the pressure element and forms contact surfaces with it. These touch areas serve at the same time as sealing surfaces that create a transition from the air duct to seal the actuating element in the air duct system in the spindle, so that exclusively by providing additional air ducts in existing parts a loss-free supply of air into the air duct system of the spindle for blowing out the tool holder holder is possible.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann es noch erforderlich sein, die Spindel sowie das Druckelement jedesmal in derselben Stellung anzuhalten, damit die öffnungen des Betätigungselements mit denen des Druckelements fluchten. So ist es besonders vorteilhaft, wenn die Berührungsflächen und eine der öffnungen bezüglich der Spindelachse rotationssymmetrisch ausgebildet sind, so dass der Luftkanal des Betätigungselements in jeder beliebigen Stellung den Luftzufuhrkanal mit dem Kanalsystem verbinden kann und durch die die öffnungen umgebenden Berührungsflächen eine Dichtwirkung erzielt wird. Selbst wenn die Spindel trotzdem ständig in derselben Stellung angehalten wird, ist diese Ausführung vorteilhaft, da sich eine Sicherung des Druckelements innerhalb der Spindel gegen ein Verdrehen erübrigt.In the embodiment described above, it may still be necessary be able to stop the spindle and the pressure element in the same position each time, so that the openings of the actuating element are aligned with those of the pressure element. It is particularly advantageous if the contact surfaces and one of the openings are designed to be rotationally symmetrical with respect to the spindle axis, so that the air duct of the actuating element in any position with the air supply duct Can connect channel system and through the contact surfaces surrounding the openings a sealing effect is achieved. Even if the spindle is always in the same Position is stopped, this version is advantageous because it is a backup of the pressure element within the spindle to prevent rotation.

Um die Bewegung des Betätigungselements beim Schliessen der Spannzange von seiner Druckstellung in seine Ruhestellung gleichzeitig zum Unterbinden der Luftzufuhr auszunutzen, ist es vorteilhaft, wenn das Betätigungselement in Ruhestellung den Luftzufuhrkanal verschliesst, so dass das Betätigungselement gleichzeitig als Ventil für die Luftzufuhr einsetzbar ist.About the movement of the actuating element when the collet is closed from its pressure position to its rest position at the same time to prevent the Utilize air supply, it is advantageous if the actuating element closes the air supply duct in the rest position, so that the actuating element can also be used as a valve for the air supply.

Da die Spindel beim Bearbeiten eines Werkstücks, wie bereits beschrieben, mit sehr hoher Drehzahl rotiert und sich das Betätigungselement nicht mitdreht, sondern bezüglich der Spindelachse feststeht, ist es vorteilhaft, wenn die Berührungsfläche des Betätigungselements in dessen Ruhestellung einen Abstand von der Berührungsfläche des Druckelements aufweist, damit im Bereich der Berührungsflächen kein unnötiger Materialverschleiss auftritt Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement ein Kolben und das Druckelement eine koaxial zur Spindelachse angeordnete Stange ist, welche den Kolben durchgreift,und dass zwischen der Stange und dem Kolben ein Spalt vorgesehen ist. Der Spalt in diesem Xusrührungsbeispiel dient ebenfalls dem Zwack, Verschleiso zwischen der Stange, die sich mit der Spindel mitdreht, und dem feststehenden Kolben zu vermeiden.Since the spindle when machining a workpiece, as already described, rotates at a very high speed and the actuating element does not rotate with it, but is fixed with respect to the spindle axis, it is advantageous if the contact surface of the actuating element in its rest position a distance from the contact surface of the pressure element, so that there is no unnecessary in the area of the contact surfaces Material wear occurs Another embodiment is characterized by that the actuating element is a piston and the pressure element is coaxial to the spindle axis is arranged rod, which reaches through the piston, and that between the rod and a gap is provided in the piston. The gap in this contact example also serves the purpose of wear and tear between the rod that is connected to the spindle rotates, and to avoid the stationary piston.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde davon ausgegangen, dass die Luft zum Ausblasen der Werkzeughalteraufnahme, wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen, in eine die Spannzange aufnehmende Ausnehmung eingeleitet wird, an der Spannzange vorbeiströmt und die Werkzeughalteraufnahme in Richtung einer Stirnseite der Spindel ausbläst. Eine weit bessere Blaswirkung ist jedoch zu erzielen, wenn Wandbereiche der Werkzeughalteraufnahme mit Luftaustrittskanälen versehen sind, die mit dem Luftkanalsystem in Verbindung stehen. Diese Massnahme stellt eine über die bisherige Erfindung hinausgehende, selbständige Erfindung dar und verbessert die Reinigung der Oberflächen der Werkzeughalteraufnahme und des Werkzeughalterschafts, da durch diese Luftaustrittskanäle die entstehenden Strömungsverhältnisse genau vorherbestimmbar sind und somit ein gleichmässigeres und gezielteres Abblasen von Schmutzpartikeln möglich ist.In the embodiments described so far, it was assumed that that the air to blow out the tool holder holder, as with the stand Designs known in the art, in a recess receiving the collet is initiated, flows past the collet and the tool holder holder blows out towards one end of the spindle. A far better blowing effect but it is to be achieved when wall areas of the tool holder holder are provided with air outlet ducts that are connected to the air duct system stand. This measure represents a going beyond the previous invention, Independent invention and improves the cleaning of the surfaces of the tool holder receptacle and the tool holder shaft, as the resulting air outlet ducts Flow conditions can be precisely determined in advance and are therefore more even and more targeted blowing off of dirt particles is possible.

Im Rahmen der obengenannten Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn die Luftaustrittskanäle mit Wandflächen der Werkzeughalteraufnahme einen Winkel einschliessen, so dass die zugeführte Luft nicht wie beim Stand der Technik parallel zu den Wandflächen zuströmt, sondern eine senkrecht auf diesen stehende Komponente aufweist.In the context of the above-mentioned embodiment, it is particularly advantageous when the air outlet ducts form an angle with the wall surfaces of the tool holder holder include so that the air supplied is not parallel as in the prior art flows towards the wall surfaces, but rather a component standing perpendicular to them having.

Damit wird vor allem das Ablösen von auf Oberflächen des Werkzeughalterschafts haftenden Partikeln verbessert.This is particularly the detachment of surfaces of the tool holder adhering particles improved.

Eine optimale Abblaswirkung wird erreicht, wenn die Luftaustrittskanäle ungefähr senkrecht auf den Wandflächen stehen.An optimal blow-off effect is achieved when the air outlet ducts stand approximately perpendicular to the wall surfaces.

Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde der Werkzeughalterschaft erst beim Einführen in die Werkzeughalteraufnahme angeblasen, wobei sich die Blaswirkung mit zunehmendem Einführen des Werkzeughalterschafts in die Werkzeughalteraufnahme verstärkte, da der zwischen diesen verbleibende Luftspalt immer geringer und folglich die Geschwindigkeit der Luft immer grösser wurde. Eine weitere erfinderische Massnahme ist darin zu sehen, dass eine dem Werkzeughalterschaft zugewandte Stirnseite eines Spindelgehäuses einen Ring mit einem Ringkanal und von diesem ausgehendsntuftaustrittskanälen trägt, die auf den Werkzeughalterschaft gerichtet sind. Damit wird der Werkzeughalterschaft bereits vor seiner Einführung in die Werkzeughalteraufnahme durch einen Luftstrom vorgereinigt, wobei dies vor allem beim Vorhandensein grösserer Partikel, wie z.B. Spänen, von Vorteil ist, da diese bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen trotz Ausblasen der Werkzeughalteraufnahme bei einem zu schnellen Einführen des Werkzeughalters zwischen Oberflächen der Werkzeughalteraufnahme und des Werkzeughalterschafts eingeklemmt werden können.In all the embodiments described so far, the tool holder only blown on when it is inserted into the tool holder receptacle, whereby the blowing effect increases with increasing insertion of the tool holder shaft into the tool holder receptacle reinforced since the between this remaining air gap always slower and consequently the speed of the air increased. Another inventive measure is to be seen in the fact that one facing the tool holder End face of a spindle housing a ring with an annular channel and from this outgoing tuft outlet channels that are aimed at the tool holder. This becomes the tool owner even before its introduction into the tool holder holder by means of an air stream pre-cleaned, especially when larger particles are present, e.g. Chips, is advantageous, as this is the case in the embodiments described so far despite blowing out the tool holder holder if the Tool holder between surfaces of the tool holder receptacle and the tool holder shaft can be pinched.

Schliesslich ist es bei allen Luftaustrittskanälen, d.h.After all, it is the case with all air outlet ducts, i.e.

sowohl den Austrittskanälen in den Wandbereichen der Werkzeughalteraufnahme, wie auch den Luftaustrittskanälen in dem Ring, von Vorteil, wenn sie so ausgerichtet sind, dass sie einen um den Werkzeughalterschaft umlaufenden Luftstrom erzeugen. Durch diese Massnahme herrschen auf allen zu reinigenden Oberflächenbereichen nahezu dieselben Strömungsverhältnisse, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schmutzpartikel auf einem unzureichend angeströmten Oberflächenbereich haften bleibt, wesentlich geringer ist.both the outlet channels in the wall areas of the tool holder holder, as well as the air outlet ducts in the ring, beneficial if so oriented are that they generate a circulating air flow around the tool holder shaft. As a result of this measure, almost all surface areas to be cleaned prevail the same flow conditions, so that the likelihood of a dirt particle remains adhering to an insufficiently exposed surface area, essential is less.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsformen der Erfindung. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Werkzeugmaschine mit einer erfindungsgemässen Werkzeugspindelanordnung; Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Werkzeugspindelanordnung bei geöffneter Spannzange und Fig. 3 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 2 bei geschlossener Spannzange.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description and the accompanying drawings of some embodiments the invention. The drawing shows: FIG. 1 a perspective illustration a machine tool with a tool spindle arrangement according to the invention; Fig. 2 shows a longitudinal section through the tool spindle arrangement with the collet open and FIG. 3 shows a longitudinal section similar to FIG. 2 with the collet closed.

Im einzelnen zeigt Eig. 1 ein Bearbeitungszentrum, d.h.In detail, Eig. 1 a machining center, i.e.

eine Werkzeugmaschine, mit einem Maschinengestell 10, dessen rückwärtiger Teil einen Maschinenständer 12 trägt.a machine tool, with a machine frame 10, the rear Part of a machine stand 12 carries.

Vor dem Maschinenständer 12 ist auf dem Maschinengestell 10 ein Maschinentisch 14 angeordnet, der vorzugsweise als Kreuzschlitten ausgebildet ist.A machine table is located on the machine frame 10 in front of the machine stand 12 14 arranged, which is preferably designed as a cross slide.

An der Vorderseite des Maschinenständers 12 ist ein Spindelstock 16 mit einer Spindel 18 höhenverstellbar in einer Führung gelagert, die oberhalb des Spindelstockes 16 durch einen Faltenbalg 20 abgedeckt ist. Seitlich der Maschine ist ein Schaltschrank 22 zur Aufnahme einer Maschinensteuerung, insbesondere einer CNC-Steuerung, angeordnet.At the front of the machine frame 12 is a headstock 16 mounted with a spindle 18 adjustable in height in a guide above the The headstock 16 is covered by a bellows 20. On the side of the machine is a switch cabinet 22 for receiving a machine control, in particular one CNC control, arranged.

Der Maschinenständer 12 trägt oberhalb des Spindelstockes 16 eine scheibenförmige Magazinanordnung 24, die in bekannter Weise einen scheibenförmigen Werkzeughalterträger 26 aufweist, der um eine zur Achse der Arbeitsspindel 18 parallele Achse drehbar und in axialer Richtung verschieblich gelagert ist.The machine stand 12 carries a headstock 16 above disk-shaped magazine assembly 24, which in a known manner a disk-shaped Has tool holder carrier 26, which is parallel to the axis of the work spindle 18 about a Axis is rotatable and mounted displaceably in the axial direction.

In der Arbeitsspindel 18 ist ein Werkzeughalter 28 montiert, der mit einem Werkzeug 30 bestückt ist. Dieselben Werkzeughalter 28 sind in Werkzeugtaschen 32 am Umfang des Werkzeughalterträgers 26 angeordnet, und es besteht während des Betriebs des Bearbeitungszentrums die Möglichkeit, den in der Arbeitsspindel 18 montierten Werkzeughalter 28 gegen einen mit einem anderen Werkzeug bestückten Werkzeughalter aus der Magazinanordnung 24 automatisch auszuwechseln.In the work spindle 18, a tool holder 28 is mounted, which with a tool 30 is equipped. The same tool holders 28 are in tool bags 32 arranged on the circumference of the tool holder carrier 26, and it exists during the Operation of the machining center the possibility of the work spindle 18 mounted tool holder 28 against a tool holder equipped with another tool to be replaced automatically from the magazine arrangement 24.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Arbeitsspindel 18 durch vier Wälzlager 34, die paarweise im Abstand voneinander angeordnet sind, in einem zu dem Spindelstock 16 gehörenden Spindelgehäuse 36 drehbar gelagert.As Fig. 2 shows, the work spindle 18 is supported by four roller bearings 34, which are arranged in pairs at a distance from one another, in one to the headstock 16 belonging spindle housing 36 rotatably mounted.

Von einer einem Werkstück zugewandten Stirnseite 38 der Arbeitsspindel 18 erstreckt sich eine zu einer Spindelachse 40 koaxiale und fortlaufend verengende Ausnehmung in ein Inneres der Spindel 18 und bildet dabei eine konische Werkzeughalteraufnahme 42, die eine Passfläche 43 besitzt, für im allgemeinen standardisierte Werkzeughalter 28 mit einem Werkzeughalterschaft 29, der einen Konus 44 mit einer Passfläche 45 umfasst.From an end face 38 of the work spindle facing a workpiece 18 extends to a spindle axis 40 coaxial and continuously narrowing Recess in a Interior of the spindle 18 and thereby forms a conical tool holder receptacle 42, which has a mating surface 43, for in general standardized tool holder 28 with a tool holder shaft 29 which has a cone 44 with a mating surface 45 includes.

Im Anschluss an diese Werkzeugaufnahme 42 ist eine ebenfalls koaxial zu der Spindelachse 40 verlaufende Bohrung 46 vorgesehen, in welcher eine an sich bekannte Spannzange 48 aufgenommen ist. Die Spannzange 48 umfasst mehrere, um ein Zentrierstück 50 angeordnete Spannelemente 52, die an ihren vorderen, dem Werkzeughalter 28 zugewandten Enden mit Klauen 54 versehen sind. Das Zentnerstück 50 trägt eine ringförmige Ausnehmung 56, welche hintere Enden 58 der Spannelemente 52 aufnimmt, so dass die gesamte Spannzange 48 in axialer Richtung nur gemeinsam mit dem Zentrierstück 50 verschiebbar ist Die hinteren Enden der Spannzange 48 sind mittels eines Federrings 60 in Richtung auf die Spindelachse 40 beaufschlagt, so dass die Klauen 54 (Fig. 2) in radialer Richtung gespreizt sind. Dabei liegen diese mit ihren äusseren Umfangsflächen 62 an einem von der Bohrung 46 in Richtung zur Spindelachse 40 vorstehenden Wulst 64 an.Following this tool holder 42, one is also coaxial to the spindle axis 40 extending bore 46 is provided in which a per se known collet 48 is added. The collet 48 comprises several to a Centering piece 50 arranged clamping elements 52, which on their front, the tool holder 28 facing ends are provided with claws 54. The hundredweight piece 50 carries a annular recess 56 which receives rear ends 58 of clamping elements 52, so that the entire collet 48 in the axial direction only together with the centering piece 50 is displaceable The rear ends of the collet 48 are by means of a spring ring 60 in the direction of the spindle axis 40, so that the claws 54 (Fig. 2) are spread in the radial direction. These lie with their outer circumferential surfaces 62 on a bead protruding from the bore 46 in the direction of the spindle axis 40 64 at.

Ein dem Werkzeughalterschaft 29 zugewandtes Ende 66 des Zentrierstücks 50 ragt in eine zur Spindelachse 40 koaxiale Bohrung 68 eines sich in bekannter Weise an den Konus 44 anschliessenden Spannbolzens 70 des Werkzeughalterschafts 29 hinein.An end 66 of the centering piece facing the tool holder shaft 29 50 protrudes into a bore 68 which is coaxial with the spindle axis 40, of a known type Way to the cone 44 adjoining clamping bolt 70 of the tool holder shaft 29 inside.

Ein dem Werkzeughalter 28 entgegengesetztes Ende des Zentrierstücks 50 ist mit einer koaxial in der Spindel 18 geführten Stange 72 verschraubt. Diese erstreckt sich in axialer Richtung über das der Stirnseite 18 entgegengesetzte Endstück 74 der Spindel 18 hinaus und durchgreift einen an dem Spindelstock 16 gehaltenen Druckzylinder 76.An end of the centering piece opposite the tool holder 28 50 is screwed to a rod 72 guided coaxially in the spindle 18. These extends in the axial direction over that of the end face 18 opposite End piece 74 of the spindle 18 and passes through a one held on the headstock 16 Pressure cylinder 76.

Die Stange 72 ist im Bereich des Endstücks 74 der Spindel 18 mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Bund 78 versehen und durch diesen Bund 78 in einer koaxial zur Spindelachse 40 angeordneten Bohrung 80 geführt, die sich von dem Endstück 74 der Spindel 18 in diese hinein erstreckt. An diese Bohrung 80 schliesst sich eine weitere, einen kleineren Durchmesser aufweisende Bohrung 82 an, die die Bohrung 80 mit der die Spannzange » aufnehmenden Bohrung 46 verbindet.The rod 72 is in the region of the end piece 74 of the spindle 18 with a provided in the radial direction extending collar 78 and through this collar 78 guided in a arranged coaxially to the spindle axis 40 bore 80 which extends from the end piece 74 of the spindle 18 extends into this. This bore 80 closes another, smaller diameter bore 82 that the Bore 80 connects to the bore 46 which receives the collet chuck.

Ein am Übergang von der Bohrung 8Q in die Bohrung 82 auftretender Ringflansch 84 dient zur Abstützung einer die Stange 72 in der Bohrung 80 führenden Büchse 86, die selbst wieder als Widerlager für die Stange 72 umgebende Tellerfedern 88 dient. Auf einer der Büchse 86 gegenüberliegenden Seite trägt die Stange 72 einen Abstützring 90, welcher an dem an die Stange 72 angefcrmten Bund 78 anliegt, so dass die Tellerfedern 88 insgesamt die Stange 72 in Richtung des Druckzylinders 76 beaufschlagen.One occurring at the transition from bore 8Q to bore 82 The annular flange 84 serves to support a rod 72 leading in the bore 80 Bushing 86, which itself again acts as an abutment for the rod 72 surrounding disc springs 88 serves. On a side opposite the sleeve 86, the rod 72 carries a Support ring 90, which rests on the collar 78 crimped to the rod 72, see above that the disc springs 88 as a whole move the rod 72 in the direction of the pressure cylinder 76 apply.

Der Druckzylinder 76 besitzt im einzelnen ein Gehäuse 92 und einen darin geführten, bezüglich der Spindelächse 40 rotationssymmetrischen Kolben 94, der eine zentrische Bohrung 96 aufweist, durch die die Stange 72, wie bereits beschrieben,hindurchgreift, wobei zwischen der Stange 72 und der Bohrung 96 ein Spalt 98 verbleibt.The printing cylinder 76 has in detail a housing 92 and a piston 94 guided therein, which is rotationally symmetrical with respect to spindle axis 40, which has a central bore 96 through which the rod 72 extends, as already described, a gap 98 remaining between the rod 72 and the bore 96.

In seinen.äusseren Bereichen besitzt der Kolben 94 mehrere in demselben Winkelabstand voneinander angeordnete, zur Spindelachse 40 achsparallele Bohrungen 100 zur Aufnahme und Führung von Federn 102, die sich zum einen an dem Gehäuse 92 des Druckzylinders und zum anderen an dem Kolben 94 abstützen und den Kolben 94 gegen eine der Spindel 18 abgewandte Stirnseite 104 des Gehäuses 92 drücken (Fig.3).In its outer areas, the piston 94 has several in the same Bores arranged angularly apart from one another and axially parallel to the spindle axis 40 100 for receiving and guiding springs 102, which are on the one hand on the housing 92 of the pressure cylinder and on the other hand on the piston 94 and the piston 94 press against an end face 104 of the housing 92 facing away from the spindle 18 (FIG. 3).

Diese in Fig. 3 dargestellte Stellung des Kolbens 94 wird als Ruhestellung bezeichnet, wohingegen die in Fig. 2 dargestellte Stellung, in welcher der Kolben 94 an der der Spindel 18 zugewandten Stirnseite 105 des Gehäuses 92 anliegt, als Druckstellung bezeichnet wird.This position of the piston 94 shown in FIG. 3 is used as the rest position denotes, whereas the position shown in Fig. 2, in which the piston 94 rests against the end face 105 of the housing 92 facing the spindle 18, as Print position is referred to.

In dieser Druckstellung beaufschlagt der Kolben 94 mit seiner der Spindel 18 zugewandten Kolbenfläche 106 den Bund 78 der Stange 72, wobei diese beiden im Bereich kreisringförmiger Berührungsflächen 108 aneinander anliegen. Dadurch sind die Stange 72 gegen die Wirkung der Tellerfedern 88 und gleichzeitig auch das an diese Stange 72 angeschraubte Zentrierstück 50 mitsamt der Spannzange 48 in Richtung des Werkzeughalters 28 verschoben. In dieser Stellung sind die Klauen 54 aufgrund der Wirkung des Federrings 60 in radialer Richtung gespreizt, so dass die Spannzange 48 geöffnet ist (Fig. 2).In this pressure position, the piston 94 acts with its the Spindle 18 facing piston surface 106 the collar 78 of the rod 72, these two abut one another in the area of circular contact surfaces 108. Through this are the rod 72 against the action of the disc springs 88 and at the same time also that centering piece 50 screwed to this rod 72 together with the collet 48 in the direction of the tool holder 28 moved. In this position, the claws 54 are due the action of the spring ring 60 spread in the radial direction, so that the collet 48 is open (Fig. 2).

Eine Zufuhr von Luft erfolgt in der in Fig. 2 gezeichneten Druckstellung des Kolbens 94 über einen in dem Gehäuse 92 zunächst prallel zur Spindelachse 40 und anschliessend radial auf diese zu verlaufenden Luftzufuhrknal 110, der in einen mit diesem fluchtenden und ebenfalls radial zur Spindelachse 40 verlaufenden Luftkanal 112 des Kolbens 94 übergeht. Dieser Luftkanal 112 biegt dann innerhalb des Kolbens 94 um, verläuft parallel zur Spindelachse 40 und mündet in eine koaxial zu dieser Spindelachse 40 angeordnete Ringnut 114 des Kolbens 94. Diese Ringnut verläuft vollständig innerhalb der Berührungsfläche 108, mit welcher der Kolben 94 in Druckstellung an dem Bund 78 anliegt.Air is supplied in the pressure position shown in FIG of the piston 94 via an initially parallel to the spindle axis 40 in the housing 92 and then air supply duct 110 to run radially on this, the in one aligned with this and also extending radially to the spindle axis 40 Air duct 112 of piston 94 passes over. This air duct 112 then bends within of the piston 94, runs parallel to the spindle axis 40 and opens into a coaxial Annular groove 114 of the piston 94 arranged in relation to this spindle axis 40. This annular groove runs completely within the contact surface 108 with which the piston 94 rests against the collar 78 in the printing position.

Innerhalb des Bundes 78 der Stange 72 sind mehrere parallel zur Spindelachse 40 verlaufende Kanäle 116 vorgesehen, die denselben radialen Abstand von der Spindelachse 40 besitzen wie die Ringnut 114 und ebenfalls in innerhalb der Berührungsfläche 108 gelegene öffnungen 109 munden. Dadurch kann die Luft von der Ringnut 114 unabhängig von der Winkelstellung des Kolbens 94 relativ zu den Kanälen 116 in dem Bund 78 in diese Kanäle 116 übertreten und stb»* von diesen wiederum durch in radialer Richtung verlaufende Ausnehmungen 118 des Abstützrings 90 in Richtung auf eine Mantelfläche der Stange 72.Within the collar 78 of the rod 72 are several parallel to the spindle axis 40 extending channels 116 are provided which have the same radial distance from the spindle axis 40 have like the annular groove 114 and also in within the contact surface 108 located openings 109 mouths. As a result, the air can be independent of the annular groove 114 the angular position of the piston 94 relative to the channels 116 in the collar 78 pass into these channels 116 and stb »* from these again through in the radial direction extending recesses 118 of the support ring 90 in the direction of a lateral surface of the rod 72.

Um ein Entlangströmen der zugeführten Luft zwischen der Mantelfläche der Stange 72 und den um diese angeordneten Tellerfedern 88 zu erleichtern, sind an die Stange 72 zwei Planflächen 120 angefräst, die sich von dem Bund 78 in Richtung des Werkzeughalters 28 bis zu einer Ringnut 122 in der Büchse 86 erstrecken, so dass zwischen den Tellerfedern 88 und den Planflächen 120 jeweils ein Spalt 121 existiert. Von dieser Ringnut 122 verläuft in der Büchse 86 eine Bohrung 124 in radialer Richtung nach aussen und mündet in einen in der Spindel 18 zunächst in radialer Richtung und anschliessend in achsparalleler Richtung verlaufenden Kanal 126, der sich bis zur Stirnseite 38 erstreckt und dort mit einem Stopfen 128 verschlossen ist. Von diesem achsparallel verlaufenden Teil des Kanals 126 zweigt ein in radialer Richtung auf die Spindelachse 40 zu verlaufendes Kanalstück 130 ab, das in einen rückwärtigen, d.h.To allow the supplied air to flow along between the outer surface of the rod 72 and the disc springs 88 arranged around them are to be facilitated Milled two flat surfaces 120 on the rod 72, which extend from the collar 78 in the direction of the tool holder 28 extend to an annular groove 122 in the sleeve 86, so that between the disc springs 88 and the plane surfaces 120 each have a gap 121 exists. A bore 124 extends from this annular groove 122 in the sleeve 86 in FIG radial direction outwards and opens into one in the spindle 18 extending first in the radial direction and then in the axially parallel direction Channel 126, which extends up to the end face 38 and there with a plug 128 is locked. From this axially parallel part of the channel 126 branches off a channel piece 130 to run in the radial direction on the spindle axis 40 from which into a rear, i.e.

von dem Werkzeughalter 28 abgewandten Teil der die Spannzange 48 aufnehmenden Bohrung 46 mündet. Weiterhin steht der achsparallel verlaufende Teil des Kanals 126 mit einem um die Spindel umlaufenden Ringkanal 132 in Verbindung.from the tool holder 28 facing away from the part of the collet 48 receiving Bore 46 opens. Furthermore, the axially parallel part of the channel is located 126 in connection with an annular channel 132 running around the spindle.

Von diesem aus erstreckt sich eine Vielzahl von Luftaustrittskanälen 134 in Richtung auf die Spindelachse 40 die in auf den Passflächen 43 der Werkzeughalteraufnahme 42 angeordnete öffnungen 136 münden.A large number of air outlet ducts extend from this 134 in the direction of the spindle axis 40 which in on the fitting surfaces 43 of the tool holder receptacle 42 arranged openings 136 open.

Erfindungsgemäss liegen alle Achsen der Luftaustrittskanäle 134 in Ebenen einer durch die Spindelachse 40 definierten Ebenenschar. Die Neigung der Luftaustrittskanäle 134 bezüglich der Spindelachse 40 kann beliebig sein. Sie wird jedoch bevorzugterweise in Abhängigkeit von den Passflächen 43 der Werkzeughalteraufnahme 42 so gewählt, dass die Luftaustrittskanäle 134 nahezu senkrecht auf diesen stehen, jedoch der austretenden Luft eine geringe Geschwindigkeitskomponente parallel zu diesen Passflächen 43 verleihen.According to the invention, all axes of the air outlet ducts 134 lie in Planes of a set of planes defined by the spindle axis 40. The slope of the Air outlet ducts 134 with respect to the spindle axis 40 can be of any desired type. she will however, preferably as a function of the fitting surfaces 43 of the tool holder receptacle 42 selected so that the air outlet ducts 134 are almost perpendicular to them, however, the exiting air has a small velocity component parallel to it give these mating surfaces 43.

Wie in Fig. 2 dargestellt, strömt die die Luftsaustrittskanäle 134 verlassende Luft, z.B. bei teilweise herausgezogenem Konus 44, zwischen den Passflächen 43, 45 der We#rkzeughalteraufnahme 42 und des Konus 44 durch den dabei auftretenden Zwischenraum 138 in Richtung der Stirnseite 38 der Spindel 18.As shown in FIG. 2, the air outlet ducts 134 flow Leaving air, e.g. with partially pulled out cone 44, between the Mating surfaces 43, 45 of the tool holder receptacle 42 and of the cone 44 through the occurring Intermediate space 138 in the direction of the end face 38 of the spindle 18.

In der in Fig. 3 dargestellten Ruhestellung des Kolbens 94, in der dieser an der rückwärtigen Stirnseite 104 des Gehäuses 92 des Druckzylinders 76 anliegt, fluchtet der Luftzufuhrkanal 110 im Gehäuse 92 nicht mehr mit dem Luftkanal 112, und der Kolben 94 verschliesst den Luftzufuhrkanal 110.In the rest position of the piston 94 shown in Fig. 3, in the this on the rear end face 104 of the housing 92 of the printing cylinder 76 is applied, the air supply duct 110 in the housing 92 is no longer aligned with the air duct 112, and the piston 94 closes the air supply channel 110.

Gleichzeitig liegt der Kolben 94 aufgrund der Wirkung der Federn 102 nicht mehr an dem Bund 78 an, so dass die Stange 72 aufgrund der Wirkung der Tellerfedern 88 entgegengesetzt zum Werkzeughalter 28 verschoben ist. Dadurch sind auch das Zentrierstück 50 und die Spannzange 48 in der zurückgezogenen Stellung, in welcher die Klauen 54 der Spannelemente 52 durch den ringförmigen Wulst 64 in Richtung der Spindelachse 40 gedrückt sind. Sie greifen dabei in eine ringförmige Haltenut 140 des Spannbolzens 70 ein und halten dadurch den Konus 44 in der Werkzeughalteraufnahme 42 fest, wobei der Konus 44 in dieser Stellung durch die auf die Stange 72 wirkenden Tellerfedern 88 ständig in Richtung des Druckzylinders 76 gespannt ist.At the same time, the piston 94 is due to the action of the springs 102 no longer on the collar 78, so that the rod 72 due to the effect of the disc springs 88 is shifted opposite to the tool holder 28. This also includes the centering piece 50 and the collet 48 in the retracted position in which the claws 54 of the clamping elements 52 through the annular bead 64 in the direction of the spindle axis 40 are pressed. They engage in an annular retaining groove 140 of the clamping bolt 70 and thereby hold the cone 44 in the tool holder receptacle 42, with the cone 44 in this position by the disc springs acting on the rod 72 88 is constantly tensioned in the direction of the pressure cylinder 76.

Es ist wichtig, dass in der Ruhestellung des Kolbens 94 zwischen dessen Berührungsflächen 108 und den Berührungsflächen 108 des an die Stange 72 angeformten Bundes 78 ein Spalt bleibt, so dass beim Drehen der Spindel 18 und somit auch der Stange 72 keine Reibung zwischen dem Bund 78 und dem Kolben 94 auftritt.It is important that in the rest position of the piston 94 between Contact surfaces 108 and the contact surfaces 108 of the integrally formed on the rod 72 Federal 78 a gap remains so that when turning the spindle 18th and thus also the rod 72 no friction between the collar 78 and the piston 94 occurs.

Damit beim Wechseln des Werkzeughalters 28 dessen Konus 44 schon vor dessen Einführen in die Werkzeughalteraufnahme 42 abgeblasen werden kann, trägt eine Stirnseite 142 des Spindelgehäuses 36 eine kreisringförmige Ausnehmung 144, in welcher ein Ring 146 liegt, der einen Ringkanal 148 und eine Vielzahl von von diesem Ringkanal 148 ausgehende Luftaustrittskanäle 150 aufweist, die in Richtung auf den Werkzeughalter 28 ausgerichtet sind. Erfindungsge ~mZT,ss schliessen Längsachsen dieser Luftaustrittskanäle 150 mit der Spindelachse 40 bevorzugterweise ungefähr einen Winkel von 45° ein, sie liegen jedoch nicht in einer Ebene der durch die Spindelachse 40 definierten Ebenenschar, sondern schliessen mit der jeweiligen Ebene einen Winkel ein, so dass sie alle gemeinsam einen um den Werkzeughalter 28 umlaufenden Luftstrom erzeugen. Die Luftzufuhr zu dem Ringkanal148 erfolgt über einen in radialer Richtung zur Spindelachse 40 verlaufenden Kanal 152.So that when changing the tool holder 28, its cone 44 is already in front whose introduction into the tool holder receptacle 42 can be blown off, carries an end face 142 of the spindle housing 36 an annular recess 144, in which a ring 146 is located, the one ring channel 148 and a plurality of this annular channel 148 has outgoing air outlet channels 150, which in the direction are aligned with the tool holder 28. According to the invention, longitudinal axes close this air outlet ducts 150 with the spindle axis 40 preferably approximately an angle of 45 °, but they are not in the same plane as the spindle axis 40 defined family of planes, but close an angle with the respective plane a, so that they all together have a circulating air flow around the tool holder 28 produce. The air supply to the ring channel 148 takes place via one in the radial direction Channel 152 running to spindle axis 40.

Eine Kühlmittel zufuhr für das Werkzeug erfolgt über eine drehbare Kühlmittelzuführung 154, welche mit einem Stutzen 156 in eine zur Spindelachse 40 koaxiale Bohrung 158 eines rückwärtigen, den Kolben 94 durchgreifenden Endstücks 160 der Stange 72 eingreift. An diese Bohrung schliesst sich ein zentral in der Stange 72 verlaufender Kühlmittelkanal 162 an, welcher in einen zentralen Küh)£nittelkanal 164 des Zentrierstücks 50 übergeht. Wenn in die Spindel 18 ein Werkzeughalter 28 eingesetzt ist, ragt das Ende 66 des Zentrierstücks 50 in die Bohrung 68 des Spannbolzens 70 hinein, so dass der Kühlmittelkanal 164 des Zentrierstücks 50 in einem zentralen Kühlmittelkanal 166 des Werkzeughalters 28 seine Fortsetzung findet.The tool is supplied with coolant via a rotatable one Coolant supply 154, which with a connector 156 in a to the spindle axis 40 coaxial bore 158 of a rear end piece which passes through the piston 94 160 of the rod 72 engages. A central in the closes this hole Rod 72 running coolant channel 162, which in a central Küh) £ nittelkanal 164 of the centering piece 50 passes. When in the spindle 18 a Tool holder 28 is inserted, the end 66 of the centering piece 50 protrudes into the Bore 68 of the clamping bolt 70 into it, so that the coolant channel 164 of the centering piece 50 in a central coolant channel 166 of the tool holder 28 its continuation finds.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung funktioniert folgendermassen: Zum Einsetzen eines Werkzeughalters 28 wird der Kolben 94 durch Zufuhr von öl durch eine öldruckleitung 168 in die Druckstellung bewegt. Dadurch wird der an die Stange 72 angeformte Bund 78 im Bereich der Berührungsflächen 108 von dem Kolben 94 beaufschlagt und gegen die Kraftwirkung der Tellerfedern 88 in Richtung auf den Werkzeughalter 28 verschoben. Das Zentrierstück 50 und die Spannzange 48 werden mit der Stange 72 in die gleiche Richtung verschoben, so dass sich die Klauen 54 in radialer Richtung nach aussen spreizen und in dieser den Spannbolzen 70 frei gebenden Stellung verbleiben.The inventive device works as follows: For Inserting a tool holder 28, the piston 94 is fed through with oil an oil pressure line 168 is moved into the pressure position. This is the on the pole 72 molded collar 78 acted upon by the piston 94 in the area of the contact surfaces 108 and against the force of the disc springs 88 in the direction of the tool holder 28 postponed. The centering piece 50 and the collet 48 are with the rod 72 shifted in the same direction so that the claws 54 move in the radial direction Spread outwards and remain in this position which releases the clamping bolt 70.

Gleichzeitig mit dem Verschieben und öffnen der Spannzange 48 wird auch der Luftzufuhrkanal 110 durch den in Druckstellung des Kolbens 94 mit diesem fluchtenden Luftkanal 112 über die Ringnut 114 mit den Bohrungen 116 in dem Bund 78 in Verbindung gebracht. Da in Druckstellung des Kolbens 94 der Bund 78 aufgrund der Wirkung der Tellerfedern 88 mit grosser Kraft gegen den Kolben 94 gedrückt wird, werden auch die Berührungsflächen 108 des Kolbens 94 und des Bunds 78 gegeneinander gepresst, so dass diese gleichzeitig als Dichtflächen für den Übergang zwischen der Ringnut 114 und den Kanälen 116 wirken, da sowohl die Ringnut 114 wie auch die öffnungen 109 der Kanäle 116 vollständig innerhalb der Berührungsflächen 108 liegen. Damit wird ein im wesentlichen luftdichter Übergang zwischen den bezüglich der Spindelachse 40 nicht drehbaren Teilen der Spindelanordnung und den bezüglich der Spindelachse 40 drehbaren Teilen der Spindelanordnung hergestellt, ohne dass besondere zusätzliche Vorrichtungen notwendig sind.Simultaneously with the shifting and opening of the collet 48 is also the air supply duct 110 through the piston 94 in the pressure position with the latter aligned air duct 112 via the annular groove 114 with the bores 116 in the collar 78 associated. Since, in the pressure position of the piston 94, the collar 78 is due to the action of the disc springs 88 is pressed with great force against the piston 94, the contact surfaces 108 of the Piston 94 and the collar 78 pressed against each other so that they also act as sealing surfaces for the transition act between the annular groove 114 and the channels 116, since both the annular groove 114 as also the openings 109 of the channels 116 completely within the contact surfaces 108 lie. This is a substantially airtight transition between the relative the spindle axis 40 non-rotatable parts of the spindle arrangement and the relative the spindle axis 40 produced rotatable parts of the spindle arrangement without special additional devices are necessary.

Die Luft strömt dann durch das Luftkanalsystem der Spindel 18, das die Kanäle 116, die Ausnehmungen 118, den Spalt 121 zwischen den Planflächen 120 der Stange 72 und den Tellerfedern 88, die Bohrung 124, den Kanal 126, das Kanalstück 130 sowie den Ringkanal 132 umfasst und mit den Luftaustrittskanälen 134 verbunden ist. Dadurch wird zum einen der die Spannzange 48 aufnehmenden Bohrung 46 Luft zugeführt, die an der Spannzange 48 entlangströmt und die Werkzeughalteraufnahme 42 in Richtung der Stirnseite 38 ausbläst, und zum anderen durch die Luftaustrittskanäle 134 eine auf die Spindelachse 40 gerichtete Luftströmung erzeugt.The air then flows through the air duct system of the spindle 18, the the channels 116, the recesses 118, the gap 121 between the plane surfaces 120 the rod 72 and the disc springs 88, the bore 124, the channel 126, the channel piece 130 and the ring channel 132 and connected to the air outlet channels 134 is. As a result, on the one hand, air is supplied to the bore 46 accommodating the collet chuck 48, which flows along the collet 48 and the tool holder receptacle 42 in the direction the end face 38 blows out, and on the other hand through the air outlet ducts 134 a Generated on the spindle axis 40 directed air flow.

Zusätzlich wird vor dem Einsetzen des Werkzeughalters 28 noch dem ebenfalls mit Luftaustrittskanälen 150 versehenen Ring 146 Luft zugeführt, so dass, wie bereits beschrieben, durch diese Luftaustrittskanäle 150 vor der Stirnseite 38 der Spindel 18 eine auf die Spindelachse 40 gerichtete Luftströmung mit einem zur Spindelachse 40 koaxialen Wirbel entsteht.In addition, before inserting the tool holder 28, the Ring 146, also provided with air outlet ducts 150, is supplied with air so that, as already described, through these air outlet ducts 150 in front of the end face 38 of the spindle 18, an air flow directed onto the spindle axis 40 with a vortex coaxial with the spindle axis 40 arises.

Der in Richtung eines Pfeiles 170 auf die Werkzeughalter aufnahme 42 zu bewegte Konus 44 des Werkzeughalterschafts 29 wird zunächst vor Erreichen der Stirnseite 38 der Spindel 18 von dem aus den Luftaustrittskanälen 150 des Rings 146 erzeugten Luftstrom abgeblasen, so dass zumindest die groben Schmutzpartikel, wie Späne, von dem Konus 44 entfernt werden. Beim weiteren Einführen dieses Konus 44 in die Werkzeughalteraufnahme 42 entfalten die Luftaustrittskanäle 134 ihre Wirkung dadurch, dass durch diese ein Luftstrahl nahezu senkrecht auf der Passfläche 45 des Konus 44 auftritt, der nur eine geringe Geschwindigkeitskomponente parallel zu dieser Passfläche besitzt.The recording in the direction of arrow 170 on the tool holder 42 to moved cone 44 of the tool holder shaft 29 is first of all before reaching the end face 38 of the spindle 18 from the air outlet ducts 150 of the ring 146 generated air flow is blown off, so that at least the coarse dirt particles, such as chips, are removed from the cone 44. When inserting this cone further 44 in the tool holder receptacle 42, the air outlet ducts 134 develop their effect in that through this an air jet is almost perpendicular to the mating surface 45 of the cone 44 occurs, which has only a small speed component in parallel owns to this mating surface.

Dadurch wird der Luftstrom beim Auftreffen sehr stark umgelenkt, wodurch stärker auf der Passfläche haftende Schmutzpartikel ebenfalls abgelöst werden. Weiterhin kommt hinzu, dass bei fortschreitendem Einführen des Konus 44 in die Werkzeughalteraufnahme 42 der Zwischenraum 138 zwischen diesen beiden immer kleiner wird, so dass dabei die Geschwindigkeit des Luftstromes in diesem Zwischenraum 138 notwendigerweise immer grösser werden muss.As a result, the air flow is very strongly deflected when it hits, which means Dirt particles adhering more strongly to the mating surface are also detached. Farther there is also the fact that as the cone 44 continues to be inserted into the tool holder receptacle 42 the gap 138 between these two becomes smaller and smaller, so that in the process the speed of the air flow in this space 138 necessarily has to get bigger and bigger.

Dadurch werden auch kleinere, der Luftströmung eine geringere Angriffsfläche bietende Partikel von der Passfläche 45 des Konus 44 gelöst und in Richtung der Stirnseite 38 der Spindel 18 geblasen.As a result, there are also smaller areas of attack, and the air flow a smaller area offering particles released from the mating surface 45 of the cone 44 and in the direction of the End face 38 of spindle 18 is blown.

Sobald der Konus 44 in der Werkzeughalteraufnahme 42 sitzt, wird der Kolben 94 in seine Ruhestellung bewegt.As soon as the cone 44 is seated in the tool holder receptacle 42, the Piston 94 moved to its rest position.

Dadurch wen diëstangeStange 72, das Zentrierstück 50 und die Spannzange 48 aufgrund der Wirkung der Tellerfedern 88 in Richtung des Druckzylinders 76 verschoben. Durch diese Verschiebung werden die äusseren Umfangsflächen 62 der Spannelemente 52 durch den ttlst64 in Richtung auf die Spindelachse 40 gedrückt, so dass die Klauen 54 in die Haltenut 140 des Spannbolzens 70 eingreifen und diesen in Richtung auf den Druckzylinder 76 in der Werkzeughalteraufnahme 42 eingespannt halten. Dadurch sitzt der mit dem Werkzeug bestückte Werkzeughalter 28 fest in der Spindel 18 und diese kann zur Bearbeitung des Werkstücks gedreht werden.As a result, the rod rod 72, the centering piece 50 and the collet chuck 48 shifted in the direction of the pressure cylinder 76 due to the action of the disc springs 88. As a result of this displacement, the outer circumferential surfaces 62 of the clamping elements 52 pressed by the ttlst64 in the direction of the spindle axis 40, so that the claws 54 engage in the retaining groove 140 of the clamping bolt 70 and this in the direction of hold the pressure cylinder 76 clamped in the tool holder receptacle 42. Through this the tool holder 28 equipped with the tool sits firmly in the spindle 18 and this can be rotated to machine the workpiece.

Gleichzeitig ist bei eingespanntem Werkzeughalter 28 eine Zufuhr von Luft nicht mehr erforderlich, und daher wird der Luftzufuhrkanal 110 durch den in Ruhestellung verweilenden Kolben 94 verschlossen.At the same time, when the tool holder 28 is clamped, there is a supply of Air is no longer required, and therefore the air supply duct 110 is replaced by the in The piston 94 remaining in the rest position is closed.

Da die Spindel im allgemeinen zur Bearbeitung des Werkstücks mit sehr hohen Drehzahlen rotiert, ist es erforderlich, dass der sich nicht mitdrehende Kolben 94 in seiner Ruhestellung keinerlei Berührung mit der sich ebenfalls mit der Spindel 18 drehenden Stange 72 hat. Aus diesem Grund weisen die Berührungsflächen 108 des Kolbens 94 und des Bunds 78 einen Abstand voneinander auf. Gleichzeitig besteht auch, wie bereits beschrieben, zwischen dem den Kolben 94 durchgreifenden Teil der Stange 72 und der Bohrung 96 des Kolbens 94 ein Spalt 98, so dass auch in diesem Bereich keinerlei Berührung stattfindet.Since the spindle is generally used to machine the workpiece with very rotates at high speeds, it is necessary that the piston does not rotate with it 94 in its rest position no contact whatsoever with the spindle either 18 has rotating rod 72. For this reason, the contact surfaces 108 of the The piston 94 and the collar 78 are spaced apart from one another. At the same time exists also, as already described, between the part of the piston 94 extending through Rod 72 and the bore 96 of the piston 94 a gap 98, so that in this too No contact takes place in the area.

Zum Auswechseln des Werkzeugs mit dem Werkzeughalter 28 wird wiederum, wie bereits beschrieben, der Kolben 94 in seine Druckstellung verschoben, so dass die Spannzange gelöst sowie gleichzeitig die Luftzufuhr zugeschaltet wird und der Werkzeughalter 28 bereits beim Entfernen aus der Werkzeughalteraufnahme 42, wie vorher beschrieben, angeblasen wird.To replace the tool with the tool holder 28, again, As already described, the piston 94 is moved into its pressure position, so that the collet is released and the air supply is switched on at the same time and the Tool holder 28 already when removing from the tool holder receptacle 42, such as previously described, is blown.

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Claims (10)

Patentansprüche 1. Werkzeugspindelanordnung mit einer drehbaren Spindel, welche eine als zu einer Spindelachse koaxiale Ausnehmung ausgebildete Werkzeughalteraufnahme für einen Werkzeughalterschaft sowie eine Spannzange aufweist, die ihrerseits bei stillstehender Spindel durch ein Druckelement von einer ersten, den Werkzeughalterschaft spannenden Stellung in eine zweite, den Werkzeughalterschaft freigebende Stellung überführbar ist, mit einem in der Spindel vorgesehenen Luftkanalsystem zum Ausblasen der Werkzeughalteraufnahme und mit einer bezüglich der Spindelachse feststehenden Betätigungsvorrichtung für das Druckelement, die ein von einer Ruhestellung in eine Druckstellung bewegbares Betätigungselement umfasst, das seinerseits in der Druckstellung unter Ausbildung gemeinsamer Berührungsflächen an dem Druckelement anliegt, dieses beaufschlagt und dadurch die Spannzange in der zweiten Stellung hält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckelement (Stange 72) eine in der Berührungsfläche (108) angeordnete Öffnung (109) besitzt, in die das Luftkanalsystem (116 bis 132) mündet, dass das Betätigungselement (Kolben 94) einen in eine Offnung (Ringnut 114) in seiner Berührungsfläche (108) mündenden Luftkanal (112) aufweist, welcher in der Druckstellung des Betätigungselements (Kolben 94) einen Luftzufuhrkanal (112) mit dem Luftkanalsystem (116 bis 13.) verbindet, wobei die die öffnungen (öffnung 109, Ringnut 114) umgebenden Berührungsflächen (108) abdichtend aneinander anliegen. Claims 1. Tool spindle arrangement with a rotatable spindle, which is a tool holder receptacle designed as a recess coaxial with a spindle axis for a tool holder as well as a collet, which in turn at stationary spindle by a pressure element from a first, the tool holder shaft exciting position to a second position releasing the tool holder can be transferred, with an air duct system provided in the spindle for blowing out the tool holder holder and with a stationary with respect to the spindle axis Actuating device for the pressure element, which is a from a rest position in a Comprises movable actuating element printing position, which in turn is in the printing position rests against the pressure element with the formation of common contact surfaces, this applied and thereby holds the collet in the second position, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the pressure element (rod 72) is one in the Contact surface (108) has arranged opening (109) into which the air duct system (116 to 132) that the actuating element (piston 94) opens into an opening (Annular groove 114) in its contact surface (108) opening air duct (112) which in the pressure position of the actuating element (piston 94) connects an air supply duct (112) to the air duct system (116 to 13), wherein the contact surfaces (108) surrounding the openings (opening 109, annular groove 114) sealing against each other. 2. Werkzeugspindelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Berührungsflächen (108) und eine der öffnungen (Ringnut 114) bezüglich der Spindelachse (40) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.2. Tool spindle arrangement according to claim 1, characterized in that that both contact surfaces (108) and one of the openings (annular groove 114) with respect to the spindle axis (40) are designed to be rotationally symmetrical. 3. Werkzeugspindelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (Kolben 94) in Ruhestellung den Luftzufuhrkanal (110) verschliesst.3. Tool spindle arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the actuating element (piston 94) in the rest position the air supply channel (110) locks. 4. Werkzeugspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsfläche (108) des Betätigungselements (Kolben 94) in dessen Ruhestellung einen Abstand von der Berührungsfläche (108) des Druckelements (Stange 72) aufweist.4. Tool spindle arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the contact surface (108) of the actuating element (piston 94) in its rest position a distance from the contact surface (108) of the pressure element (Rod 72). 5. Werkzeugspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement ein Kolben (94) und das Druckelement eine koaxial zur Spindelachse (40) angeordnete Stange (72) ist, welche den Kolben (94) durchgreift, und dass zwischen der Stange (72) und dem Kolben (94) ein Spalt (98) vorgesehen ist.5. Tool spindle arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the actuating element is a piston (94) and the pressure element a rod (72) which is arranged coaxially to the spindle axis (40) and which the piston (94) extends through, and that between the rod (72) and the piston (94) a gap (98) is provided. 6. Werkzeugspindelanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Randbereiche der Werkzeughalteraufnahme (42) mit Luftaustrittskanälen (134) versehen sind, die mit dem Luftkanalsystem (116 bis 132) in Verbindung stehen. 6. Tool spindle arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that edge areas of the tool holder receptacle (42) with air outlet ducts (134) are provided, which are connected to the air duct system (116 to 132). 7. Werkzeugspindelanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittskanäle (134) mit Wandflächen (Passfläche 43) der Werkzeughalteraufnahme (42) einen Winkel einschliessen. 7. Tool spindle arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air outlet ducts (134) with wall surfaces (fitting surface 43) of the tool holder holder (42) enclose an angle. 8. Werkzeugspindelanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftsaustrittskanäle (134) ungefähr senkrecht auf den Wandflächen (Passflächen 43) stehen. 8. Tool spindle arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air outlet ducts (134) are approximately perpendicular the wall surfaces (mating surfaces 43). 9. Werkzeugspindelanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Werkzeughalterschaft (29) zugewandte Stirnseite (142) eines Spindelgehäuses (36) einen Ring (146) mit einem Ringkanal (148) und von diesem ausgehenden Luftaustrittskanälen (150) trägt, die auf den Werkzeughalterschaft (29) gerichtet sind. 9. Tool spindle arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that an end face facing the tool holder shaft (29) (142) of a spindle housing (36) a ring (146) with an annular channel (148) and from this outgoing air outlet ducts (150) which carry onto the tool holder shaft (29) are directed. 10. Werkzeugspindelanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittskanäle (134, 150) so ausgerichtet sind, dass sie einen um den Werkzeughalterschaft (29) umlaufenden Luftstrom erzeugen.10. Tool spindle arrangement according to one of claims 5 to 9, characterized characterized in that the air outlet channels (134, 150) are aligned so that they generate an air flow circulating around the tool holder shaft (29).