DE9007396U1 - Machine tool - Google Patents
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Description
A 49 924 &khgr; Anm.: Ex-CeIl-O GmbHA 49 924 &khgr; Note: Ex-CeIl-O GmbH
28. März 1991 Salacher Straße28 March 1991 Salacher Strasse
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BeschreibungDescription
WerkzeugmaschineMachine tool
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, umfassend eine in einem Spindelkasten drehbar gelagerte Werkzeugspindel, einen Antrieb für die Werkzeugspindel und eine stirnseitig in der Werkzeugspindel angeordnete Aufnahme für ein Werkzeug.The invention relates to a machine tool comprising a tool spindle rotatably mounted in a headstock, a drive for the tool spindle and a holder for a tool arranged on the front side of the tool spindle.
Derartige Werkzeugmaschinen sind üblicherweise aus dem
Stand der Technik bekannt.Such machine tools are usually made from
State of the art known.
Soll mit derartigen Werkzeugmaschinen jedoch eine Plandrehbearbeitung
oder ein Ausdrehen einer Ausnehmung
erfolgen, so ist dies dann, wenn ein Abstand der Werkzeugspitze von der Spindelachse variabel sein muß, nicht möglich.
However, if such machine tools are to be used for facing or boring a recess
This is not possible if the distance between the tool tip and the spindle axis has to be variable.
Aus diesem Grund ist es beispielsweise aus der
EP-A-O 054 838 bekannt, ein Werkzeug mit einem koaxial zur Spindelachse in die Werkzeugspindel einsetzbaren Steilkegelschaft
mit einer Stelleinrichtung zu versehen,
mittels welcher die Werkzeugspitze in unterschiedlichen radialen Abständen von der Drehachse des Werkzeugs und
somit auch von der Spindelachse positionierbar ist.For this reason, for example, it is
EP-AO 054 838 discloses providing a tool with a steep taper shank that can be inserted coaxially to the spindle axis into the tool spindle with an adjusting device,
by means of which the tool tip can be positioned at different radial distances from the rotation axis of the tool and
can therefore also be positioned from the spindle axis.
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Ein derartiges Werkzeug hat jedoch den Nachteil, daß insbesondere bei Werkzeugmaschinen, bei denen ein häufiger Werkzeugwechsel erfolgt, für die Maschinensteuerung nur mit aufwendigen Maßnahmen nachvollziehbar ist, wie die letztgewählte Positionierung der Werkzeugspitze relativ zur Spindelachse war. Ferner ist ein derartiges Werkzeug als Auswechselwerkzeug teuer und aufwendig und nur mit Schwierigkeiten an eine numerische Maschinensteuerung anschließbar.However, such a tool has the disadvantage that, particularly in the case of machine tools where tools are changed frequently, it is only with complex measures that the machine control system can determine what the last selected positioning of the tool tip was in relation to the spindle axis. Furthermore, such a tool is expensive and complex as a replacement tool and can only be connected to a numerical machine control system with difficulty.
Schließlich muß für jede Art der Bearbeitung ein mit einer derartigen Stelleinrichtung versehenes Werkzeug zur Verfügung gestellt werden.Finally, a tool equipped with such an adjustment device must be made available for each type of machining.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine universell für alle Betriebsarten einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugspindel und für Standardwerkzeuge geeignete Lösung zu schaffen.The invention is therefore based on the object of creating a solution that is universally suitable for all operating modes of a machine tool with a tool spindle and for standard tools.
Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahme in einem Planschieber angeordnet ist, daß der Planschieber in einer radial zur Spindelachse der Werkzeugspindel verlaufenden Verschieberichtung verstellbar in der Werkzeugspindel angeordnet ist und daß ein Verschiebeantrieb zum Verstellen des Planschiebers vorgesehen ist, mit welchem die Aufnahme in beliebigen Stellungen zwischen einer zur Spindelachse koaxialen Ausgangsstellung und einer maximal verschobenen Stellung positionierbar ist.This object is achieved according to the invention in a machine tool of the type described at the outset in that the holder is arranged in a cross slide, that the cross slide is arranged in the tool spindle so as to be adjustable in a displacement direction running radially to the spindle axis of the tool spindle and that a displacement drive is provided for adjusting the cross slide, with which the holder can be positioned in any position between a starting position coaxial with the spindle axis and a maximally displaced position.
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Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine besteht somit die Möglichkeit, die Aufnahme als genormte Aufnahme für Standardwerkzeuge auszubilden und somit mit jeder Art von Werkzeugen eine Verschiebung der Werkzeugspitze relativ zur Spindelachse vorzunehmen, wobei dies beispielsweise die Möglichkeit des Plandrehens bietet, andererseits aber auch die Möglichkeit bietet, Durchmesser definiert auszudrehen und beispielsweise auch Durchmesserkorrekturen durchzuführen.With the machine tool according to the invention, it is therefore possible to design the holder as a standardized holder for standard tools and thus to move the tool tip relative to the spindle axis with any type of tool, whereby this offers, for example, the possibility of facing, but on the other hand also offers the possibility of turning out diameters in a defined manner and, for example, also carrying out diameter corrections.
Insbesondere bestehen keine Probleme mehr bei einem üblichen Werkzeugwechselsystem, da bei der erfindungsgemäßen Lösung jedes Werkzeug standardmäßig eingewechselt werden kann und die Verschiebung der Werkzeugspitze relativ zur Spindelachse durch die Werkzeugspindel selbst erfolgt, während dies bislang nur durch die zusätzlich am Werkzeug vorgesehene Stelleinrichtungen möglich war.In particular, there are no longer any problems with a conventional tool changing system, since with the solution according to the invention, any tool can be changed as standard and the displacement of the tool tip relative to the spindle axis is carried out by the tool spindle itself, whereas this was previously only possible by means of the additional adjusting devices provided on the tool.
Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, wenn die Aufnahme in zwei zueinander entgegengesetzte radiale Richtungen verschiebbar ist, so daß ein möglichst großer Verschiebeweg zur Verfügung steht.It is particularly advantageous in the solution according to the invention if the holder can be displaced in two opposite radial directions so that the largest possible displacement path is available.
Besondere Vorteile bietet die erfindungsgemäße Lösung dann, wenn der Verschiebeantrieb von einer numerischen Maschinensteuerung ansteuerbar ist, da dann die Verschiebung der Aufnahme relativ zur Spindelachse als weitere numerisch gesteuerte Achse einsetzbar ist.The solution according to the invention offers particular advantages if the displacement drive can be controlled by a numerical machine control, since the displacement of the holder relative to the spindle axis can then be used as an additional numerically controlled axis.
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Der Werkzeugwechsel ist mit einem üblichen Werkzeugwechselsystem dann mit einfachen Steuervorgängen durchführbar, wenn die numerische Steuerung eine feste Werkzeugwechselstellung vorgegeben hat, welche vorzugsweise die Ausgangsstellung ist.The tool change can be carried out with a conventional tool change system using simple control processes if the numerical control has specified a fixed tool change position, which is preferably the starting position.
Insbesondere bei Verwendung einer numerischen Steuerung ist es zweckmäßig, wenn der Verschiebeantrieb mit einer von einer numerischen Maschinensteuerung lesbaren Wegmeßeinrichtung gekoppelt ist.Particularly when using a numerical control, it is useful if the displacement drive is coupled to a position measuring device that can be read by a numerical machine control.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Verschiebeantrieb ein Linearantrieb ist.It is particularly advantageous if the displacement drive is a linear drive.
Um eine günstige Kopplung des Verschiebeantriebs mit dem Planschieber zu erreichen, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der Planschieber über ein Keilgetriebe mit dem Verschiebeantrieb verbunden ist. Dies schafft die Möglichkeit, den Verschiebeantrieb so anzuordnen, daß das Keilgetriebe eine parallel zur Spindelachse gerichtete Bewegung des Verschiebeantriebs in radiale Bewegung des Planschiebers bezüglich der Spindelachse umsetzt.In order to achieve a favorable coupling of the displacement drive with the cross slide, it is expediently provided that the cross slide is connected to the displacement drive via a wedge gear. This makes it possible to arrange the displacement drive in such a way that the wedge gear converts a movement of the displacement drive parallel to the spindle axis into a radial movement of the cross slide with respect to the spindle axis.
Um eine große Genauigkeit bei der Verschiebung des Planschiebers zu erreichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß auf gegenüberliegenden Seiten des Planschiebers Keilgetriebe vorgesehen sind, so daß der Planschieber von zwei einander gegenüberliegenden Seiten angetrieben und gleichmäßig verschoben wird.In order to achieve a high degree of accuracy in the displacement of the cross slide, it is advantageously provided that wedge gears are provided on opposite sides of the cross slide, so that the cross slide is driven from two opposite sides and displaced evenly.
Eine besonders vorteilhafte, weil spielfreie Ausbildung des Keilgetriebes sieht vor, daß dieses Zahnleisten mit einen vorzugsweise spitzen Winkel miteinander einschließenden Zahnflanken aufweist, wobei der Winkel insbesondere 60° beträgt.A particularly advantageous design of the wedge gear, because it is free of play, provides that it has toothed racks with tooth flanks that preferably form an acute angle with one another, the angle being in particular 60°.
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Da die Verschiebung des Planschiebers relativ zur rotierenden Werkzeugspindel erforderlich ist, könnte eine Lösung darin gesehen werden, den Verschiebeantrieb in der rotierenden Werkzeugspindel anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Verschiebeantrieb drehfest an dem Spindelkasten gelagert ist, da damit die Masse der Werkzeugspindel geringer gehalten werden kann und der Verschiebeantrieb selbst und die Ansteuerung desselben einfacher ausgeführt werden können.Since the displacement of the cross slide relative to the rotating tool spindle is necessary, one solution could be to arrange the displacement drive in the rotating tool spindle. However, it is particularly advantageous if the displacement drive is mounted on the spindle box in a rotationally fixed manner, as this allows the mass of the tool spindle to be kept lower and the displacement drive itself and its control to be implemented more simply.
In diesem Fall sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, daß von dem Keilgetriebe eine Axialschubstange in einen rückwärtigen, hinter einem hinteren Spindellager liegenden Bereich der Spindel geführt ist. Zweckmäßigerweise ist diese Axialschubstange mit einem Teil eines Drehlagers verbunden, wobei an einem anderen Teil des Drehlagers der drehfest angeordnete Verschiebeantrieb angreift, so daß das Drehlager dazu dient, die im nicht drehenden System mittels des Verschiebeantriebs erzeugte Linearbewegung in eine Linearbewegung im drehenden System umzusetzen.In this case, a preferred embodiment provides that an axial push rod is guided from the wedge gear into a rear area of the spindle, located behind a rear spindle bearing. This axial push rod is expediently connected to part of a rotary bearing, with the rotationally fixed displacement drive engaging another part of the rotary bearing, so that the rotary bearing serves to convert the linear movement generated in the non-rotating system by means of the displacement drive into a linear movement in the rotating system.
Der Verschiebeantrieb kann in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Um eine hohe Genauigkeit und ein definiertes Halten von einmal eingestellten Positionen zu erreichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Verschiebeantrieb eine von einem Motor angetriebene Gewindespindel und eine auf letzterer angeordnete Spindelmutter umfaßt.The displacement drive can be designed in a variety of ways. In order to achieve a high level of accuracy and a defined holding of positions once set, it is advantageously provided that the displacement drive comprises a threaded spindle driven by a motor and a spindle nut arranged on the latter.
Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dabei zweckmäßigerweise die Spindelmutter mit dem anderen Teil des Drehlagers verbunden.In the embodiment described above, the spindle nut is expediently connected to the other part of the pivot bearing.
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Ferner sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel vor, die Wegmeßeinrichtung nicht im drehenden System anzuordnen, sondern die Wegmeßeinrichtung an der Verbindung zwischen Spindelmutter und Drehlager anzuordnen.Furthermore, a preferred embodiment provides for the position measuring device not to be arranged in the rotating system, but rather to be arranged at the connection between the spindle nut and the rotary bearing.
Bei allen bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen, welche eine Wegmeßeinrichtung aufweisen, ist zweckmäßigerweise diese so ausgebildet, daß sie einen Markierungen tragenden Maßstab und eine gegenüber diesem verschiebliche Ableseeinheit umfaßt.In all the embodiments described so far which have a distance measuring device, this is expediently designed in such a way that it comprises a scale bearing markings and a reading unit which can be moved relative to this.
Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde lediglich davon ausgegangen, daß der Planschieber sowohl in der Ausgangsstellung als auch in den radial verschobenen Stellungen für die jeweilige Bearbeitung fest positionierbar ist.In the embodiments described so far, it has only been assumed that the facing slide can be fixedly positioned both in the starting position and in the radially shifted positions for the respective machining.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht dabei vor, daß der Planschieber für zentrische Bearbeitungen in der Ausgangsstellung, in welcher die Achse der Aufnahme mit der Spindelachse zusammenfällt, formschlüssig festlegbar ist.A particularly preferred embodiment provides that the facing slide for centric machining can be fixed in a form-fitting manner in the starting position in which the axis of the holder coincides with the spindle axis.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Planschieber in der Ausgangsstellung durch Zentrierbolzen festlegbar ist.It is particularly advantageous if the facing slide can be fixed in the starting position using a centering bolt.
Die Betätigung der Zentrierbolzen kann auf die unterschiedlichste Weise erfolgen. Beispielsweise wäre eine elektromagnetische Betätigung der Zentrierbolzen denkbar. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn dieThe centering bolts can be actuated in a variety of ways. For example, an electromagnetic actuation of the centering bolts would be conceivable. However, it is particularly advantageous if the
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Zentrierbolzen hydraulisch betätigbar sind, wobei vorzugsweise eine hydraulische Betätigung mittels einer Drehzuführung von einer Maschinensteuerung in die in die Werkzeugspindel hineingeführte Hydraulikleitung erfolgt.Centering bolts can be actuated hydraulically, whereby hydraulic actuation preferably takes place by means of a rotary feed from a machine control system into the hydraulic line fed into the tool spindle.
Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde im einzelnen nicht darauf eingegangen, wie der Planschieber in der Werkzeugspindel verschiebbar angeordnet sein soll. Eine bevorzugte Möglichkeit sieht vor, daß der Planschieber so in einer Planführung geführt ist, daß eine Achse der Aufnahme stets parallel zur Spindelachse ausgerichtet ist. Durch diese Planführung wird eine exakte Parallelführung der Aufnahme in der vorstehend genannten Weise erreicht, was insbesondere für die Bearbeitungsgenauigkeit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine von erheblicher Bedeutung ist.In the embodiments described so far, no details have been given of how the cross slide is to be arranged so that it can be moved in the tool spindle. A preferred option is for the cross slide to be guided in a cross guide so that an axis of the holder is always aligned parallel to the spindle axis. This cross guide achieves an exact parallel guide of the holder in the manner described above, which is of particular importance for the machining accuracy of the machine tool according to the invention.
Ferner ist, insbesondere um einen ruhigen Lauf und somit wiederum auch eine genaue Bearbeitung zu ermöglichen, vorgesehen, daß die Werkzeugspindel durch eine Verschiebebewegung des Planschiebers entgegengesetzt zu diesem verschiebbare Auswuchtgewichte umfaßt. Diese Auswuchtgewichte bieten die Möglichkeit, die durch die Verschiebung des Planschiebers entstehende Unwucht der Werkzeugspindel zu kompensieren. Die Bewegung der Auswuchtgewichte entgegengesetzt zur Bewegung des Planschiebers kann in unterschiedlichster Weise erfolgen. Beispielsweise wäre eine hydraulische Verstellung denkbar. Konstruktiv besonders vorteilhaft ist jedoch eine Lösung, bei welcher die Auswuchtgewichte über ein Getriebe mit dem Planschieber gekoppelt sind, so daß eine Zwangsverstellung der Auswuchtgewichte entsprechend der Verschiebung des Planschiebers erfolgt.Furthermore, in order to enable smooth running and thus precise machining, in particular, it is provided that the tool spindle includes balancing weights that can be moved by a displacement movement of the cross slide in the opposite direction to this. These balancing weights offer the possibility of compensating for the imbalance of the tool spindle caused by the displacement of the cross slide. The movement of the balancing weights in the opposite direction to the movement of the cross slide can take place in a variety of ways. For example, a hydraulic adjustment would be conceivable. However, a particularly advantageous design solution is one in which the balancing weights are coupled to the cross slide via a gear, so that a forced adjustment of the balancing weights takes place in accordance with the displacement of the cross slide.
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Um eine noch vorteilhaftere Massenverteilung zu erreichen, sind ferner beidseitig des Schiebers Auswuchtgewichte vorgesehen. In order to achieve an even more advantageous mass distribution, balancing weights are also provided on both sides of the slide.
Im einfachsten Fall ist das Getriebe so ausgebildet, daß es ein Zahnstangengetriebe ist.In the simplest case, the transmission is designed as a rack and pinion transmission.
Besonders zweckmäßig läßt sich ein derartiges Zahnstangengetriebe so ausführen, daß der Planschieber eine auf ein Zahnritzel wirkende, in Verschieberichtung verlaufende Längsverzahnung aufweist, die auf ein im Spindelkörper drehbar und unverschieblich gelagertes Zahnritzel wirkt und dieses Zahnritzel mit einer in Verschieberichtung verlaufenden Verzahnung des Auswuchtgewichts in Eingriff steht, so daß dieses Zahnritzel die Bewegungsumkehr der Verschiebebewegung des Planschiebers zur Verschiebbewegung der Auswuchtgewichte bewirkt.Such a rack and pinion gear can be designed particularly expediently in such a way that the face slide has a longitudinal toothing acting on a pinion, running in the direction of displacement, which acts on a pinion mounted in the spindle body so that it can rotate and cannot be displaced, and this pinion is in engagement with a toothing of the balancing weight running in the direction of displacement, so that this pinion causes the movement to be reversed from the displacement movement of the face slide to the displacement movement of the balancing weights.
Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Lösung wurde nichts darüber ausgesagt, wie die Aufnahme selbst ausgebildet sein soll. Diese Aufnahme selbst kann in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen jedoch dann besonders zum Tragen, wenn die Aufnahme als Aufnahme für Werkzeuge mit Steilkegelschaft ausgebildet ist, da dies eine Standardaufnahme darstellt und die Möglichkeit eröffnet, alle gängigen und üblichen Werkzeuge bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine einzusetzen.In the embodiments of the solution according to the invention described so far, nothing has been said about how the holder itself should be designed. This holder itself can be designed in a wide variety of ways. However, the advantages according to the invention are particularly evident when the holder is designed as a holder for tools with a steep taper shank, since this represents a standard holder and opens up the possibility of using all common and usual tools in the machine tool according to the invention.
Bei allen bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde nicht darauf eingegangen, wie ein Spannen des Werkzeugs in der Aufnahme erfolgen soll. BesondersIn all the embodiments described so far, no explanation has been given of how the tool should be clamped in the holder.
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vorteilhaft ist es, wenn der Planschieber eine Spanneinrichtung für das Werkzeug aufweist, so daß das Werkzeug selbst im Planschieber gespannt ist und in diesem gespannten Zustand im Planschieber mitsamt dem Planschieber verschiebbar ist.It is advantageous if the facing slide has a clamping device for the tool, so that the tool itself is clamped in the facing slide and in this clamped state can be moved in the facing slide together with the facing slide.
Eine Betätigung der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung ist besonders dann einfach durchführbar, wenn die Spanneinrichtung hydraulisch betätigbar ist.The clamping device according to the invention can be operated particularly easily if the clamping device can be operated hydraulically.
Eine bevorzugte konstruktive Ausführung sieht dabei vor, daß die Spanneinrichtung einen in dem Planschieber in einem Kolbenraum angeordneten Spannkolben aufweist. Vorzugsweise ist der Spannkolben dabei in axialer Richtung der Aufnahme verschieblich.A preferred design provides that the clamping device has a clamping piston arranged in the face slide in a piston chamber. The clamping piston is preferably displaceable in the axial direction of the holder.
Die Spannung des Werkzeugs, insbesondere eines mit einem Steilkegelschaft und einem Anzugsbolzen versehenen Werkzeugs, ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch möglich, daß der Spannkolben in einer Hülse geführte Spannklötze in axialer Richtung verschiebt, wobei die Spannklötze am Spannbolzen angreifen.The clamping of the tool, in particular a tool provided with a steep taper shank and a pull bolt, is possible in a preferred embodiment in that the clamping piston moves clamping blocks guided in a sleeve in the axial direction, whereby the clamping blocks engage the clamping bolt.
Um ein Eingreifen der Spannklötze am Spannbolzen zu bewirken, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Spannklötze bei einer Verschiebung in eine das Werkzeug spannende Stellung eine radiale Zustellung nach innen zur Achse der Aufnahme erfahren und vorzugsweise in einer stufenförmigen Hülse geführt sind.In order to ensure that the clamping blocks engage with the clamping bolt, it is expediently provided that the clamping blocks experience a radial inward feed towards the axis of the holder when shifted into a position that clamps the tool and are preferably guided in a stepped sleeve.
Im Zusammenhang mit der Betätigung des Spannkolbens wurde nicht im einzelnen ausgeführt, wie eine Hydraulikzuführung in den Kolbenraum erfolgen soll. Hier sind ebenfallsIn connection with the operation of the tensioning piston, it was not explained in detail how a hydraulic supply into the piston chamber should take place. Here, too,
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unterschiedliche Möglichkeiten denkbar, wobei beispielsweise eine flexible Hydraulikleitung zwischen der Werkzeugspindel und dem Planschieber möglich wäre. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht jedoch vor, daß der Kolbenraum über eine parallel zur Verschieberichtung zwischen Spindelkörper und Planschieber verlaufende Linearzuführung an eine Hydraulikleitung im Spindelkörper angeschlossen ist.Different possibilities are conceivable, whereby, for example, a flexible hydraulic line between the tool spindle and the cross slide would be possible. However, a particularly preferred embodiment provides that the piston chamber is connected to a hydraulic line in the spindle body via a linear feed running parallel to the direction of displacement between the spindle body and the cross slide.
Um diese Hydraulikleitung zur Maschinensteuerung, insbesondere zu einer Hydraulikversorgung in der Maschinensteuerung, zu führen, ist vorgesehen, daß die Hydraulikleitung mit einer Hydraulikversorgung im Spindelkasten über eine Drehzuführung verbunden ist, wobei insbesondere die Drehzuführung an einem hinteren, der Aufnahme abgewandten Ende der Werkzeugspindel angeordnet ist.In order to guide this hydraulic line to the machine control, in particular to a hydraulic supply in the machine control, it is provided that the hydraulic line is connected to a hydraulic supply in the spindle box via a rotary feed, wherein in particular the rotary feed is arranged at a rear end of the tool spindle facing away from the holder.
Im Zusammenhang mit der Spanneinrichtung wurde lediglich das Spannen eines Werkzeugs, insbesondere eines mit einem Steilkegelschaft versehenen Werkzeugs, beschrieben.In connection with the clamping device, only the clamping of a tool, in particular a tool provided with a steep taper shank, was described.
Um dieses Werkzeug nun beim Werkzeugwechsel aus der Werkzeugspindel entfernen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß in dem Spindelkörper ein axial verschieblicher Ausstoßer für das Werkzeug angeordnet ist.In order to be able to remove this tool from the tool spindle when changing the tool, it is advantageously provided that an axially movable ejector for the tool is arranged in the spindle body.
Vorzugsweise ist der Ausstoßer so ausgebildet, daß er einen koaxial zur Werkzeugspindel angeordneten Ausstoßerkopf aufweist, welcher vorzugsweise in Richtung der Spindelachse der Werkzeugspindel bewegbar ist.Preferably, the ejector is designed such that it has an ejector head arranged coaxially to the tool spindle, which is preferably movable in the direction of the spindle axis of the tool spindle.
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Bei Betätigung des Ausstoßers stellt sich das Problem, daß dieser im drehenden System der Werkzeugspindel angeordnet ist und nun die Möglichkeit besteht, entweder den Ausstoßer durch eine Betätigungsanordnung im drehenden System oder durch eine Anordnung im ruhenden System zu verschieben. When operating the ejector, the problem arises that it is arranged in the rotating system of the tool spindle and it is now possible to move the ejector either by an actuating arrangement in the rotating system or by an arrangement in the stationary system.
Bei dem Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Betätigung des Ausstoßers über eine im ruhenden System, insbesondere am Spindelkasten, angeordnete Betätigungseinrichtung erfolgen soll, ist vorgesehen, daß der Ausstoßer über eine um die Werkzeugspindel herumlaufende Topfhülse betätigbar ist, wobei die Topfhülse mit dem Ausstoßer verbunden ist. Die einfachste Möglichkeit einer Betätigung der Topfhülse ist die, daß die Topfhülse durch einen drehfest am Spindelkasten angeordneten Hydraulikzylinder axial verschiebbar ist.In the embodiment in which the ejector is to be actuated via an actuating device arranged in the stationary system, in particular on the spindle box, it is provided that the ejector can be actuated via a cup sleeve running around the tool spindle, whereby the cup sleeve is connected to the ejector. The simplest way of actuating the cup sleeve is that the cup sleeve can be axially displaced by a hydraulic cylinder arranged on the spindle box in a rotationally fixed manner.
Bei einer Werkzeugmaschine betrifft die Erfindung aber auch noch eine Spindelanordnung, umfassend eine in einem Spindelkasten drehbar gelagerte Werkzeugspindel, einen Antrieb für die Werkzeugspindel und eine stirnseitig in der Werkzeugspindel angeordnete Aufnahme für ein Werkzeug, wobei diese Spindelanordnung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Aufnahme in einem Planschieber angeordnet ist, daß der Planschieber in einer radial zur Spindelachse der Werkzeugspindel verlaufenden Verschieberichtung verstellbar in der Werkzeugspindel angeordnet ist, und daß ein Verschiebeantrieb zum Verstellen des Planschiebers vorgesehen ist, mit welchem die Aufnahme in beliebigen Stellungen zwischen einer zur Spindelachse koaxialen Ausgangsstellung und einer maximal verschobenen Stellung positionierbar ist.In a machine tool, however, the invention also relates to a spindle arrangement comprising a tool spindle rotatably mounted in a spindle box, a drive for the tool spindle and a holder for a tool arranged on the front side of the tool spindle, this spindle arrangement being characterized according to the invention in that the holder is arranged in a cross slide, that the cross slide is arranged in the tool spindle so as to be adjustable in a displacement direction running radially to the spindle axis of the tool spindle, and that a displacement drive is provided for adjusting the cross slide, with which the holder can be positioned in any position between a starting position coaxial with the spindle axis and a maximally displaced position.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spindelanordnung umfassen dieselben Merkmale wie die vorstehend erläuterten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine.Advantageous further developments of the spindle arrangement according to the invention comprise the same features as the above-explained further developments of the machine tool according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the solution according to the invention are the subject of the following description and the graphic representation of some embodiments. The drawing shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ;Fig. 1 is a perspective view of a first embodiment of a machine tool according to the invention;
Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch einen Spindelkasten der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;Fig. 2 is a partial longitudinal section through a headstock of the machine tool according to the invention;
Fig. 3 einen vergrößerten Teillängsschnitt in einer Ebene senkrecht zur Schnittebene gemäß Fig.2;Fig. 3 is an enlarged partial longitudinal section in a plane perpendicular to the cutting plane according to Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig.3; Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig.3;Fig. 4 is a section along line 4-4 in Fig.3; Fig. 5 is a section along line 5-5 in Fig.3;
Fig. 6 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung des Längsschnitts in Fig. 2, undFig. 6 is an enlarged partial view of the longitudinal section in Fig. 2, and
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Keilgetriebe eines zweiten Ausführungsbeispiels.Fig. 7 shows a section of a wedge gear of a second embodiment.
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Ein in Fig. 1 als Ganzes schematisch dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel eines Bearbeitungszentrums 10 umfaßt einen Maschinenständer 12, in welchem ein Spindelkasten 14 mit einer als Ganzes mit 16 bezeichneten Werkzeugspindel in einer Y-Richtung auf und ab verfahrbar ist. Ferner ist der Maschinenständer 12 seinerseits auf einem Maschinenbett 18 in Z-Richtung verschieblich gelagert.A first embodiment of a machining center 10, shown schematically as a whole in Fig. 1, comprises a machine stand 12 in which a headstock 14 with a tool spindle, designated as a whole as 16, can be moved up and down in a Y direction. Furthermore, the machine stand 12 is in turn mounted on a machine bed 18 so that it can be moved in the Z direction.
Eine Halterung eines Werkstücks 20 erfolgt auf einem Maschinentisch 22, welcher fest auf dem Maschinenbett 18 in X-Richtung verfahrbar montiert ist.A workpiece 20 is held on a machine table 22, which is fixedly mounted on the machine bed 18 and can be moved in the X direction.
In der Werkzeugspindel 18 ist ein als Ganzes mit 24 bezeichnetes Werkzeug eingesetzt, welches durch Rotation der Werkzeugspindel 16 um eine Spindelachse 26 rotiert.A tool, designated as a whole with 24, is inserted into the tool spindle 18 and rotates about a spindle axis 26 by rotation of the tool spindle 16.
Wie in Fig. 3 dargestellt, weist das Werkzeug 24 zur Halterung desselben in der Werkzeugspindel 16 einen Steilkegel 28 auf, welcher in eine entsprechend dem Steilkegel 28 geformte Aufnahme 30 in der Werkzeugspindel 16 einsetzbar ist. Die Aufnahme 30 ist dabei in einem als Ganzes mit 32 bezeichneten Planschieber angeordnet, welcher in einer radial zur Spindelachse 26 verlaufenden Verschieberichtung 34 in einem Spindelkörper 36 der Werkzeugspindel verschieblich angeordnet ist.As shown in Fig. 3, the tool 24 has a steep taper 28 for holding it in the tool spindle 16, which can be inserted into a holder 30 in the tool spindle 16 that is shaped like the steep taper 28. The holder 30 is arranged in a face slide, designated as a whole by 32, which is arranged so as to be displaceable in a displacement direction 34 running radially to the spindle axis 26 in a spindle body 36 of the tool spindle.
Die Lagerung des Planschiebers 32 in dem Spindelkörper 36 erfolgt dabei über zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Planschiebers 32 angeordnete Flachführungen 40, welche, wie in Fig. 3 dargestellt, jeweils eine am Spindelkörper 36 in Verschieberichtung 34 verlaufende Auflagefläche 41 umfassen, an welchen jeweils eine auf der jeweiligen SeiteThe mounting of the facing slide 32 in the spindle body 36 is carried out via two flat guides 40 arranged on opposite sides of the facing slide 32, which, as shown in Fig. 3, each comprise a support surface 41 on the spindle body 36 running in the direction of displacement 34, to which a respective side
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des Planschiebers 32 sich parallel zur Verschieberichtung 34 eine Fläche 43 umfassende Führungsnase 48 des Planschiebers 32 anliegt. Ferner umfaßt jede der Flachführungen 40 noch eine sich ebenfalls parallel zur Verschieberichtung 34 erstreckende Führungsplatte 46, welche im Abstand von der Auflagefläche 41 angeordnet ist und die Führungsnase 48 auf der jeweiligen Seite des Planschiebers 32 hintergreift, so daß der Planschieber 32 auf jeder Seite durch die zwischen die am Spindelkörper 36 angeordnete Auflagefläche 41 sowie die ebenfalls am Spindelkörper 36 gehaltene Führungsplatte 46 eingreifende Führungsnase 48 in der Verschieberichtung 34 geführt ist. Eine Führung erfolgt ferner noch durch einander zugewandte und am Planschieber 32 anliegende Stirnflächen der Führungsplatten 46.of the facing slide 32, a guide nose 48 of the facing slide 32, which comprises a surface 43, lies parallel to the direction of displacement 34. Furthermore, each of the flat guides 40 also comprises a guide plate 46 which also extends parallel to the direction of displacement 34, which is arranged at a distance from the support surface 41 and engages behind the guide nose 48 on the respective side of the facing slide 32, so that the facing slide 32 is guided on each side in the direction of displacement 34 by the guide nose 48 which engages between the support surface 41 arranged on the spindle body 36 and the guide plate 46 which is also held on the spindle body 36. Guidance is also provided by end faces of the guide plates 46 which face one another and lie against the facing slide 32.
Über die Auflagefläche 41 stehen zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Planschiebers 32 angeordnete, drehbar im Spindelkörper 36 gelagerte und im Abstand voneinander in Verschieberichtung 34 angeordnete Zahnritzel 42 in Richtung der Führungsnase 48 über, an welchen jeweils eine auf der jeweiligen Seite der Führungsnase 48 des Planschiebers 32 angeordnete und sich parallel zur Verschieberichtung 34 erstreckende Längsverzahnung 44 eingreifend anliegt. Die Längsverzahnung steht dabei ihrerseits über die Fläche 43 in Richtung der Ritzel 42 über.Two toothed pinions 42 arranged on opposite sides of the facing slide 32, rotatably mounted in the spindle body 36 and spaced apart from one another in the direction of displacement 34 protrude over the support surface 41 in the direction of the guide nose 48, with each of them engaging a longitudinal toothing 44 arranged on the respective side of the guide nose 48 of the facing slide 32 and extending parallel to the direction of displacement 34. The longitudinal toothing in turn protrudes over the surface 43 in the direction of the pinions 42.
Durch die verschiebliche Lagerung des Planschiebers 32 besteht die Möglichkeit, die Aufnahme 30 mit ihrer Achse 50 in der Verschieberichtung 34 einerseits so zu positionieren, daß sie koaxial zur Spindelachse 26 angeordnet ist oder daß die Achse 50 im Abstand undDue to the sliding bearing of the face slide 32, it is possible to position the holder 30 with its axis 50 in the sliding direction 34 on the one hand so that it is arranged coaxially to the spindle axis 26 or that the axis 50 is arranged at a distance and
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parallel zur Spindelachse 26 ausgerichtet steht, wobei eine Maximalverschiebung des Planschiebers beispielsweise um 25 mm beiderseits der Spindelachse 26 möglich ist. Diese Maximalstellung des Planschiebers ist in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie skizziert.is aligned parallel to the spindle axis 26, whereby a maximum displacement of the cross slide is possible, for example, by 25 mm on both sides of the spindle axis 26. This maximum position of the cross slide is sketched in Fig. 2 by a dot-dash line.
Erfindungsgemäß umfaßt der Planschieber 32 einen sich von einem vorderen, die Führungsnasen 48 tragenden Führungsflansch 52 in axialer Richtung zur Spindelachse 26 in den Spindelkörper 36 hinein erstreckenden Planschieberkörper 54, welcher zwei parallel zur Verschieberichtung 34 und parallel zur Spindelachse 26 sowie parallel zu sich selber verlaufende Flachseiten 56 aufweist. Diese Flachseiten 56 sind jeweils, wie insbesondere in Fig. 2 und 3 dargestellt, mit einer Schrägverzahnung 58 versehen, welche einen Teil eines Keilgetriebes bilden. Vorzugsweise verlaufen die Schrägverzahnungen 58 in einem Winkel von 45° zur Spindelachse 26.According to the invention, the facing slide 32 comprises a facing slide body 54 extending from a front guide flange 52 carrying the guide lugs 48 in the axial direction to the spindle axis 26 into the spindle body 36, which has two flat sides 56 running parallel to the direction of displacement 34 and parallel to the spindle axis 26 as well as parallel to itself. These flat sides 56 are each provided with helical gearing 58, as shown in particular in Fig. 2 and 3, which form part of a wedge gear. The helical gearing 58 preferably runs at an angle of 45° to the spindle axis 26.
In diese Schrägverzahnungen 58 greifen wiederum mit der Schrägverzahnung 58 korrespondierende Schrägverzahnungen 60 zweier an den Flachseiten 56 anliegender Keilgetriebeplatten 62 ein, die ihrerseits wiederum in einer Axialführung 64 des Spindelkörpers 36 gelagert sind. Hierzu sind vorzugsweise die Keilgetriebeplatten 62 im Querschnitt dreieckig ausgebildet, wobei die Schrägverzahnungen auf einer Basis des Dreiecks ausgebildet sind und die beiden Schenkel des Dreiecks in der keilförmig ausgebildeten Axialführung 64 liegen.In turn, these helical gears 58 are engaged by helical gears 60 of two wedge gear plates 62 that are in contact with the flat sides 56 and that correspond to the helical gear 58, which in turn are mounted in an axial guide 64 of the spindle body 36. For this purpose, the wedge gear plates 62 are preferably triangular in cross section, with the helical gears being formed on a base of the triangle and the two legs of the triangle lying in the wedge-shaped axial guide 64.
Wie in Fig. 5 dargestellt, handelt es sich bei der Axialführung 64 um ein separates, in den Spindelkörper 36 fest eingesetztes Teil.As shown in Fig. 5, the axial guide 64 is a separate part that is firmly inserted into the spindle body 36.
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Die Verschiebung des Planschiebers 32 in der Verschieberichtung 34 erfolgt somit durch eine Axialverschiebung der Keilgetriebeplatten 62.The displacement of the face slide 32 in the displacement direction 34 is thus achieved by an axial displacement of the wedge gear plates 62.
Die beiden Keilgetriebeplatten 62 sind an einem Querbügel 66 gehalten, welcher seinerseits von einer Axialschubstange 68 getragen ist, die sich koaxial zur Spindelachse 26 durch den Spindelkörper 36 hindurch zu einem rückwärtigen Ende des Spindelkörpers erstreckt und über einen hinteren Querbügel 70, welcher radial über einen hinteren zylindrischen Ansatz 72 des Spindelkörpers 36 übersteht, mit einer diesen hinteren zylindrischen Ansatz 72 umgebenden Hülse 74 verbunden ist.The two wedge gear plates 62 are held on a crossbar 66, which in turn is carried by an axial push rod 68, which extends coaxially to the spindle axis 26 through the spindle body 36 to a rear end of the spindle body and is connected via a rear crossbar 70, which projects radially beyond a rear cylindrical extension 72 of the spindle body 36, to a sleeve 74 surrounding this rear cylindrical extension 72.
Die Hülse 74 zeigt ein Drehlager 76, welches vorzugsweise als Axiallager ausgebildet ist, wobei ein innerer Lagerring 78 desselben fest auf der Hülse 74 sitzt, während ein äußerer Lagerring 80 fest mit einem Schiebering 82 verbunden ist.The sleeve 74 shows a rotary bearing 76, which is preferably designed as an axial bearing, with an inner bearing ring 78 of the same sitting firmly on the sleeve 74, while an outer bearing ring 80 is firmly connected to a sliding ring 82 .
Der Schiebering 82 ist über zwei Schubstangen 84 mit einer Spindelmutter 86 verbunden, welche auf einer Gewindespindel 88 angeordnet ist. Die Gewindespindel 88 erstreckt sich mit ihrer Achse 90 vorzugsweise koaxial zur Werkzeugspindel 16 und ist durch einen Motor 92 drehbar angetrieben. The sliding ring 82 is connected via two push rods 84 to a spindle nut 86, which is arranged on a threaded spindle 88. The threaded spindle 88 extends with its axis 90 preferably coaxially to the tool spindle 16 and is rotatably driven by a motor 92.
Der Motor 92 mit der Gewindespindel 88 ist bezüglich der Werkzeugspindel 16 unverdrehbar im Spindelkasten 14 angeordnet. Durch Verdrehen der Gewindespindel 88 mittels des Motors 92 ist die Spindelmutter 86 in Richtung der Achse 90 der Gewindespindel 88 und somit auch in RichtungThe motor 92 with the threaded spindle 88 is arranged in the spindle box 14 so that it cannot rotate with respect to the tool spindle 16. By rotating the threaded spindle 88 using the motor 92, the spindle nut 86 is rotated in the direction of the axis 90 of the threaded spindle 88 and thus also in the direction
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der Spindelachse 26 verschieblich, verschiebt dabei über die Zugstangen 80 den Schiebering 82, welcher ebenfalls bezüglich der Werkzeugspindel 16 unverdrehbar angeordnet ist. Der Übergang der axialen, relativ zur Werkzeugspindel 16 im nicht drehenden System erzeugten Verschiebebewegung in das drehende System der Werkzeugspindel 16 erfolgt über das Drehlager 76, da die Hülse 74 mit der Werkzeugspindel 16 mitrotiert und somit eine axiale Verschiebung derselben sich über den hinteren Querbügel 70 auf die Axialschubstange 68 überträgt, die ebenfalls sich mit der Werkzeugspindel 16 mitdreht.the spindle axis 26, thereby displacing the sliding ring 82 via the tie rods 80, which is also arranged so as to be non-rotatable with respect to the tool spindle 16. The transition of the axial displacement movement generated relative to the tool spindle 16 in the non-rotating system into the rotating system of the tool spindle 16 takes place via the pivot bearing 76, since the sleeve 74 rotates with the tool spindle 16 and thus an axial displacement of the same is transmitted via the rear cross bar 70 to the axial push rod 68, which also rotates with the tool spindle 16.
Somit führt das Verdrehen der Gewindespindel 88 mittels des Motors 92 zu einer axialen Verschiebung der in der Werkzeugspindel 16 axial verschieblich angeordneten und mit dieser mitdrehenden Keilgetriebeplatten 62, und somit zu einer Verschiebung des Planschiebers 32 in der Verschieberichtung 34.Thus, the rotation of the threaded spindle 88 by means of the motor 92 leads to an axial displacement of the wedge gear plates 62 arranged axially displaceably in the tool spindle 16 and rotating therewith, and thus to a displacement of the face slide 32 in the displacement direction 34.
Die drehbare Lagerung der Werkzeugspindel 16, das heißt des Spindelkörpers 36, erfolgt vorzugsweise über ein im Anschluß an den Spindelkopf 100, in welchem der Planschieber 32 verschieblich gelagert ist, gelagertes vorderes Spindellager 102 und ein im Abstand von diesem angeordnetes hinteres Spindellager 104, die beide vom Spindelkasten 14 getragen sind. Ferner trägt der Spindelkörper 36 ein hinter dem hinteren Spindellager 104 angeordnetes Antriebsritzel 106, in welches ein am Spindelkasten gelagertes Zwischengetrieberad 108 eingreift, das seinerseits durch ein Ritzel 110 eines Drehantriebs 112 für die Werkzeugspindel 16 angetrieben ist.The rotatable mounting of the tool spindle 16, i.e. the spindle body 36, is preferably carried out via a front spindle bearing 102 mounted in connection with the spindle head 100, in which the cross slide 32 is slidably mounted, and a rear spindle bearing 104 arranged at a distance from this, both of which are carried by the spindle box 14. The spindle body 36 also carries a drive pinion 106 arranged behind the rear spindle bearing 104, into which an intermediate gear wheel 108 mounted on the spindle box engages, which in turn is driven by a pinion 110 of a rotary drive 112 for the tool spindle 16.
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Neben einer freien Verschiebbarkeit der Achse 50 der Aufnahme 30 parallel zur Spindelachse 26 besteht auch die Möglichkeit, den Planschieber 32, wie in Fig. 6 dargestellt, in einer Ausgangsstellung, in welcher die Achse mit der Spindelachse 26 zusammenfällt, zu fixieren. Hierzu sind in dem Spindelkopf 100 hydraulisch verschiebbare Zentrierzapfen 120 vorgesehen, welche in einer Zentrierstellung über eine Stirnseite 122 des Spindelkopfes überstehen und mit einer Bohrung 124 im Führungsflansch 52 des Planschiebers 32 in Eingriff bringbar sind, wobei die Bohrung 124 in dem die Stirnseite 122 übergreifenden Teil des Führungsflansches 52 angeordnet ist. Zur Verschiebung der Zentrierzapfen 120 ist jeder dieser Zapfen an einem Kolben 126 gehalten, welcher seinerseits verschieblich in einem Zylinderraum 128 im Spindelkopf 100 angeordnet ist.In addition to the free displacement of the axis 50 of the holder 30 parallel to the spindle axis 26, it is also possible to fix the face slide 32, as shown in Fig. 6, in an initial position in which the axis coincides with the spindle axis 26. For this purpose, hydraulically displaceable centering pins 120 are provided in the spindle head 100, which in a centering position protrude beyond a front face 122 of the spindle head and can be brought into engagement with a bore 124 in the guide flange 52 of the face slide 32, the bore 124 being arranged in the part of the guide flange 52 that overlaps the front face 122. In order to move the centering pins 120, each of these pins is held on a piston 126, which in turn is arranged displaceably in a cylinder chamber 128 in the spindle head 100.
Die Bohrung 124 liegt dabei so, daß bei in dieser eingreifendem Zentrierzapfen 120 der Planschieber relativ zum Spindelkörper 36 so steht, daß die Achse 50 der Aufnahme 30 mit der Spindelachse 26 zusammenfällt.The bore 124 is positioned such that when the centering pin 120 engages therein, the facing slide is positioned relative to the spindle body 36 such that the axis 50 of the holder 30 coincides with the spindle axis 26.
Wie in Fig. 3 dargestellt, sind im Spindelkopf 100 zusätzlich noch Auswuchtgewichte 130 angeordnet, wobei jedes dieser Auswuchtgewichte eine Längsverzahnung 132 aufweist, welche mit den Zahnritzeln 42 im Bereich der jeweils auf einer Seite angeordneten Flachführung 40 in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise sind ebenfalls beiderseits des Planschiebers 32 die Auswuchtgewichte 130 vorgesehen und durch die Zahnritzel 42 angetrieben.As shown in Fig. 3, balancing weights 130 are additionally arranged in the spindle head 100, each of these balancing weights having a longitudinal toothing 132 which can be brought into engagement with the pinions 42 in the area of the flat guide 40 arranged on one side. The balancing weights 130 are preferably also provided on both sides of the face slide 32 and are driven by the pinions 42.
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Die Auswuchtgewichte 130 sind dabei so angeordnet, daß bei in Ausgangsstellung stehendem Planschieber 32, das heißt bei einem Zusammenfallen der Achse 50 mit der Spindelachse 26, die Werkzeugspindel 16 vollständig ausgewuchtet ist. Sobald nun eine Verschiebung des Planschiebers 32 erfolgt, werden die Auswuchtgewichte 130 durch die Zahnritzel 42 über die Längsverzahnungen 132 entgegengesetzt zum Planschieber 32 verschoben, wobei die Massen der Auswuchtgewichte derart gewählt sind, daß die Werkzeugspindel 16 stets im wesentlichen ausgewuchtet bleibt.The balancing weights 130 are arranged in such a way that when the cross slide 32 is in the starting position, i.e. when the axis 50 coincides with the spindle axis 26, the tool spindle 16 is completely balanced. As soon as the cross slide 32 is moved, the balancing weights 130 are moved by the pinions 42 via the longitudinal teeth 132 in the opposite direction to the cross slide 32, the masses of the balancing weights being selected in such a way that the tool spindle 16 always remains essentially balanced.
Die Auswuchtgewichte 130 sind dabei insgesamt in einer parallel zur Verschieberichtung 34 verlaufenden Linearführung gehalten, welche durch eine entsprechende Ausnehmung 134 im Spindelkopf 100 gebildet ist, die die Auswuchtgewichte 130 an ihren Außenflächen passend führt, so daß sie mit der Längsverzahnung 132 stets in Eingriff mit den Zahnritzeln 42 bleiben.The balancing weights 130 are held in a linear guide running parallel to the displacement direction 34, which is formed by a corresponding recess 134 in the spindle head 100, which guides the balancing weights 130 on their outer surfaces so that they always remain in engagement with the pinions 42 with the longitudinal teeth 132.
Zum Spannen des Steilkegels 28 in der Aufnahme 30 ist dieser gewöhnlich mit einem Anzugsbolzen 140 versehen, welcher einen radial überstehenden Bund 142 aufweist. Das Spannen erfolgt dabei über einen Spannkolben 144, welcher in einem Kolbenraum 146 des Planschiebers 32 gelagert ist, wobei der Kolbenraum 146 ein U-förmig in eine innere Stirnseite 148 des Planschiebers 32 eingearbeiteter Ringraum ist. Der Spannkolben 144 ist dabei in einer parallel zur Achse 50 der Aufnahme 30 verlaufenden Spannrichtung 150 bewegbar und weist eine der inneren Stirnseite 148 abgewandte Druckfläche 152 auf.To clamp the steep taper 28 in the holder 30, it is usually provided with a pull bolt 140, which has a radially projecting collar 142. Clamping is carried out via a clamping piston 144, which is mounted in a piston chamber 146 of the facing slide 32, wherein the piston chamber 146 is a U-shaped annular chamber machined into an inner face 148 of the facing slide 32. The clamping piston 144 is movable in a clamping direction 150 running parallel to the axis 50 of the holder 30 and has a pressure surface 152 facing away from the inner face 148.
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Mit dieser Druckfläche ist ein Spannklotz 154 ebenfalls parallel zur Achse 50 in der Spannrichtung 150 bewegbar, wobei dieser Spannklotz 154 eine radial nach innen zur Achse 50 hin verlaufende Spannfläche 156 aufweist, welche zum Spannen des Werkzeugs 24 an dem Bund 142 angreift und diesen in Richtung der Achse 50 von der inneren Stirnseite 148 wegverschiebt, um den Steilkegel 28 in die Aufnahme hineinzuziehen.With this pressure surface, a clamping block 154 can also be moved parallel to the axis 50 in the clamping direction 150, whereby this clamping block 154 has a clamping surface 156 running radially inwards towards the axis 50, which in order to clamp the tool 24, engages the collar 142 and moves it in the direction of the axis 50 away from the inner end face 148 in order to pull the steep taper 28 into the holder.
Um ein Lösen des Bundes 142 von den Spannflächen 156 zu ermöglichen, sind die Spannklötze 154 in einer Büchse mit einer stufenförmigen Ausnehmung 160 geführt, wobei die Ausnehmung 160 gleichzeitig den Spannkolben 144 mit ihrem radial weiteren Bereich 162 führt, während im radial engeren Bereich 164 der stufenförmigen Ausnehmung die Spannklötze 154 in radialer Richtung auf die Achse 50 zugestellt sind. Bei einer Bewegung der Spannklötze 154 in axialer Richtung in Richtung auf die innere Stirnseite 148, haben die Spannklötze die Möglichkeit, mit ihrer äußeren Anlagefläche 166 von dem radial engeren Bereich 164 der stufenförmigen Ausnehmung in den radial weiteren Bereich 162 derselben zu gelangen und damit radial nach außen auszuweichen, so daß die Spannflächen 156 den Bund 142 freigeben. Dies ist dann möglich, wenn der Spannkolben 144 vollständig in den Kolbenraum 146 eingefahren ist.In order to enable the collar 142 to be released from the clamping surfaces 156, the clamping blocks 154 are guided in a bushing with a stepped recess 160, whereby the recess 160 simultaneously guides the clamping piston 144 with its radially wider area 162, while in the radially narrower area 164 of the stepped recess the clamping blocks 154 are advanced in the radial direction towards the axis 50. When the clamping blocks 154 move in the axial direction towards the inner end face 148, the clamping blocks have the possibility of moving with their outer contact surface 166 from the radially narrower area 164 of the stepped recess into the radially wider area 162 of the same and thus moving radially outwards so that the clamping surfaces 156 release the collar 142. This is possible when the tensioning piston 144 is completely retracted into the piston chamber 146.
Zum Ausfahren des Spannkolbens 144 ist der Kolbenraum mit Hydraulikmedium beaufschlagbar. Die Versorgung des Kolbenraums 146 mit diesem Hydraulikmedium erfolgt, wie in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt, durch eine Linearzuführung in Form eines Rohres 170, welches parallel zur Verschieberichtung 34 den Planschieberkörper 54 durchsetzt und mittig eine seitliche Öffnung 172 aufweist, welche mitTo extend the tensioning piston 144, the piston chamber can be pressurized with hydraulic medium. The piston chamber 146 is supplied with this hydraulic medium, as shown in Fig. 2, 3 and 4, by a linear feed in the form of a tube 170, which passes through the plan slide body 54 parallel to the displacement direction 34 and has a lateral opening 172 in the middle, which
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einem das Rohr im Bereich dieser Öffnung umgebenden Zylinderraum 174 im Planschieberkörper 54 in Verbindung steht. Der Zylinderraum 174 ist seinerseits über einen Kanal 176 mit dem Kolbenraum 146 verbunden. Beiderseits des Zylinderraums sind Dichtungen 178 vorgesehen, welche den Zylinderraum zum Rohr 170 hin beim Gleiten des Planschieberkörpers 54 abdichten.a cylinder chamber 174 in the plan slide body 54 that surrounds the pipe in the area of this opening. The cylinder chamber 174 is in turn connected to the piston chamber 146 via a channel 176. Seals 178 are provided on both sides of the cylinder chamber, which seal the cylinder chamber towards the pipe 170 when the plan slide body 54 slides.
Damit ist sichergestellt, daß in jeder Schiebestellung des Planschiebers 32 der Steilkegel 28 in der Aufnahme 30 gespannt gehalten wird.This ensures that the steep taper 28 is held clamped in the holder 30 in every sliding position of the facing slide 32.
Zum Ausstoßen des Werkzeugs 24 ist in der Ausgangsstellung, das heißt in der Stellung, in der die Achse 50 der Aufnahme 30 mit der Spindelachse 26 zusammenfällt, ist ein als Ganzes mit 180 bezeichneter Ausstoßer vorgesehen, welcher einen Ausstoßerbecher 182 aufweist, der seinerseits, wie in Fig. 3 dargestellt, mit einem Becherrand beim Ausstoßen in der Lage ist, den Bund 142 zu umgreifen und gegen die schräg zur Achse 50 geneigten Spannflächen 156 der Spannklötze 154 zu drücken, um die Spannklötze zunächst axial aus dem radial engeren Bereich 164 in den radial weiteren Bereich 162 der stufenförmigen Ausnehmung 160 zu verschieben und dann in diesem Bereich radial nach außen zu bewegen, um gleichzeitig mit einem Becherboden 186 gegen den Anzugsbolzen 140 zu drücken und diesen mitsamt dem Steilkegel aus der Aufnahme 30 herauszuschieben. To eject the tool 24 in the starting position, i.e. in the position in which the axis 50 of the holder 30 coincides with the spindle axis 26, an ejector, designated as a whole by 180, is provided, which has an ejector cup 182, which in turn, as shown in Fig. 3, with a cup edge is able to grip the collar 142 during ejection and press it against the clamping surfaces 156 of the clamping blocks 154 inclined at an angle to the axis 50, in order to initially displace the clamping blocks axially from the radially narrower area 164 into the radially wider area 162 of the stepped recess 160 and then to move them radially outwards in this area in order to simultaneously press against the pull bolt 140 with a cup base 186 and push it out of the holder 30 together with the steep taper.
Die Verschiebbarkeit des Ausstoßerbechers 182 erfolgt über eine koaxial zur Spindelachse 26 durch die Axialschubstange 68 hindurch verlaufende Druckstange 188, welche über eine Quertraverse 190 mit einer den hinterenThe ejector cup 182 is displaceable via a pressure rod 188 which runs coaxially to the spindle axis 26 through the axial push rod 68 and which is connected via a cross-member 190 to a rear
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zylindrischen Ansatz 72 des Spindelkörpers 36 umgebenen Topfhülse 192 verbunden ist, wobei die Topfhülse 192 hinter dem Antriebsritzel 106 liegt und eine nach hinten weisende Stirndruckfläche 194 aufweist.cylindrical projection 72 of the spindle body 36, wherein the cup sleeve 192 lies behind the drive pinion 106 and has a rearward-facing front pressure surface 194.
Zur Verschiebung des Ausstoßerbechers 182 ist die Stirndruckfläche 194 der Topfhülse 192 mit einer Druckrolle beaufschlagbar, welche ihrerseits an einem Querhebel 198 angeordnet ist, der einerseits drehbar am Spindelkasten gelagert ist und andererseits mit einer verlängerten Kolbenstange 200 eines Hubzylinders 202 verbunden ist, wobei die Kolbenstange 200 parallel zur Spindelachse 26 bewegbar ist.In order to move the ejector cup 182, the front pressure surface 194 of the cup sleeve 192 can be acted upon by a pressure roller, which in turn is arranged on a cross lever 198, which is rotatably mounted on the spindle box on the one hand and is connected to an extended piston rod 200 of a lifting cylinder 202 on the other hand, the piston rod 200 being movable parallel to the spindle axis 26.
Bei Bewegung der Kolbenstange 200 nach vorne in Richtung auf den Spindelkopf 100, liegt die Druckrolle 196 an der Stirndruckfläche 194 an und verschiebt die Topfhülse 192 bei weiterer Bewegung in Richtung auf den Spindelkopf ebenfalls in derselben Richtung, so daß die Druckstange 188 den Ausstoßerbecher 182 nach vorne, das heißt in Richtung auf den Anzugsbolzen 140 zu bewegt, wobei zunächst der Becherrand 184 an den Spannflächen 156 anliegend die Spannklötze 154 axial nach vorne und dann radial nach außen verschiebt und anschließend der Becherboden 186 am Anzugsbolzen 140 zur Anlage kommt und diesen mitsamt dem Steilkegel 28 aus der Aufnahme 30 herausschiebt. When the piston rod 200 moves forwards in the direction of the spindle head 100, the pressure roller 196 rests on the front pressure surface 194 and, as it moves further in the direction of the spindle head, also moves the cup sleeve 192 in the same direction, so that the pressure rod 188 moves the ejector cup 182 forwards, i.e. in the direction of the pull stud 140, whereby the cup edge 184 initially rests on the clamping surfaces 156 and moves the clamping blocks 154 axially forwards and then radially outwards, and then the cup base 186 comes to rest on the pull stud 140 and pushes it out of the holder 30 together with the steep taper 28.
In der zurückgezogenen Stellung des Hubzylinders 202 ist die Druckrolle 196 im Abstand von der Stirndruckfläche angeordnet, so daß die Werkzeugspindel 16 mitsamt der Topfhülse 192 frei drehen kann.In the retracted position of the lifting cylinder 202, the pressure roller 196 is arranged at a distance from the front pressure surface, so that the tool spindle 16 together with the cup sleeve 192 can rotate freely.
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Aufgrund der Anordnung des Ausstoßerbechers 182 koaxial zur Spindelachse 26 ist ein Ausstoßen des Werkzeugs 24 lediglich in der Ausgangsstellung, das heißt in der Stellung möglich, in welcher die Achse 50 mit der Spindelachse 26 zusammenfällt. Ferner erfolgt ein Ausstoßen des Werkzeugs 24 lediglich bei stillstehender Werkzeugspindel 16, so daß eine Beaufschlagung der Stirndruckfläche 194 durch die Druckrolle 196 ebenfalls lediglich bei stillstehender Werkzeugspindel 16 erfolgt.Due to the arrangement of the ejector cup 182 coaxially to the spindle axis 26, ejection of the tool 24 is only possible in the starting position, i.e. in the position in which the axis 50 coincides with the spindle axis 26. Furthermore, ejection of the tool 24 only occurs when the tool spindle 16 is stationary, so that the front pressure surface 194 is also only acted upon by the pressure roller 196 when the tool spindle 16 is stationary.
Die Zuführung von Hydraulikmedium zur Betätigung des Spannkolbens 144 in das drehende System des Spindelkörpers 36 erfolgt über eine Drehzuführung 210, welche stirnseitig an dem hinteren zylindrischen Absatz 72 angeordnet ist. Von dieser Drehzuführung wird eine im Spindelkasten 14 geführte Hydraulikleitung 212 mit einem zeichnerisch nicht dargestellten Kanal im Spindelkörper 36 verbunden, welcher von der Drehzuführung 210 durch den Spindelkörper 36 hindurch verläuft und in das Rohr 170 mündet.The supply of hydraulic medium for actuating the clamping piston 144 into the rotating system of the spindle body 36 takes place via a rotary feed 210, which is arranged on the front side of the rear cylindrical shoulder 72. From this rotary feed, a hydraulic line 212 guided in the spindle box 14 is connected to a channel in the spindle body 36 (not shown in the drawing), which runs from the rotary feed 210 through the spindle body 36 and opens into the pipe 170.
Ferner wird eine Hydraulikleitung 214 ebenfalls über die Drehzuführung 210 mit einer in dem Spindelkörper 36 verlaufenden Leitung verbunden, welche letztlich in den Zylinderraum 128 zur Betätigung der Zentrierzapfen 120 mündet.Furthermore, a hydraulic line 214 is also connected via the rotary feed 210 to a line running in the spindle body 36, which ultimately opens into the cylinder chamber 128 for actuating the centering pins 120.
Die Hydraulikleitungen 212 und 214 sind zu einer als Ganzes mit 216 bezeichneten Maschinensteuerung geführt, welche vorzugsweise eine numerische Maschinensteuerung ist. Ferner steuert die Maschinensteuerung 214 ebenfalls den Antrieb 212, den Hubzylinder 202 und den Verschiebeantrieb 92.The hydraulic lines 212 and 214 are led to a machine control system designated as a whole by 216, which is preferably a numerical machine control system. Furthermore, the machine control system 214 also controls the drive 212, the lifting cylinder 202 and the displacement drive 92.
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Insbesondere zur genauen Positionierung des Planschiebers 32 ist eine Erfassung des Verschiebewegs, welche dieser durchläuft, erforderlich. Hierzu ist eine der Schubstangen 84 mit einem als Ganzes mit 220 bezeichneten Längenmeßsystem verbunden, welches vorzugsweise einen fest und unverschieblich an der Schubstange 84 gehaltenen Maßstab 222 sowie eine fest am Spindelkasten 14 angeordnete Abfrageeinheit 224 umfaßt. Mit diesem Längenmeßsystem 220 ist die Maschinensteuerung 216 in der Lage, den genauen Weg, den die Schubstange 84 zurücklegt, und damit auch den genauen Weg, den der Planschieber 32 in Verschieberichtung 34 zurücklegt, zu erfassen.In particular, for the precise positioning of the facing slide 32, it is necessary to record the displacement path that it travels. For this purpose, one of the push rods 84 is connected to a length measuring system, designated as a whole by 220, which preferably comprises a scale 222 held firmly and immovably on the push rod 84 and a query unit 224 fixedly arranged on the spindle box 14. With this length measuring system 220, the machine control 216 is able to record the exact path that the push rod 84 travels and thus also the exact path that the facing slide 32 travels in the direction of displacement 34.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine sind alle Teile bis auf die Ausbildung der Schrägverzahnungen 58, 60 des Keilgetriebes mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch, so daß auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen wird.In a second embodiment of a machine tool according to the invention, all parts except for the design of the helical gears 58, 60 of the wedge gear are identical to those of the first embodiment, so that reference is made to the above explanations.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel stehen - wie in Fig. 7 dargestellt - die Zahnflanken der Schrägverzahnungen 58', 60' nicht alle parallel zueinander, sondern jede Zahnleiste 230 hat zwei einen Winkel, vorzugsweise von 60°, miteinander einschließende Zahnflanken 252, 254, wobei die ineinandergreifenden Zahnleisten 230 jeweils mit ihrer Spitze 236 mit Spiel in die jeweils andere Schrägverzahnung 58', 60' eingreifen. Damit ist dieses Keilgetriebe durch Gegeneinanderdrücken der Schrägverzahnungen 58', 60' spielfrei.In contrast to the first embodiment - as shown in Fig. 7 - the tooth flanks of the helical gears 58', 60' are not all parallel to one another, but each toothed strip 230 has two tooth flanks 252, 254 that form an angle, preferably of 60°, with the intermeshing toothed strips 230 each engaging with their tip 236 with play in the other helical gear 58', 60'. This means that this wedge gear is free of play due to the helical gears 58', 60' being pressed against one another.
Claims (1)
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Verschiebeantrieb (86, 88, 90) zum Verstellen des
Planschiebers (32) vorgesehen ist, mit welchem die Aufnahme (30) in beliebigen Stellungen zwischen einer zur Spindelachse (26) koaxialen Ausgangsstellung und einer maximal verschobenen Stellung positionierbar ist.tool spindle (32) and that a
Sliding drive (86, 88, 90) for adjusting the
A face slide (32) is provided, with which the holder (30) can be positioned in any position between a starting position coaxial with the spindle axis (26) and a maximum displaced position.
Ansprüche 2 bis 33 ausgebildet ist.35. Spindle arrangement according to claim 34, characterized in that it is designed according to one or more of the
Claims 2 to 33.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9007396U DE9007396U1 (en) | 1990-03-10 | 1990-03-10 | Machine tool |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9007396U DE9007396U1 (en) | 1990-03-10 | 1990-03-10 | Machine tool |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9007396U Expired - Lifetime DE9007396U1 (en) | 1990-03-10 | 1990-03-10 | Machine tool |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9007396U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| IT201800004836A1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-10-24 | FACING PLATFORM WITH HIGH PERFORMANCE | |
| DE102019102158B4 (en) | 2019-01-29 | 2022-01-20 | Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh | Facing head and method for clamping and releasing a tool in or from a tool holder of the facing head |
-
1990
- 1990-03-10 DE DE9007396U patent/DE9007396U1/en not_active Expired - Lifetime
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| CN112004627A (en) * | 2018-04-24 | 2020-11-27 | 欧迈格有限责任公司 | High-performance facing head |
| US11491553B2 (en) | 2018-04-24 | 2022-11-08 | O.M.G. S.R.L. | High-performance facing head |
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| DE102019102158B4 (en) | 2019-01-29 | 2022-01-20 | Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh | Facing head and method for clamping and releasing a tool in or from a tool holder of the facing head |
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