DE102017121294A1 - Spindle unit for machine tools - Google Patents

Spindle unit for machine tools Download PDF

Info

Publication number
DE102017121294A1
DE102017121294A1 DE102017121294.9A DE102017121294A DE102017121294A1 DE 102017121294 A1 DE102017121294 A1 DE 102017121294A1 DE 102017121294 A DE102017121294 A DE 102017121294A DE 102017121294 A1 DE102017121294 A1 DE 102017121294A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spindle
unit according
spindle unit
rotor element
annular gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102017121294.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102017121294B4 (en
Inventor
Olaf Metze
Udo Langer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Berg and Co GmbH
Original Assignee
Berg and Co GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Berg and Co GmbH filed Critical Berg and Co GmbH
Priority to DE102017121294.9A priority Critical patent/DE102017121294B4/en
Publication of DE102017121294A1 publication Critical patent/DE102017121294A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102017121294B4 publication Critical patent/DE102017121294B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/26Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
    • B23B31/261Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
    • B23B31/265Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank by means of collets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B23Q1/0018Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means
    • B23Q1/0027Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means between moving parts between which an uninterrupted energy-transfer connection is maintained
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/12Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
    • B23Q11/126Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
    • B23Q11/127Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only for cooling motors or spindles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

Spindeleinheit für Werkzeugmaschinen, mit einer Spindel, die drehbar in einem Spindelgehäuse gelagert ist und kopfseitig eine Spanneinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeugs umfasst und in welcher eine Zugstange zur Betätigung der Spanneinrichtung einliegt, wobei das hinteres Ende der Zugstange verschiebbar innerhalb eines Rotorelements gehalten wird, das gemeinsam mit der Spindel und der Zugstange drehbar in einem statischen Gehäuseteil durch ein Wälzlager gelagert ist, sowie einer Drehdurchführung für Druckluft von der Rückseite zur Kopfseite der Spindel, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung einen hinteren Luftkanalabschnitt umfasst, der sich gegenüber der Spindelachse versetzt durch den Gehäuseteil erstreckt und sich in einen vor dem Rotorelement gelegenen Raum öffnet, und eine Dichtung ist zur Abdichtung des Wälzlagers gegen den Raum angeordnet.

Figure DE102017121294A1_0000
Spindle unit for machine tools, with a spindle which is rotatably mounted in a spindle housing and the head side comprises a clamping device for receiving a tool and in which a pull rod for actuating the clamping device rests, wherein the rear end of the pull rod is slidably held within a rotor member which together with the spindle and the tie rod rotatably mounted in a static housing part by a rolling bearing, and a rotary feedthrough for compressed air from the back to the head side of the spindle, characterized in that the rotary feedthrough comprises a rear air duct section which is offset from the spindle axis by the housing part extends and opens in a space located in front of the rotor element, and a seal is arranged to seal the rolling bearing against the space.
Figure DE102017121294A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spindeleinheit für Werkzeugmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a spindle unit for machine tools, according to the preamble of claim 1.

Derartige Spindeleinheiten sind beispielsweise aus EP 2 881 200 A1 oder EP 2 554 301 A1 bekannt. Sie umfassen jeweils eine Spindel, die drehbar in einem Spindelgehäuse gelagert ist und an ihrer Kopfseite eine Spanneinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeugs umfasst. Diese Spanneinrichtung wird mittels einer Zugstange betätigt, die axial in der Spindel einliegt. Als Antrieb für die Zugstange dient ein hydraulisch angetriebener Ringzylinderkolben. Das hintere Ende der Zugstange wird verschiebbar in einem Rotorelement gehalten, welches in einen feststehenden Gehäuseteil gelagert ist und mit der Spindel und der Zugstange derart gekoppelt ist, dass es gemeinsam mit diesen Teilen rotiert.Such spindle units are for example made EP 2 881 200 A1 or EP 2 554 301 A1 known. They each comprise a spindle which is rotatably mounted in a spindle housing and comprises on its head side a clamping device for receiving a tool. This clamping device is actuated by means of a pull rod, which rests axially in the spindle. The drive for the drawbar is a hydraulically driven ring-cylinder piston. The rear end of the pull rod is slidably held in a rotor member which is journalled in a fixed housing part and coupled to the spindle and the pull rod so as to rotate together with these parts.

Durch die Spindeleinheit muss sowohl ein flüssiger Kühlschmierstoff als auch Druckluft geführt werden, die zum Ausblasen und Reinigen der Spanneinrichtung beim Werkzeugwechsel dient, aber auch als Steuerluft und Tastluft zur sensorischen Ermittlung einer Werkzeuganlage an der Spanneinrichtung dienen kann. Hierbei stellt sich das komplexe Problem einer Drehdurchführung für beide Medien, also den flüssigen Schmierstoff und die Druckluft, durch die Spindeleinheit zur Spanneinrichtung.Through the spindle unit, both a liquid coolant and compressed air must be performed, which serves to blow and clean the clamping device when changing tools, but can also serve as control air and sensing air for sensory detection of a tool attachment to the clamping device. Here, the complex problem of a rotary feedthrough for both media, so the liquid lubricant and the compressed air through the spindle unit to the clamping device.

Bei dem eingangs genannten Stand der Technik wird ein einziger axialer Fluidkanal für beide Medien genutzt. Diese Lösung ist konstruktiv einfach, weist jedoch unakzeptable Nachteile auf. Beispielsweise muss beim Umschalten von Kühlschmierstoff auf Druckluft zunächst der Fluidkanal über seine gesamte axiale Länge frei geblasen werden. Dies führt zwangsläufig zu Verunreinigungen der Umgebung. Die Verluste an Kühlschmierstoff sind relativ hoch, und bestimmte Schmierstoffsysteme lassen sich hierbei nicht nutzen. Überdies ist in EP 2 554 301 A1 und EP 2 881 200 A1 eine Verwendung der Druckluft als Tastluft für die Werkzeuganlagekontrolle schwierig zu realisieren.In the aforementioned prior art, a single axial fluid channel is used for both media. This solution is structurally simple, but has unacceptable disadvantages. For example, when switching from cooling lubricant to compressed air, the fluid channel must first be blown freely over its entire axial length. This inevitably leads to contamination of the environment. The losses of cooling lubricant are relatively high, and certain lubricant systems can not be used here. Moreover, in EP 2 554 301 A1 and EP 2 881 200 A1 a use of compressed air as Tastluft for the tool control system difficult to realize.

Es wurde daher nach Möglichkeiten gesucht, die beiden unterschiedlichen Fluids in voneinander getrennten Kanälen zu führen. Beispielsweise ist eine Lösung bekannt, in welcher einer der beiden Fluidkanäle axial versetzt zu einem weiteren, entlang der Spindelachse verlaufenden Fluidkanal sich durch die Spindel erstreckt. Aufgrund der relativ großen Länge der Spindel muss zu diesem Zweck eine entsprechend tiefe Bohrung im Spindelkörper hergestellt werden. Dies ist technisch aufwendig und birgt die Gefahr von hohen Kosten und Zeitverlusten bei der Herstellung, welche dadurch entstehend können, dass der Bohrer während des Bohrens abbricht und das zu bearbeitende Bauteil nicht mehr verwendet werden kann. Zudem ist keine konstruktive Lösung für einen zusätzlichen Fluidkanal bekannt, die sich mit einem im hinteren Ende der Spindeleinheit in einem statischen Gehäuseteil gelagerten Rotorelement zur Aufnahme der Zugstange vereinbaren lässt, durch die der axiale Fluidkanal geführt wird.It was therefore sought ways to lead the two different fluids in separate channels. For example, a solution is known in which one of the two fluid channels axially offset from another, extending along the spindle axis fluid channel extends through the spindle. Due to the relatively large length of the spindle a correspondingly deep hole in the spindle body must be made for this purpose. This is technically complicated and involves the risk of high costs and time losses during production, which can result from the fact that the drill breaks off during drilling and the component to be machined can no longer be used. In addition, no constructive solution for an additional fluid channel is known, which can be arranged with a mounted in the rear end of the spindle unit in a static housing part rotor member for receiving the tie rod, through which the axial fluid channel is guided.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beim Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen und eine Spindeleinheit der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass unterschiedliche Medien, also insbesondere Kühlschmierstoff und Druckluft, der Spanneinrichtung an der Kopfseite der Spindel unter Verringerung des Konstruktionsaufwands zuverlässig und unproblematisch zugeleitet werden können.It is therefore an object of the present invention to solve the problems occurring in the prior art and to further develop a spindle unit of the type mentioned above that different media, ie in particular cooling lubricant and compressed air, the clamping device on the head side of the spindle while reducing the Design effort can be reliably and easily supplied.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spindeleinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a spindle unit with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß weist die Drehdurchführung der Spindeleinheit einen hinteren Luftkanalabschnitt auf, der sich gegenüber der Spindelachse versetzt durch den statischen Gehäuseteil erstreckt und sich in einem Raum öffnet, der axial vor dem Rotorelement liegt. Das Wälzlager, durch welches das Rotorelement in dem statischen Gehäuseteil drehbar gelagert ist, lässt sich gegen diesen Raum durch eine Dichtung abdichten.According to the invention, the rotary feedthrough of the spindle unit has a rear air duct section, which extends offset relative to the spindle axis through the static housing part and opens in a space which lies axially in front of the rotor element. The rolling bearing, by which the rotor element is rotatably mounted in the static housing part, can be sealed against this space by a seal.

Diese Dichtung ist vor dem Rotorelement angeordnet und ist somit von dessen Vorderseite her in Richtung der Rückseite der Spindeleinheit mit Druck beaufschlagbar. Die Dichtung kann beispielsweise als Membran oder Gleitscheibe ausgebildet sein, die sich bei Druckbeaufschlagung des vor dem Rotorelement gelegenen Raums mit einem radial äußeren Randbereich an eine innere Schulter des Gehäuseteils und mit einem radial inneren Randbereich an einen äußeren ringförmigen Schulterbereich des Rotorelements anlegt. Ein Vorteil bei der Konstruktion und bei der Wartung des Rotorelements ergibt sich dadurch, dass dieses von der Rückseite der Spindeleinheit her zugänglich bleibt, beispielsweise über einen vergleichsweise einfach zu öffnenden Deckel.This seal is arranged in front of the rotor element and thus can be acted upon by pressure from its front side in the direction of the rear side of the spindle unit. The seal may be formed, for example, as a diaphragm or sliding disk, which bears against an inner shoulder of the housing part and with a radially inner edge region on an outer annular shoulder region of the rotor element with pressurization of the space located in front of the rotor element with a radially outer edge region. An advantage in the design and maintenance of the rotor element results from the fact that it remains accessible from the back of the spindle unit, for example via a comparatively easy-to-open lid.

Ein radialer Spalt zwischen dem Rotorelement und dem statischem Gehäuseteil, in dem das Rotorelement gelagert ist, lässt sich durch diese Dichtung zuverlässig abdichten, und ein Austreten von Druckluft nach hinten in Richtung des Wälzlagers wird zumindest weitgehend unterbunden. Aufgrund der axial versetzten Anordnung des hinteren Luftkanalabschnitts bleibt die Möglichkeit offen, einen weiteren Fluidkanal in konventioneller Weise axial entlang der Spindelachse durch das Rotorelement und die Zugstange nach vorn zur Spanneinrichtung zu führen, also in einem von der erfindungsgemäßen Drehdurchführung getrennten Kanal. Aus dem Raum, der vor dem Rotorelement gelegen ist, kann die durch den Gehäuseteil eingeleitete Druckluft dann in vergleichsweise einfacher Weise nach vorn weitergeführt werden. Tiefe Bohrungen durch den Spindelkörper sind bei dieser Konstruktion nicht mehr erforderlich.A radial gap between the rotor element and the static housing part in which the rotor element is mounted, can be reliably sealed by this seal, and leakage of compressed air to the rear in the direction of the rolling bearing is at least largely prevented. Due to the axially offset arrangement of the rear air duct section, the possibility remains open, a further fluid channel in a conventional manner axially along the spindle axis through the rotor element and the pull rod forwards To perform clamping device, ie in a separate from the rotary feedthrough invention channel. From the space located in front of the rotor element, the compressed air introduced through the housing part can then be continued forward in a comparatively simple manner. Deep holes through the spindle body are no longer required in this construction.

Die Drehdurchführung für die Druckluft bildet erfindungsgemäß ein eigenes Kanalsystem, das zusätzlich zu einem axialen Fluidkanal für Kühlmittelschmierstoff auf der Spindelachse vorgesehen wurde. Hierdurch lassen sich die Nachteile des Standes der Technik vermeiden, die etwa beim Umschalten von Kühlmittelzufuhr auf Druckluftzufuhr auftreten können. Die Implementierung eines Tastluftsystems wird wesentlich vereinfacht.The rotary feedthrough for the compressed air according to the invention forms its own channel system, which was provided in addition to an axial fluid channel for coolant lubricant on the spindle axis. As a result, the disadvantages of the prior art can be avoided, which may occur when switching from coolant supply to compressed air supply. The implementation of a touch-air system is considerably simplified.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the present invention will become apparent from the dependent claims.

Vorzugsweise umfasst die Drehdurchführung einen vorderen Luftkanalabschnitt, der sich von dem Raum, der vor dem Rotorelement liegt, ausgehend nach vorn erstreckt und einen Ringspalt umfasst, der zylindrisch innerhalb der Spindel angeordnet ist. Die Druckluft wird damit beispielsweise zwischen inneren und äußeren Teilen der Spindel nach vorn geleitet, wobei ein radialer Zwischenraum zwischen diesen Teilen zur Durchleitung genutzt wird.The rotary feedthrough preferably comprises a front air duct section, which extends forwardly from the space located in front of the rotor element and comprises an annular gap, which is arranged cylindrical within the spindle. The compressed air is thus forwarded, for example, between the inner and outer parts of the spindle forward, with a radial gap between these parts is used for passage.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Federpaket auf der Zugstange angeordnet, das zwischen einem vorderen Anschlag eines inneren Spindelwellenteils und einem hinteren Anschlag eines radial erweiterten Abschnitts der Zugstange einliegt und die Zugstange nach hinten spannt, wobei der vordere Luftkanalabschnitt mindestens einen hinteren Verbindungsabschnitt umfasst, der sich durch den radial erweiterten Abschnitt der Zugstange erstreckt und den vor dem Rotorelement gelegenen Raum mit dem Ringspalt verbindet.According to a further preferred embodiment of the present invention, a spring assembly is arranged on the drawbar, which rests between a front stop of an inner spindle shaft part and a rear stop of a radially expanded portion of the tie rod and biases the pull rod backwards, wherein the front air duct section at least one rear connecting portion which extends through the radially expanded portion of the tie rod and connects the space located in front of the rotor element with the annular gap.

Weiter vorzugsweise ist der Ringspalt zwischen dem äußeren Umfang des Federpakets und einem äußeren Spindelwellenteil angeordnet.Further preferably, the annular gap between the outer periphery of the spring assembly and an outer spindle shaft part is arranged.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Federpaket in einem zylindrischen Abschnitt des inneren Spindelwellenteils ein, und der Ringspalt ist zwischen dem inneren Spindelwellenteil und dem äußeren Spindelwellenteil angeordnet.According to another preferred embodiment of the present invention, the spring pack is located in a cylindrical portion of the inner spindle shaft portion, and the annular gap is disposed between the inner spindle shaft portion and the outer spindle shaft portion.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der innere Spindelwellenteil ein in den äußeren Spindelwellenteil eingeschobenes Bauteil.According to a preferred embodiment of the invention, the inner spindle shaft part is an inserted into the outer spindle shaft part component.

Weiter vorzugsweise umfasst der vordere Luftkanalabschnitt eine Anzahl von Verteilerkanälen, die sternförmig um die Spindelachse herum angeordnet sind und deren vordere Enden sich zur Kopfseite der Spindel öffnen und deren hintere Enden mit dem Ringspalt kommunizieren.Further preferably, the front air duct section comprises a number of distribution channels, which are arranged in a star shape around the spindle axis and whose front ends open to the head side of the spindle and whose rear ends communicate with the annular gap.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung münden die hinteren Enden der Verteilerkanäle in einen Ringkanal, der sich um die Spindelachse herum erstreckt und mit dem Ringspalt kommuniziert.According to a further preferred embodiment of the invention, the rear ends of the distribution channels open into an annular channel which extends around the spindle axis and communicates with the annular gap.

Weiter vorzugsweise kommunizieren die hinteren Enden der Verteilerkanäle mit dem Ringspalt durch mindestens einen vorderen Verbindungsabschnitt, in welchem ein Rückschlagventil angeordnet ist. Dieses Rückschlagventil öffnet sich ausschließlich bei einer Beaufschlagung von Druckluft von der Seite des Ringspalts her.Further preferably, the rear ends of the distribution channels communicate with the annular gap through at least one front connecting portion, in which a check valve is arranged. This check valve opens only when pressurized air is applied from the side of the annular gap.

Vorzugsweise mündet der mindestens eine vordere Verbindungsabschnitt mit seinem vorderen Ende in den Ringkanal.The at least one front connecting section preferably opens with its front end into the annular channel.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Spindeleinheit einen Ringzylinderkolben, der in der Spindel hinter dem radial erweiterten Abschnitt der Zugstange zwischen einer vorgeschobenen Position, in der er mit einer kopfseitigen Dichtfläche gegen den radial erweiterten Abschnitt der Zugstange gerückt ist, und einer zurückgezogenen, vom radial erweiterten Abschnitt entfernten Position axial verschiebbar gelagert ist, wobei er in der vorgeschobenen Position den vor dem Rotorelement gelegenen Raum radial nach außen abdichtet. Durch diesen Ringzylinderkolben kann die Zugstange zu einer linearen Verschiebebewegung angetrieben werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the spindle unit comprises a ring-cylinder piston which is located in the spindle behind the radially expanded portion of the drawbar between an advanced position in which it is moved with a head-side sealing surface against the radially expanded portion of the drawbar, and a retracted, From the radially extended portion remote position is axially slidably mounted, wherein it seals the space located in front of the rotor element radially outward in the advanced position. Through this ring cylinder piston, the pull rod can be driven to a linear displacement movement.

Weiter vorzugsweise ist der statische Gehäuseteil rückseitig durch einen Deckel verschlossen, wobei zwischen dem Deckel und dem Rotorelement ein Gleitelement einliegt, das mit einer Gleitfläche am Rotorelement anliegt.Further preferably, the static housing part is closed at the back by a cover, wherein between the cover and the rotor element, a sliding element rests, which rests with a sliding surface on the rotor element.

Der statische Gehäuseteil und das Rotorelement sind vorzugsweise rückseitig in die Spindel eingeschoben. Damit sind sie leicht von der Rückseite der Spindel her zugänglich, etwa für Wartungs- oder Austauscharbeiten.The static housing part and the rotor element are preferably pushed back into the spindle. Thus, they are easily accessible from the back of the spindle, such as for maintenance or replacement work.

Die erfindungsgemäße Spindeleinheit umfasst weiter vorzugsweise eine Tauchspule als Wegaufnehmer mit einem Targetring zur Messung der axialen Verschiebeposition der Zugstange.The spindle unit according to the invention further preferably comprises a plunger coil as a displacement transducer with a Targetring for measuring the axial displacement position of the drawbar.

Vorzugsweise ist diese Tauchspule in dem vor dem Rotorelement gelegenen Raum angeordnet ist. Diese bietet den Vorteil, dass die Tauchspule von der Druckluft umströmt werden kann, die in den Raum eingeleitet wird, und durch diese gekühlt wird. Preferably, this plunger coil is arranged in the space located in front of the rotor element. This has the advantage that the plunger can be flowed around by the compressed air, which is introduced into the room, and is cooled by this.

Die Spindeleinheit umfasst gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen axialen Fluidkanal, der sich entlang der Spindelachse durch das Rotorelement und die Zugstange bis zur Spanneinrichtung erstreckt.The spindle unit according to a further preferred embodiment of the invention comprises an axial fluid channel which extends along the spindle axis through the rotor element and the pull rod to the clamping device.

Es wird angemerkt, dass sich die Begriffe „vorn“, „hinten“, „kopfseitig“, „rückseitig“ und dergleichen auf eine Anordnung der Spanneinrichtung an der Kopfseite, also der Vorderseite der Spindel beziehen, während die Rückseite der Spindeleinheit die von der Spanneinrichtung abgewandte Seite der Spindeleinheit darstellt.It is noted that the terms "front", "rear", "head", "back" and the like refer to an arrangement of the tensioning device on the head side, ie the front of the spindle, while the back of the spindle unit that of the tensioning device opposite side of the spindle unit represents.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

  • 1 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spindeleinheit, wobei im oberen und im unteren Teil unterschiedliche Arbeitsstellungen der Spindeleinheit dargestellt sind; und
  • 2 ist eine vergrößerte Detailansicht aus 1.
In the following, a preferred embodiment of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
  • 1 is a longitudinal section through an embodiment of a spindle unit according to the invention, wherein in the upper and in the lower part different working positions of the spindle unit are shown; and
  • 2 is an enlarged detail view 1 ,

1 zeigt eine Spindeleinheit 10 für eine nicht näher dargestellte Werkzeugmaschine. Sie dient dazu, an ihrem kopfseitigen oder vorderen Ende (in 1 links) ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung aufzunehmen. Das rückseitige Ende der Spindeleinheit 10 befindet sich in 1 somit rechts. Die Spindelachse A steht hier horizontal. 1 shows a spindle unit 10 for a machine tool, not shown. It serves to be at its head-end or front end (in 1 left) to record a tool for machining. The back end of the spindle unit 10 is located in 1 thus right. The spindle axis A is horizontal here.

Die Spindeleinheit 10 umfasst eine Spindel 12, die um eine Drehachse (in 1 horizontal) drehbar in einem Spindelgehäuse 14 gelagert ist. Entsprechende Wälzlager am kopfseitigen und hinteren Ende der Spindel 12 sind mit 16 und 18 bezeichnet. Ein entsprechender Antrieb zur Drehung der Spindel 12 ist in 1 nicht näher dargestellt und umfasst einen Rotor auf dem äußeren Umfang der Spindel 12, der durch einen elektromagnetischen Stator angetrieben wird.The spindle unit 10 includes a spindle 12 around a rotation axis (in 1 horizontally) rotatable in a spindle housing 14 is stored. Corresponding bearings on the head and tail of the spindle 12 are with 16 and 18 designated. A corresponding drive for rotating the spindle 12 is in 1 not shown in detail and includes a rotor on the outer circumference of the spindle 12 which is powered by an electromagnetic stator.

Die Spindel 12 umfasst an ihrer Kopfseite eine Spanneinrichtung 20 zur Aufnahme eines Werkzeugs. Diese Spanneinrichtung lässt sich durch eine Zugstange 22 betätigen, die sich entlang der Spindelachse A mittig durch die Spindel 12 hindurch erstreckt. An ihrem hinteren Ende 24 ist die Zugstange 22 in einem Rotorelement 26 gehalten, das um die Spindelachse A drehbar in einem statischen Gehäuseteil 28 einliegt (im Folgenden einfach als „Gehäuseteil“ bezeichnet). Wälzlager 30 dienen zur drehbaren Lagerung des Rotorelements 26 innerhalb des Gehäuseteils 28.The spindle 12 comprises on its head side a clamping device 20 for holding a tool. This clamping device can be by a pull rod 22 Press, along the spindle axis A centered by the spindle 12 extends through. At the back end 24 is the drawbar 22 in a rotor element 26 held, which is rotatable about the spindle axis A in a static housing part 28 rests (hereinafter simply referred to as "housing part"). roller bearing 30 serve for the rotatable mounting of the rotor element 26 within the housing part 28 ,

Die Zugstange 22 ist entlang der Spindelachse A verschiebbar zwischen einer zum Kopfende, also zur Spanneinrichtung 20 vorgeschobenen Stellung, die in der oberen Hälfte von 1 dargestellt ist, und einer zurückgezogenen Stellung, die in der unteren Hälfte von 1 dargestellt ist und in welcher die Zugstange 22 zum rückseitigen Ende der Spindel 12 gezogen ist. Das hintere Ende 24 der Zugstange 22 ist somit linear verschiebbar im Rotorelement 26 gehalten, jedoch derart, dass die Zugstange 22 gemeinsam mit der Spindel 12 und dem Rotorelement 26 drehbar ist.The drawbar 22 is along the spindle axis A slidable between a head end, so the clamping device 20 advanced position, which in the upper half of 1 is shown, and a retracted position, in the lower half of 1 is shown and in which the drawbar 22 to the back end of the spindle 12 is drawn. The back end 24 the drawbar 22 is thus linearly displaceable in the rotor element 26 held, however, such that the drawbar 22 together with the spindle 12 and the rotor element 26 is rotatable.

Die Zugstange 22 liegt in einem statischen Ringzylinder 32 ein. Dieser umfasst eine Tauchspule 34 als Wegaufnehmer, in der ein auf der Zugstange 22 angeordneter Targetring 36 zur Messung einer induktiven Änderung und damit der axialen Verschiebeposition der Zugstange 22 positioniert ist. Abweichend von dieser Ausführungsform können auch andere Arten von Wegaufnehmern anstelle der Tauchspule verwendet werden.The drawbar 22 lies in a static ring cylinder 32 one. This includes a plunger coil 34 as a transducer, in the one on the drawbar 22 arranged target ring 36 for measuring an inductive change and thus the axial displacement position of the drawbar 22 is positioned. Different from this embodiment, other types of transducers can be used instead of the plunger coil.

Im Einzelnen weist die Zugstange 22 einen hinteren Abschnitt 38 auf, der in dem Ringzylinder 32 mit der Tauchspule 34 einliegt und sich bis zu dem Ende 24 der Zugstange 22 erstreckt. Dieser hintere Abschnitt 38 hat einen relativ kleinen Durchmesser und geht nach vorn in einen radial erweiterten Abschnitt 40 über, der nach außen gegen einen äußeren Spindelwellenteil 42 abgedichtet ist. An diesen radial erweiterten Abschnitt 40 schließt sich nach vorn ein vorderer Abschnitt der Zugstange 22 an, der sich bis zur Spanneinrichtung 20 erstreckt. Wird die Zugstange 22 nach vorn geschoben, öffnen sich die Spannsegmente 44 der Spanneinrichtung 20 zur Aufnahme eines Werkzeugs. Durch ein Zurückziehen der Zugstange 22 werden diese Spannsegmente 44 mit ihren vorderen Enden radial nach außen gedrückt, um das Werkzeug einzuspannen.In detail, the drawbar 22 a back section 38 up in the ring cylinder 32 with the plunger coil 34 lingers and gets to the end 24 the drawbar 22 extends. This rear section 38 has a relatively small diameter and goes forward in a radially expanded section 40 over, which outwardly against an outer spindle shaft part 42 is sealed. At this radially expanded section 40 closes forward a front section of the drawbar 22 on, which is up to the clamping device 20 extends. Will the drawbar 22 pushed forward, the clamping segments open 44 the clamping device 20 for holding a tool. By pulling back the drawbar 22 become these clamping segments 44 pressed with their front ends radially outward to clamp the tool.

Um den vorderen Abschnitt der Zugstange 22 herum ist ein Federpaket 46 angeordnet, das in einem zylindrischen Raum innerhalb eines inneren Spindelwellenteils 48 einliegt. Dieser innere Spindelwellenteil 48 ist von hinten koaxial in den äußeren Spindelwellenteil 42 eingeschoben und an seinem vorderen Ende gegen diesen abgedichtet. Entlang seiner Erstreckung verbleibt zwischen dem inneren Spindelwellenteil 48 und dem äußeren Spindelwellenteil 42 ein Ringspalt 50, dessen Funktion noch näher beschrieben werden soll. Der innere Spindelwellenteil 48 erstreckt sich nach hinten bis zum radial erweiterten Abschnitt 40 der Zugstange 22.Around the front section of the drawbar 22 around is a spring package 46 arranged in a cylindrical space within an inner spindle shaft part 48 rests. This inner spindle shaft part 48 is coaxial from the rear into the outer spindle shaft part 42 inserted and sealed at its front end against this. Along its extension remains between the inner spindle shaft part 48 and the outer spindle shaft part 42 an annular gap 50 whose function will be described in more detail. The inner spindle shaft part 48 extends rearward to the radially expanded portion 40 the drawbar 22 ,

Das vordere Ende 52 des inneren Spindelwellenteils 48 umschließt die Zugstange 22 dicht, jedoch derart, dass die Zugstange 22 axial verschiebbar beweglich bleibt. Dieses vordere Ende 52 bildet einen vorderen Anschlag für das Federpaket 46, das zwischen diesem vorderen Anschlag und einem hinteren Anschlag am radial erweiterten Abschnitt 40 der Zugstange 22 einliegt. Das Federpaket 46 spannt somit die Zugstange 22 nach hinten, und diese kann nur gegen den Druck des Federpakets 46 nach vorn gedrückt werden, wie der Vergleich der gespannten Stellung mit der gelösten Stellung der Spanneinrichtung 20 in 1 oben und unten zeigt. Aufgrund einer Abstufung lässt sich der radial erweiterte Abschnitt 40 der Zugstange 22 teilweise von hinten in den inneren Spindelwellenteil 48 einschieben. The front end 52 of the inner spindle shaft part 48 encloses the drawbar 22 tight, but such that the drawbar 22 remains axially movable movable. This front end 52 forms a front stop for the spring assembly 46 that is between this front stop and a rear stop on the radially expanded section 40 the drawbar 22 rests. The spring package 46 thus tensioning the drawbar 22 to the rear, and this can only against the pressure of the spring package 46 pressed forward, such as the comparison of the cocked position with the released position of the clamping device 20 in 1 shows above and below. Due to a gradation can be the radially expanded section 40 the drawbar 22 partly from the back into the inner spindle shaft part 48 Push.

Zwischen dem radial erweiterten Abschnitt 40 der Zugstange 22 und dem Rotorelement 26 öffnet sich innerhalb des äußeren Spindelwellenteils 42 ein Raum 54 um den hinteren Abschnitt 38 der Zugstange 22 herum, in welchem auch der Ringzylinder 32 angeordnet ist. In diesem Raum 54 ist ein Ringzylinderkolben 56 um den Ringzylinder 32 herum axial verschiebbar angeordnet. Der Ringzylinderkolben 56 dient als Antrieb der Zugstange 22 und lässt sich aus einer axial zurückgezogenen Position, die in 1 unten dargestellt ist, hydraulisch in eine vorgeschobene Position vorschieben (1 oben), in der er mit einer kopfseitigen Dichtfläche 58 an der Rückseite des radial erweiterten Abschnitts 40 der Zugstange 22 anliegt und diese nach vorn schiebt. Der Raum 54 wird durch die Dichtfläche 58 des Ringzylinderkolbens 56 radial nach außen abgedichtet.Between the radially expanded section 40 the drawbar 22 and the rotor element 26 opens inside the outer spindle shaft part 42 a room 54 around the back section 38 the drawbar 22 around, in which also the ring cylinder 32 is arranged. In this room 54 is a ring cylinder piston 56 around the ring cylinder 32 arranged axially displaceable around. The ring cylinder piston 56 serves as a drive of the drawbar 22 and can be from an axially retracted position in 1 shown below, hydraulically advance to an advanced position ( 1 above), in which he has a head-side sealing surface 58 at the rear of the radially expanded portion 40 the drawbar 22 is present and this pushes forward. The space 54 is through the sealing surface 58 of the ring cylinder piston 56 sealed radially outward.

Die Anordnung des Ringzylinders 32 mit der Tauchspule 34 in diesem Raum 54 bietet den Vorteil, dass die Druckluft, die den Raum 54 durchströmt, auch die Tauchspule 34 umströmen kann und zur Kühlung derselben dient.The arrangement of the ring cylinder 32 with the plunger coil 34 in this room 54 offers the advantage of having the compressed air that covers the room 54 flows through, including the plunger coil 34 can flow around and serves to cool the same.

Die Spindeleinheit 10 weist zwei Fluidkanäle zur Durchführung unterschiedlicher Fluids von der Rückseite zur kopfseitigen Spanneinrichtung 20 auf, nämlich einen axialen Fluidkanal 60, der sich entlang der Spindelachse A durch das Rotorelement 26 und die Zugstange 22 zu einer kopfseitigen Öffnung 62 an der Spanneinrichtung 20 erstreckt, sowie einen zusätzlichen Fluidkanal mit einer Drehdurchführung für Druckluft von der Rückseite zur Kopfseite der Spindel 12. Diese beiden Fluidkanäle verlaufen voneinander getrennt.The spindle unit 10 has two fluid channels for carrying different fluids from the back to the head-side clamping device 20 on, namely an axial fluid channel 60 moving along the spindle axis A through the rotor element 26 and the drawbar 22 to a head-side opening 62 at the clamping device 20 extends, and an additional fluid channel with a rotary feedthrough for compressed air from the back to the head side of the spindle 12 , These two fluid channels are separated from each other.

Die Drehdurchführung für die Druckluft umfasst einen hinteren Luftkanalabschnitt 64, der sich gegenüber der Spindelachse A versetzt durch den Gehäuseteil 28 erstreckt. Im Einzelnen umfasst dieser hintere Luftkanalabschnitt 64 (siehe die vergrößerte Ansicht in 2) einen ersten Teilabschnitt 68, der axial nach hinten in einen radialen Flansch 66 des Gehäuseteils 28 hinein führt, einen sich daran anschließenden zweiten Teilabschnitt 70, der sich radial in Richtung der Spindelachse A erstreckt, und einen sich daran anschließenden dritten Teilabschnitt 72, der sich vom hinteren Ende des Gehäuseteils 28 axial am Rotorelement 26 vorbei bis zu einem Öffnungsabschnitt 74 erstreckt, der radial nach innen weist und zum Raum 54 vor dem Rotorelement 26 hin offen ist. Der hintere Luftkanalabschnitt 64 der Drehdurchführung für die Druckluft ist somit zu diesem Raum 54 hin geöffnet und beaufschlagt diesen mit Druckluft, die aus dem Raum 54 durch einen vorderen Luftkanalabschnitt 65 weiter nach vorn geführt werden kann.The rotary feedthrough for the compressed air comprises a rear air duct section 64 , which is offset from the spindle axis A by the housing part 28 extends. In particular, this rear air duct section comprises 64 (see the enlarged view in 2 ) a first section 68 axially rearward into a radial flange 66 of the housing part 28 leads into it, an adjoining second section 70 that extends radially in the direction of the spindle axis A extends, and an adjoining third section 72 extending from the rear end of the housing part 28 axially on the rotor element 26 over to an opening section 74 extends, which points radially inward and to the room 54 in front of the rotor element 26 is open. The rear air duct section 64 The rotary feedthrough for the compressed air is thus to this room 54 opened and charged with compressed air, which from the room 54 through a front air duct section 65 can be led further forward.

Nach hinten ist dieser Raum 54 gegen das Wälzlager 30, durch welches das Rotorelement 26 drehbar in dem Gehäuseteil 28 gelagert ist, durch eine Dichtung 76 in Form einer Membran oder Dichtscheibe abgedichtet. Diese Dichtung 76 weist an ihrer Rückseite eine Dichtfläche auf, deren radial innerer Teil einer radial äußeren Schulter des Rotorelements 26 zugewandt ist. Der radial äußere Teil der Dichtfläche ist einer entsprechenden radial inneren Schulter des Gehäuseteils 28 zugewandt.At the back is this room 54 against the rolling bearing 30 through which the rotor element 26 rotatably in the housing part 28 is stored, by a seal 76 sealed in the form of a membrane or sealing washer. This seal 76 has on its rear side a sealing surface, whose radially inner part of a radially outer shoulder of the rotor element 26 is facing. The radially outer part of the sealing surface is a corresponding radially inner shoulder of the housing part 28 facing.

Die Dichtung 76 ist zur Abdichtung eines Ringspalts 78 zwischen dem Rotorelement 26 und dem Gehäuseteil 28 angeordnet, der sich axial zwischen dem Raum 54 und dem Wälzlager 30 erstreckt. Dies ist beim Stillstand der Spindeleinheit 10 der Fall, wenn nämlich die Dichtung 76 durch den Druck innerhalb des Raums 54 gegen das Rotorelement 26 und das Gehäuseteil 28 gedrückt wird, derart, dass ihre Dichtfläche am Rotorelement 26 und an Gehäuseteil 28 anliegt. Luft, die in den Ringspalt 78 dennoch eindringt, kann über einen radialen Kanal 80 zum Außenbereich des Gehäuseteils 28 abgeleitet werden.The seal 76 is for sealing an annular gap 78 between the rotor element 26 and the housing part 28 arranged axially between the room 54 and the rolling bearing 30 extends. This is at standstill of the spindle unit 10 the case, if the seal 76 by the pressure inside the room 54 against the rotor element 26 and the housing part 28 is pressed, such that its sealing surface on the rotor element 26 and on housing part 28 is applied. Air entering the annular gap 78 nevertheless penetrates, can via a radial channel 80 to the outside of the housing part 28 be derived.

Der Raum 54 steht mit dem Ringspalt 50 durch einen schräg, d.h. gegenüber der Spindelachse A um ca. 45° geneigten hinteren Verbindungsabschnitt 82 in Verbindung, der sich durch den radial erweiterten Abschnitt 40 der Zugstange 22 erstreckt. Die Druckluft wird somit aus dem Raum 54 axial nach vorn und radial nach außen in den Ringspalt 50 geleitet, wo sie weiter in Richtung der Spanneinrichtung 20 zwischen dem inneren Spindelwellenteil 48 und dem äußeren Spindelwellenteil 42 strömen kann. Das vordere Ende des Ringspalts 50 steht mit einem Ringkanal 84 über einen jeweiligen vorderen Verbindungsabschnitt 86 in Verbindung. Der Ringkanal 84 erstreckt sich um die Spindelachse A herum und verteilt die Druckluft somit gleichmäßig in Umfangsrichtung. Vom Ringkanal 84 gehen Verteilerkanäle 86 aus, die sich nach vorn bis zu kopfseitigen Öffnungen 88 an der Kopfseite der Spindel 12 öffnen. Diese Verteilerkanäle 86 sind sternförmig um die Spindelachse A herum angeordnet. Die Verteilerkanäle 86 sind zudem leicht nach außen geneigt, das heißt, ihre vorderen Öffnungen 88 liegen etwas weiter außen als der freie Durchmesser des Ringkanals 84.The space 54 stands with the annular gap 50 by an obliquely, ie with respect to the spindle axis A inclined by approximately 45 ° rear connecting portion 82 connected by the radially extended section 40 the drawbar 22 extends. The compressed air is thus out of the room 54 axially forward and radially outward into the annular gap 50 where they continue towards the tensioning device 20 between the inner spindle shaft part 48 and the outer spindle shaft part 42 can flow. The front end of the annular gap 50 stands with a ring channel 84 via a respective front connecting portion 86 in connection. The ring channel 84 extends around the spindle axis A around and thus distributes the compressed air evenly in the circumferential direction. From the ring channel 84 go distribution channels 86 out, extending forward to head-side openings 88 at the head of the spindle 12 to open. These distribution channels 86 are star-shaped around the spindle axis A arranged around. The distribution channels 86 are also slightly inclined outwards, that is, their front openings 88 lie a little further out than the free diameter of the annular channel 84 ,

Durch diese Drehdurchführung kann Druckluft vom hinteren Ende der Spindeleinheit 10 nach vorn zur Spanneinrichtung 20 geleitet werden, nämlich zunächst durch den hinteren Luftkanalabschnitt 64 hindurch, der sich gegenüber der Spindelachse A versetzt durch den Gehäuseteil 28 erstreckt, anschließend durch den Raum 54 vor dem Rotorelement 26 und durch den vorderen Luftkanalabschnitt 65, der den hinteren Verbindungsabschnitt 82, den Ringspalt 50, den vorderen Verbindungsabschnitt 86, den Ringkanal 84 und die Verteilerkanäle 86 umfasst. Die Druckluft dient einerseits zum Reinigen der Spanneinrichtung 20, kann jedoch auch als Tastluft zur Kontrolle der Werkzeuganlage dienen.Through this rotary feedthrough compressed air from the rear end of the spindle unit 10 forward to the clamping device 20 be directed, namely first through the rear air duct section 64 passing, facing the spindle axis A offset by the housing part 28 extends, then through the room 54 in front of the rotor element 26 and through the front air duct section 65 , the rear connecting section 82 , the annular gap 50 , the front connecting section 86 , the ring channel 84 and the distribution channels 86 includes. The compressed air serves on the one hand to clean the clamping device 20 , but can also serve as a sampling air to control the tool system.

Aufgrund der voneinander getrennten Fluidkanäle für Kühlmittelschmierstoff und Druckluft kann die Zufuhr der beiden unterschiedlichen Fluids getrennt gesteuert werden. Zur Einleitung der Druckluft sind keine tiefen Bohrungen in den Spindelwellenteilen erforderlich. Zudem wird im hinteren Teil der Spindel 12 die Druckluft durch den hinteren Luftkanalabschnitt 64 am Rotorelement 26 vorbeigeleitet und beaufschlagt dessen Dichtung 76 von der Kopfseite her, also nach hinten. Die eröffnet konstruktiv die Möglichkeit, das Rotorelement 26 so auszubilden, dass es rückseitig aus der Spindel 12 herausgezogen werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind nämlich der Gehäuseteil 28 und das Rotorelement 26 rückseitig in den äußeren Spindelwellenteil 42 eingeschoben. Der Gehäuseteil 28 ist an seiner Rückseite durch einen Deckel 90 verschlossen. Zwischen dem Deckel 90 und dem Rotorelement 26 liegt ein zylindrischer Stator 92 ein, der mit einer vorderen Gleitfläche 94 am Rotorelement 26 anliegt. Der axiale Fluidkanal lässt sich durch einen hinteren radialen Abschnitt 96, der sich seitlich durch den Deckel 90 erstreckt, sowie durch den Stator 92 hindurch mit dem Kühlmittelfluid beaufschlagen.Due to the separate fluid passages for coolant lubricant and compressed air, the supply of the two different fluids can be controlled separately. For the introduction of compressed air, no deep holes in the spindle shaft parts are required. In addition, in the back part of the spindle 12 the compressed air through the rear air duct section 64 on the rotor element 26 passed and applied to the seal 76 from the head side, so backwards. The constructively opens up the possibility of the rotor element 26 form so that it is back from the spindle 12 can be pulled out. Namely, in the present embodiment, the housing part 28 and the rotor element 26 on the back in the outer spindle shaft part 42 inserted. The housing part 28 is on its back by a lid 90 locked. Between the lid 90 and the rotor element 26 lies a cylindrical stator 92 one with a front sliding surface 94 on the rotor element 26 is applied. The axial fluid channel is defined by a rear radial section 96 which extends laterally through the lid 90 extends, as well as through the stator 92 act on it with the coolant fluid.

Die Zahl der vorderen Verbindungsabschnitte 86 und der hinteren Verbindungsabschnitte 82, die den Ringspalt 50 jeweils mit dem Raum 54 und mit dem Ringkanal 84 verbinden, kann beliebig gewählt werden. Die hinteren Öffnungen der hinteren Verbindungskanäle 82 liegen radial weiter innen als die vorderen Stirnflächen 58 des Ringzylinderkolbens 56, so dass auch in der vorgeschobenen Stellung des Ringzylinderkolbens 56, welcher dessen Dichtflächen 58 den Raum 54 radial nach außen abdichten, der Raum 54 noch immer mit dem Ringspalt 50 kommuniziert.The number of front connection sections 86 and the rear connecting portions 82 that the annular gap 50 each with the room 54 and with the ring channel 84 connect, can be chosen arbitrarily. The rear openings of the rear connecting channels 82 lie radially further inside than the front faces 58 of the ring cylinder piston 56 , so that even in the advanced position of the ring cylinder piston 56 , which its sealing surfaces 58 the room 54 seal radially outward, the room 54 still with the annular gap 50 communicated.

Außer der hier beschriebenen Ausführungsform, in der das Federpaket 46 in einem zylindrischen Raum innerhalb eines zylindrischen Abschnitts des inneren Spindelwellenteils 48 einliegt, ist eine Ausführungsform möglich, bei der auf den zylindrischen Abschnitt des inneren Spindelwellenteils 48 verzichtet wird und das Federpaket 46 frei im äußeren Spindelwellenteil 42 einliegt. Der Ringspalt 50 wird dann zwischen dem äußeren Umfang des Federpakets 46 und einer Innenwand des äußeren Spindelwellenteils 42 gebildet.Except the embodiment described here, in which the spring package 46 in a cylindrical space within a cylindrical portion of the inner spindle shaft part 48 is present, an embodiment is possible, in which on the cylindrical portion of the inner spindle shaft part 48 is omitted and the spring package 46 free in the outer spindle shaft part 42 rests. The annular gap 50 is then between the outer periphery of the spring pack 46 and an inner wall of the outer spindle shaft part 42 educated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2881200 A1 [0002, 0004]EP 2881200 A1 [0002, 0004]
  • EP 2554301 A1 [0002, 0004]EP 2554301 A1 [0002, 0004]

Claims (16)

Spindeleinheit (10) für Werkzeugmaschinen, mit einer Spindel (12), die drehbar in einem Spindelgehäuse (14) gelagert ist und kopfseitig eine Spanneinrichtung (20) zur Aufnahme eines Werkzeugs umfasst und in welcher eine Zugstange (22) zur Betätigung der Spanneinrichtung (20) einliegt, wobei das hinteres Ende der Zugstange (22) verschiebbar innerhalb eines Rotorelements (26) gehalten wird, das gemeinsam mit der Spindel (12) und der Zugstange (22) drehbar in einem statischen Gehäuseteil (28) durch ein Wälzlager (30) gelagert ist, sowie einer Drehdurchführung für Druckluft von der Rückseite zur Kopfseite der Spindel (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung einen hinteren Luftkanalabschnitt (64) umfasst, der sich gegenüber der Spindelachse (A) versetzt durch den Gehäuseteil (28) erstreckt und sich in einen vor dem Rotorelement (26) gelegenen Raum (54) öffnet, und eine Dichtung (76), die zur Abdichtung des Wälzlagers (30) gegen den Raum (54) angeordnet ist.Spindle unit (10) for machine tools, comprising a spindle (12) which is rotatably mounted in a spindle housing (14) and comprises a clamping device (20) for receiving a tool on the head side and in which a pull rod (22) for actuating the clamping device (20 ), wherein the rear end of the pull rod (22) is slidably held within a rotor member (26) rotatably supported in a static housing member (28) by a rolling bearing (30), together with the spindle (12) and pull rod (22). is mounted, and a rotary feedthrough for compressed air from the back to the head side of the spindle (12), characterized in that the rotary feedthrough comprises a rear air duct section (64) which extends relative to the spindle axis (A) offset by the housing part (28) and opening into a space (54) in front of the rotor element (26), and a seal (76) arranged to seal the rolling bearing (30) against the space (54). Spindeleinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung einen vorderen Luftkanalabschnitt (65) umfasst, der sich von dem vor dem Rotorelement (26) gelegenen Raum ausgehend nach vorn erstreckt und einen Ringspalt (50) umfasst, der zylindrisch innerhalb der Spindel (12) angeordnet ist.Spindle unit according to Claim 1 characterized in that the rotary union comprises a forward air duct portion (65) extending forwardly from the space in front of the rotor member (26) and including an annular gap (50) disposed cylindrically within the spindle (12). Spindeleinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federpaket (46) auf der Zugstange (22) angeordnet ist, das zwischen einem vorderen Anschlag eines inneren Spindelwellenteils (48) und einem hinteren Anschlag eines radial erweiterten Abschnitts (40) der Zugstange (22) einliegt und die Zugstange (22) nach hinten spannt, und dass der vordere Luftkanalabschnitt (65) mindestens einen hinteren Verbindungsabschnitt (82) umfasst, der sich durch den radial erweiterten Abschnitt der Zugstange (22) erstreckt und den vor dem Rotorelement (26) gelegenen Raum (54) mit dem Ringspalt (50) verbindet.Spindle unit according to Claim 2 , characterized in that a spring assembly (46) on the pull rod (22) is arranged, which rests between a front stop of an inner spindle shaft part (48) and a rear stop of a radially expanded portion (40) of the drawbar (22) and the tie rod (22) biases backwards, and in that the front air duct section (65) comprises at least one rear connecting section (82) which extends through the radially expanded section of the drawbar (22) and the space (54) located in front of the rotor element (26). with the annular gap (50) connects. Spindeleinheit gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (50) zwischen dem äußeren Umfang des Federpakets (46) und einem äußeren Spindelwellenteil (42) angeordnet ist.Spindle unit according to Claim 3 , characterized in that the annular gap (50) between the outer periphery of the spring assembly (46) and an outer spindle shaft portion (42) is arranged. Spindeleinheit gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federpaket (46) in einem zylindrischen Abschnitt des inneren Spindelwellenteils (48) einliegt und der Ringspalt (50) zwischen dem inneren Spindelwellenteil (48) und dem äußeren Spindelwellenteil (42) angeordnet ist.Spindle unit according to Claim 3 , characterized in that the spring assembly (46) rests in a cylindrical portion of the inner spindle shaft portion (48) and the annular gap (50) between the inner spindle shaft portion (48) and the outer spindle shaft portion (42) is arranged. Spindeleinheit gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Spindelwellenteil (48) ein in den äußeren Spindelwellenteil (42) eingeschobenes Bauteil ist.Spindle unit according to Claim 4 or 5 , characterized in that the inner spindle shaft part (48) is a component pushed into the outer spindle shaft part (42). Spindeleinheit gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Luftkanalabschnitt (65) eine Anzahl von Verteilerkanälen (86) umfasst, die sternförmig um die Spindelachse (A) herum angeordnet sind und deren vordere Enden sich zur Kopfseite der Spindel (12) öffnen und deren hintere Enden mit dem Ringspalt (50) kommunizieren.Spindle unit according to one of Claims 2 to 6 characterized in that the front air duct section (65) comprises a number of distribution channels (86) arranged in a star shape around the spindle axis (A), the front ends of which open towards the head side of the spindle (12) and the rear ends of which Annular gap (50) communicate. Spindeleinheit gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Enden der Verteilerkanäle (86) in einen Ringkanal (84) münden, der sich um die Spindelachse (A) herum erstreckt und mit dem Ringspalt (50) kommuniziert.Spindle unit according to Claim 7 , characterized in that the rear ends of the distribution channels (86) open into an annular channel (84) which extends around the spindle axis (A) and communicates with the annular gap (50). Spindeleinheit gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Enden der Verteilerkanäle (86) mit dem Ringspalt (84) durch mindestens einen vorderen Verbindungsabschnitt (86) kommunizieren, in welchem ein Rückschlagventil angeordnet ist.Spindle unit according to Claim 7 or 8th characterized in that the rear ends of the distribution channels (86) communicate with the annular gap (84) through at least one front connection portion (86) in which a check valve is disposed. Spindeleinheit gemäß Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine vordere Verbindungsabschnitt (86) mit seinem vorderen Ende in den Ringkanal (84) mündet.Spindle unit according to Claim 9 combined with Claim 8 , characterized in that the at least one front connecting portion (86) opens with its front end in the annular channel (84). Spindeleinheit gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, gekennzeichnet durch einen Ringzylinderkolben (56), der in der Spindel (12) hinter dem radial erweiterten Abschnitt (40) der Zugstange (22) zwischen einer vorgeschobenen Position, in der er mit einer kopfseitigen Dichtfläche (58) gegen den radial erweiterten Abschnitt (40) der Zugstange (22) gedrückt ist, und einer zurückgezogenen, vom radial erweiterten Abschnitt (40) entfernten Position axial verschiebbar gelagert ist und in der vorgeschobenen Position den vor dem Rotorelement (26) gelegenen Raum (54) radial nach außen abdichtet.Spindle unit according to one of Claims 3 to 10 characterized by a ring-cylinder piston (56) mounted in the spindle (12) behind the radially expanded portion (40) of the drawbar (22) between an advanced position in which it bears against the radially expanded portion (58) with a head-side sealing surface (58). 40) of the pull rod (22) is pressed, and a retracted, from the radially expanded portion (40) remote position is axially displaceably mounted and in the advanced position the front of the rotor element (26) located space (54) seals radially outward. Spindeleinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseteil (28) rückseitig durch einen Deckel (90) verschlossen ist, und dass zwischen dem Deckel (90) und dem Rotorelement (26) ein Gleitelement (92) einliegt, das mit einer Gleitfläche am Rotorelement (26) anliegt.Spindle unit according to one of the preceding claims, characterized in that the housing part (28) is closed at the back by a cover (90), and that between the cover (90) and the rotor element (26) a sliding element (92) rests, which with a Sliding surface on the rotor element (26) is applied. Spindeleinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseteil (28) und das Rotorelement (26) rückseitig in die Spindel (12) eingeschoben sind.Spindle unit according to one of the preceding claims, characterized in that the housing part (28) and the rotor element (26) are pushed back into the spindle (12). Spindeleinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Tauchspule (34) als Wegaufnehmer (32) mit einem Targetring (36) zur Messung der axialen Verschiebeposition der Zugstange (22).Spindle unit according to one of the preceding claims, characterized by a plunger coil (34) as displacement transducer (32) with a target ring (36) for measuring the axial displacement position of the drawbar (22). Spindeleinheit gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchspule (34) in dem vor dem Rotorelement gelegenen Raum (54) angeordnet ist. Spindle unit according to Claim 14 , characterized in that the plunger coil (34) is arranged in the space located in front of the rotor element (54). Spindeleinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen axialen Fluidkanal (60), der sich entlang der Spindelachse (A) durch das Rotorelement (26) und die Zugstange (22) bis zur Spanneinrichtung (20) erstreckt.Spindle unit according to one of the preceding claims, characterized by an axial fluid channel (60) which extends along the spindle axis (A) through the rotor element (26) and the pull rod (22) to the clamping device (20).
DE102017121294.9A 2017-09-14 2017-09-14 Spindle unit for machine tools Active DE102017121294B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017121294.9A DE102017121294B4 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Spindle unit for machine tools

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017121294.9A DE102017121294B4 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Spindle unit for machine tools

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017121294A1 true DE102017121294A1 (en) 2019-03-14
DE102017121294B4 DE102017121294B4 (en) 2022-03-17

Family

ID=65441891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017121294.9A Active DE102017121294B4 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Spindle unit for machine tools

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017121294B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110899734A (en) * 2019-12-08 2020-03-24 深圳市爱贝科精密机械有限公司 Oil cylinder driving type mechanical main shaft
CN110899733A (en) * 2019-12-08 2020-03-24 深圳市爱贝科精密机械有限公司 Direct-coupled mechanical main shaft
CN113118481A (en) * 2021-04-07 2021-07-16 大连理工大学 Ultra-low temperature cooling medium internal spraying type mechanical main shaft

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3817799C1 (en) * 1988-05-26 1989-11-30 A. Ott Gmbh, 8960 Kempten, De Rotary transmission leadthrough for fluids, in particular for machine-tool spindles
DE19751834A1 (en) * 1997-02-21 1998-09-03 Gat Gmbh Method and device for supplying a fluid mixture to a rotating machine part
DE102005030277A1 (en) * 2005-06-21 2007-01-04 Fischer AG Präzisionsspindeln Spindle device with internal cooling
EP2554301A1 (en) 2010-03-30 2013-02-06 Makino Milling Machine Co. Ltd. Spindle device of a machine tool
EP2881200A1 (en) 2013-12-04 2015-06-10 Gildemeister Drehmaschinen GmbH Spindle unit for lathes and milling machines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3817799C1 (en) * 1988-05-26 1989-11-30 A. Ott Gmbh, 8960 Kempten, De Rotary transmission leadthrough for fluids, in particular for machine-tool spindles
DE19751834A1 (en) * 1997-02-21 1998-09-03 Gat Gmbh Method and device for supplying a fluid mixture to a rotating machine part
DE102005030277A1 (en) * 2005-06-21 2007-01-04 Fischer AG Präzisionsspindeln Spindle device with internal cooling
EP2554301A1 (en) 2010-03-30 2013-02-06 Makino Milling Machine Co. Ltd. Spindle device of a machine tool
EP2881200A1 (en) 2013-12-04 2015-06-10 Gildemeister Drehmaschinen GmbH Spindle unit for lathes and milling machines

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110899734A (en) * 2019-12-08 2020-03-24 深圳市爱贝科精密机械有限公司 Oil cylinder driving type mechanical main shaft
CN110899733A (en) * 2019-12-08 2020-03-24 深圳市爱贝科精密机械有限公司 Direct-coupled mechanical main shaft
CN113118481A (en) * 2021-04-07 2021-07-16 大连理工大学 Ultra-low temperature cooling medium internal spraying type mechanical main shaft
CN113118481B (en) * 2021-04-07 2022-09-20 大连理工大学 Ultra-low temperature cooling medium internal spraying type mechanical main shaft

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017121294B4 (en) 2022-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1069362B1 (en) Rotatable connection for alternate mediums
EP1999391B1 (en) Device for actuating a multiplate clutch in a transmission
DE4103376C1 (en)
DE102011050662B4 (en) rolling tool
EP0955123B1 (en) Device for fluid conveyance
DE102011004536A1 (en) Milling motor with multiple spindles and individually replaceable tools
DE102017121294A1 (en) Spindle unit for machine tools
DE102013105890A1 (en) Rotary union
CH653313A5 (en) FOLDING CYLINDER OF A ROLL ROTARY PRINTING MACHINE.
DE3637823A1 (en) AUTOMATIC LUBRICATION SYSTEM OF AN AUXILIARY CHUCK
DE102016214767A1 (en) Synchronous cylinder for extrusion presses
DE2137385A1 (en) Rock drill
DE3817799C1 (en) Rotary transmission leadthrough for fluids, in particular for machine-tool spindles
DE102008064410A1 (en) processing machine
DE102015004268A1 (en) tool turret
DE102010004681A1 (en) Device for clamping a tool or workpiece in a work spindle
EP3384164B1 (en) Monitoring device for tool turret
DE2028932A1 (en) Switching device especially for drilling spindles
DE102007056665B4 (en) actuating cylinder
DE102013221144A1 (en) Lid-proof release
DE102020134304A1 (en) diaphragm valve
DE102018112169B4 (en) Spindle unit for machine tools
WO2014001198A1 (en) Deep-drilling machine, adapter and deep-drilling process
DE2847951A1 (en) HYDRAULICALLY ACTUATED HOLLOW CLAMPING CYLINDER FOR TENSIONING DEVICES ON A ROTATING SPINDLE
DE19757882C1 (en) Rotary fluid passage for coolant feed in machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: TER MEER STEINMEISTER & PARTNER PATENTANWAELTE, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final