CH710973B1

CH710973B1 - Spindle with a deflectable tool head.

Info

Publication number: CH710973B1
Application number: CH01247/15A
Authority: CH
Inventors: Pham Patric
Original assignee: Bumotec Sa
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2016-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spindel (1) mit einem in Bezug auf eine Drehachse, d.h. Z-Achse (A1) der Spindel auslenkbaren Werkzeugkopf (2), in dem ein Bearbeitungswerkzeug (3) aufnehmbar ist, wobei erste Mittel (M1) zur radialen Verstellung des Werkzeuges während des Bearbeitungsvorganges vorhanden sind und der Werkzeugkopf erfindungsgemäss einen das Entstehen einer Unwucht vermeidenden Gewichtsausgleich in Form eines Gegengewichts (4) aufweist, welches entgegengesetzt zur Verstellung des Werkzeuges mittels zweiter Mittel (M2) radial verstellbar ist und dass die ersten Mittel zur radialen Verstellung des Werkzeuges und die zweiten Mittel zur radialen Verstellung des Gegengewichts gleichzeitig mittels einer entlang der Drehachse längsverstellbaren Betätigungsstange (5) betätigbar sind.The invention relates to a spindle (1) with a relative to a rotation axis, i. Z axis (A1) of the spindle deflectable tool head (2) in which a machining tool (3) is receivable, wherein first means (M1) for radial displacement of the tool during the machining process are present and the tool head according to the invention avoiding the occurrence of an imbalance Counterbalance (4), which opposite to the adjustment of the tool by means of second means (M2) is radially adjustable and that the first means for radial displacement of the tool and the second means for radial adjustment of the counterweight simultaneously by means of a along the axis of rotation longitudinally adjustable actuating rod (5) are actuated.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spindel mit einem auslenkbaren Werkzeugkopf nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. The invention relates to a spindle with a deflectable tool head according to the preamble of the first claim.

[0002] Aus den Druckschriften EP 1 360 024 B1 und US 6 974 285 A1 sind Werkzeugköpfe mit einem Maschinenschaft und einem Werkzeugschaft bekannt, die eine gemeinsame Mittelachse aufweisen, wobei der Werkzeugschaft einen steifen Kern und einen von einer relativ dazu elastisch auslenkbaren Parallelfeder-Anordnung getragenen Kopf mit Werkzeug aufweist. An dem Kopf sind mehrere von diesem ausgehende, die Parallelfeder-Anordnung bildende Schenkel angeordnet, von denen mindestens einer am Kern oder Maschinenschaft befestigt ist, und eine Vorrichtung zur radialen Verstellung des Kopfes relativ zum Kern, umfassend eine im Kern geführte Stelleinrichtung mit Kegelteil, der an einem Kontaktteil der Parallelfeder-Anordnung im Einsatzfall unter Vorspannung anliegt, wobei der Kern mit der Parallelfeder-Anordnung einstückig ausgebildet ist. From EP 1 360 024 B1 and US 6 974 285 A1 tool heads are known with a machine shaft and a tool shank having a common center axis, wherein the tool shank a rigid core and one of a relatively elastically deflectable parallel spring arrangement having worn head with tool. Arranged on the head are a plurality of legs forming the parallel spring arrangement, at least one of which is fastened to the core or machine shaft, and a device for radial adjustment of the head relative to the core, comprising a core-guided adjusting device with a conical part is applied under bias to a contact part of the parallel spring arrangement in the application, wherein the core is formed integrally with the parallel spring arrangement.

[0003] Aus der Druckschrift DE 3 433 793 A1 ist ein umlaufender Bohrkopf mit Bohrspindel und einem quer zur Rotationsachse fein einstellbaren Werkzeugträger sowie mit einem in der Bohrspindel höhenverstellbar geführten, den Werkzeugträger quer zur Rotationsachse verschiebenden Keilträger und einem mit der Schräge des Keils des Keilträgers zusammenwirkenden Gleitkörper bekannt, wobei der Schwerpunkt des Werkzeugträgers so gegenüber der Rotationsachse versetzt angeordnet ist, dass die bei Rotation des Bohrkopfes auftretenden Fliehkräfte den Werkzeugträger gegen den Gleitkörper pressen. From DE 3 433 793 A1, a rotating drill head with a drill spindle and a tool carrier which is finely adjustable transversely to the axis of rotation and a wedge carrier displaceable in the drill spindle, the tool carrier is moved transversely to the axis of rotation and one with the bevel of the wedge carrier cooperating sliding body, wherein the center of gravity of the tool carrier is arranged offset from the axis of rotation so that the centrifugal forces occurring during rotation of the drill head press the tool carrier against the sliding body.

[0004] In der Druckschrift DE 9 107 759 U1 wird ein Werkzeugkopf, insbesondere in Form eines Feinbohrkopfes, offenbart, der einen Grundkörper und einen von einer relativ zum Grundkörper elastisch auslenkbaren Parallelfeder-Anordnung getragenen Kopfteil aufweist. Weiterhin ist eine Vorrichtung zur radialen Verstellung des Kopfteiles relativ zum Grundkörper vorgesehen, die im Inneren des Grundkörpers einen schwenkbar gelagerten Hebel und eine mittels Verstellantriebs in einer Führung im Grundkörper axial bewegbare Hülse mit einer inneren Kegelfläche aufweist, wobei ein Ende des Hebels an der inneren Kegelfläche der Hülse anliegt und das andere Ende des Hebels mit dem Kopfteil in kraftübertragender Verbindung steht. Die Hülse ist zur Ausführung einer translatorischen Verstellbewegung im Wesentlichen undrehbar und ist in allen Einstellpositionen elastisch im Sinne einer Vorspannung belastet. In the document DE 9 107 759 U1 discloses a tool head, in particular in the form of a fine boring head, which has a base body and a head part carried by a relative to the body elastically deflectable parallel spring arrangement head part. Furthermore, a device for radial adjustment of the head part relative to the base body is provided, which has a pivotally mounted lever inside the body and a means of adjustment in a guide in the body axially movable sleeve having an inner conical surface, wherein one end of the lever on the inner conical surface the sleeve rests and the other end of the lever is in force-transmitting connection with the head part. The sleeve is essentially non-rotatable for carrying out a translatory adjusting movement and is loaded elastically in all adjustment positions in the sense of a prestress.

[0005] Aus EP 1 070 563 A1 ist ein Werkzeughalter bekannt, der an einem Ende an einem Schaft befestigt ist und an dem anderen Ende ein Gehäuse aufweist. Ein Drehkraftumwandlungsmechanismus ist in der Lage, die Position des Werkzeugs in radialer Richtung durch die Umwandlung der Drehkraft in eine lineare Bewegung in nur eine Richtung zu wandeln. Diese Lösungen weisen einen komplizierten konstruktiven Aufbau auf und gewährleisten keinen zuverlässigen Gewichtsausgleich bei der Auslenkung des Bearbeitungswerkzeuges, wodurch es zu unerwünschten Schwingungen und Unwuchten kommen kann, die das Bearbeitungsergebnis negativ beeinflussen. From EP 1 070 563 A1 a tool holder is known, which is fastened at one end to a shaft and has a housing at the other end. A torque conversion mechanism is capable of converting the position of the tool in the radial direction by converting the rotational force into a linear motion in one direction only. These solutions have a complicated structural design and ensure no reliable counterbalance in the deflection of the machining tool, which can lead to undesirable vibrations and imbalances that adversely affect the processing result.

[0006] Aus der Druckschrift SU 435 070 A1 ist ein Ausbohrwerkzeug bekannt, bei dem ein Gegengewicht vorhanden ist, das radial entgegen der Verstellrichtung des Schneidenteils beweglich angeordnet ist. Damit soll gewährleistet werden, dass eine symmetrische Massenverteilung erhalten bleibt. Dazu sind radial verstellbare Stifte vorgesehen, wodurch ein grosser radialer Bauraum erforderlich ist und sich die radiale Verstellbarkeit aufwendig gestaltet. Weiterhin ist eine radiale Verstellung während des Bearbeitungsvorganges nicht vorgesehen. From the document SU 435 070 A1 a boring tool is known in which a counterweight is present, which is arranged radially opposite to the adjustment of the cutting part movable. This is to ensure that a symmetrical mass distribution is maintained. For this purpose, radially adjustable pins are provided, whereby a large radial space is required and designed the radial adjustability consuming. Furthermore, a radial adjustment during the machining process is not provided.

[0007] In der Druckschrift DE 4 218 492 C2 wird ein rotierender Bohrkopf mit einem Werkzeugträger offenbart, der durch ein Fluid um kleine Verstellbeträge quer zur Rotationsachse verstellbar ist und eine auf einer gekrümmten Bahn schwenkbaren, einen Schneidmeissel aufweisenden Bohrstange mit einem Unwucht-Kompensationsglied aufweist, das die bei der Auslenkung des Werkzeugträgers entstehende Unwucht durch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung zumindest teilweise kompensiert. Dazu sind der Werkzeugträger und das Unwucht-Kompensationsglied über ein federgelenkiges Spreizhebelgetriebe miteinander verbunden, umfassend vier Federgelenke, zwei Schenkelglieder und ein Mittelglied, wobei das Mittelglied jeweils über die Federgelenke mit den Schenkelgliedern und ein Schenkelglied mit dem Werkzeugträger und ein anderes Schenkelglied mit dem Unwucht-Kompensationsglied verbunden sind. Die Schenkelglieder werden über das Mittelglied vom Antriebsglied beaufschlagt und das Unwucht-Kompensationsglied ist mit einem Biegeteil und der Werkzeugträger mit einem weiteren Biegeteil verbunden. Eine aktive Verstellung des Werkzeuges und des Kompensationsgliedes während der Bearbeitung eines Werkstückes ist mit dieser Lösung nicht möglich. In the document DE 4 218 492 C2, a rotating drill head is disclosed with a tool carrier, which is adjustable by a fluid to small adjustment amounts transverse to the axis of rotation and a pivotable on a curved path, a cutting bit having drill rod with an imbalance compensation member that at least partially compensates for the imbalance resulting from the deflection of the tool carrier by an oppositely directed movement. For this purpose, the tool carrier and the unbalance compensation member are connected to each other via a spring-joint Spreizhebelgetriebe comprising four spring joints, two leg members and a center member, wherein the center member in each case via the spring joints with the leg members and a leg member with the tool carrier and another leg member with the unbalanced Compensation member are connected. The leg members are acted upon by the central member of the drive member and the unbalance compensation member is connected to a bending part and the tool carrier with another bending part. An active adjustment of the tool and the compensation member during the machining of a workpiece is not possible with this solution.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spindel mit einem auslenkbaren Werkzeugkopf zu entwickeln, welche eine radiale Verstellung des Werkzeuges während des Bearbeitungsvorganges gewährleistet und dabei das Entstehen einer Unwucht vermeidet. The object of the invention is to develop a spindle with a deflectable tool head, which ensures a radial adjustment of the tool during the machining process and thereby avoids the emergence of an imbalance.

[0009] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. This object is achieved with the features of the first claim. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

[0010] Die Spindel weist einen in Bezug auf eine Drehachse (Z-Achse) auslenkbaren Werkzeugkopf auf, in dem ein Bearbeitungswerkzeug aufnehmbar ist, wobei erste Mittel zur radialen Verstellung des Werkzeuges während des Bearbeitungsvorganges vorhanden sind und der Werkzeugkopf erfindungsgemäss einen das Entstehen einer Unwucht vermeidenden Gewichtsausgleich in Form eines Gegengewichts aufweist, welches entgegengesetzt zur Verstellung des Werkzeuges mittels zweiter Mittel radial verstellbar ist und dass die ersten Mittel zur radialen Verstellung des Werkzeuges und die zweiten Mittel zur radialen Verstellung des Gegengewichts gleichzeitig mittels einer entlang der Längsache längsverstellbaren Betätigungsstange betätigbar sind. Dadurch ist mit nur einem Betätigungselement in Form der Betätigungsstange gleichzeitig die radiale Verstellung des Werkzeuges und dazu entgegengesetzt des Gegengewichtes realisierbar, wodurch ein einfacher konstruktiver Aufbau realisierbar ist und der Werkzeugkopf insbesondere radial klein bleibt. The spindle has a with respect to a rotation axis (Z-axis) deflectable tool head, in which a machining tool is receivable, wherein first means for radial displacement of the tool during the machining process are present and the tool head according to the invention a the emergence of an imbalance avoiding weight balance in the form of a counterweight, which is opposite to the adjustment of the tool by means of second means radially adjustable and that the first means for radial displacement of the tool and the second means for radial adjustment of the counterweight simultaneously by means of a längskestellbaren along the longitudinal axis actuating rod are actuated. As a result, with only one actuating element in the form of the actuating rod at the same time the radial displacement of the tool and opposite of the counterweight can be realized, whereby a simple structural design can be realized and the tool head in particular remains radially small.

[0011] In einer Ausführungsform weist der Werkzeugkopf dabei einen um die Drehachse antreibbaren Grundkörper auf, durch welchen die Betätigungsstange führt, wobei an dem Grundkörper sowohl das Werkzeug als auch das Gegengewicht zueinander entgegengesetzt radial auslenkbar aufgenommen sind. Dazu ist am Grundkörper wenigstens ein radial auslenkbares erstes Befestigungsmittel angeordnet, an dem das Werkzeug aufgenommen wird, wobei die ersten Mittel zur radialen Verstellung des Werkzeuges in Form einer am ersten Befestigungsmittel ausgebildeten schiefen Ebene und eines mit der schiefen Ebene korrespondierenden Druckbereiches der Betätigungsstange ausgebildet sind, derart, dass bei einer Verstellung der Betätigungsstange in Richtung der Längsachse der Druckbereich der Betätigungsstange gegen die schiefe Ebene wirkt und das erste Befestigungsmittel und das daran aufgenommene Werkzeug radial auslenkt. In one embodiment, the tool head while a drivable about the axis of rotation base body through which the actuating rod leads, wherein on the base both the tool and the counterweight to each other opposite radially deflectable added. For this purpose, at least one radially deflectable first fastening means is arranged on the base body, on which the tool is received, wherein the first means for radial displacement of the tool are formed in the form of an inclined plane formed on the first fastening means and a pressure plane corresponding to the inclined plane of the actuating rod, in such a way that during an adjustment of the actuating rod in the direction of the longitudinal axis, the pressure region of the actuating rod acts against the inclined plane and deflects the first fastening means and the tool received thereon radially.

[0012] Weiterhin ist an dem Grundkörper wenigstens ein entgegengesetzt zum ersten Befestigungsmittel radial auslenkbares zweites Befestigungsmittel angeordnet, an dem das Gegengewicht aufgenommen wird. Die zweiten Mittel zur radialen Verstellung des Gegengewichtes sind in Form eines am zweiten Befestigungsmittel ausgebildeten Führungsbereichs und eines mit dem Führungsbereich korrespondierenden Stellbereichs der Betätigungsstange ausgebildet, derart, dass bei einer Verstellung der Betätigungsstange in Richtung der Längsachse der Stellbereich der Betätigungsstange gegen den Führungsbereich wirkt und das zweite Befestigungsmittel und das daran aufgenommene Gegengewicht entgegengesetzt zum Werkzeug radial auslenkt. Furthermore, at least one opposite to the first fastening means radially deflectable second fastening means is arranged on the base body, on which the counterweight is received. The second means for radial adjustment of the counterweight are designed in the form of a guide region formed on the second fastening means and a positioning region of the actuating rod corresponding to the guide region such that upon adjustment of the actuating rod in the direction of the longitudinal axis the actuating region of the actuating rod acts against the guide region and second fastening means and the counterweight added thereto opposite to the tool deflects radially.

[0013] Das radial auslenkbare erste Befestigungsmittel wird durch wenigstens zwei sich gegenüberliegende endseitig gelenkig ausgebildete oder gelagerte Stege gebildet, die sich entlang zur Drehachse erstrecken. Die Stege sind an ihrem ersten Ende radial auslenkbar am Grundkörper angeordnet. The radially deflectable first attachment means is formed by at least two opposite ends hinged or mounted webs extending along the axis of rotation. The webs are arranged at its first end radially deflectable on the base body.

[0014] An dem zweiten Ende der Stege ist ein die Stege verbindender und das Werkzeug aufnehmender Werkzeugträger angeordnet. At the second end of the webs connecting the webs and the tool receiving tool carrier is arranged.

[0015] Weiterhin ist an der in Richtung zum Grundkörper weisenden Seite des Werkzeugträgers eine sich axial erstreckende Erhebung mit einer schiefen Ebene ausgebildet, gegen welche der Druckbereich der Betätigungsstange wirkt. Furthermore, an axially extending elevation is formed with an inclined plane against which the pressure range of the actuating rod acts on the pointing in the direction of the base body side of the tool carrier.

[0016] Das radial auslenkbare zweite Befestigungsmittel ist bevorzugt in Form eines am Grundkörper in einer ersten Schwenkachse schwenkbar gelagerten Hebels ausgebildet, wobei der Hebel eine als Führungsbereich ausgebildete Führungsnut aufweist, in die der Stellbereich der Betätigungsstange eingreift. Am unteren Ende des Hebels ist das Gegengewicht in einer zweiten Schwenkachse befestigt. The radially deflectable second fastening means is preferably formed in the form of a lever pivotally mounted on the base body in a first pivot axis, wherein the lever has a guide groove formed as a guide groove, in which engages the adjustment range of the actuating rod. At the lower end of the lever, the counterweight is mounted in a second pivot axis.

[0017] Weiterhin ist vorteilhafterweise zwischen dem Gewichtsausgleich bzw. dem Gegengewicht und dem Grundkörper quer zur Drehachse der Spindel eine Linearführung ausgebildet, die eine sichere und zueinander parallele Führung des Werkzeugträgers und des Gegengewichts quer zur Drehachse gewährleistet. Furthermore, a linear guide is advantageously formed between the counterbalance or the counterweight and the base body transversely to the axis of rotation of the spindle, which ensures a secure and mutually parallel guidance of the tool carrier and the counterweight transverse to the axis of rotation.

[0018] Das Gegengewicht ist vorteilhafterweise im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist zwei sich längs der Drehachse erstreckende Seitenbereiche und einen sich zwischen den Seitenbereichen erstreckenden Boden auf. Der Hebel ist an seinem unteren Ende zwischen den beiden Seitenbereichen in der zweiten Schwenkachse befestigt, und zwischen den beiden Seitenbereichen erstreckt sich der Hebel nach oben zum Grundkörper, an dem er schwenkbar in der ersten Schwenkachse befestigt ist. The counterweight is advantageously formed substantially U-shaped and has two along the axis of rotation extending side regions and extending between the side regions bottom. The lever is fixed at its lower end between the two side portions in the second pivot axis, and between the two side portions, the lever extends upwardly to the base body, to which it is pivotally mounted in the first pivot axis.

[0019] Der Boden des Gegengewichts weist eine im Wesentlichen zentrische Ausnehmung auf, durch welche der Werkzeugträger mit einem rotationssymmetrischen Vorsprung ragt, wobei an dem freien Ende des rotationssymmetrischen Vorsprungs das Werkzeug aufgenommen wird, welches eine Längsachse aufweist. The bottom of the counterweight has a substantially central recess through which the tool carrier projects with a rotationally symmetrical projection, wherein at the free end of the rotationally symmetrical projection, the tool is received, which has a longitudinal axis.

[0020] Das Gegengewicht weist weiterhin einen quer zur Drehachse ausgebildeten Linearführungsbereich auf, in den der Werkzeugträger zumindest bereichsweise eingreift, wobei der Linearführungsbereich eine zueinander entgegengesetzte im Wesentlichen lineare Bewegung des Gegengewichts und des Werkzeugträgers quer zur Drehachse gewährleistet. The counterweight further comprises a trained transversely to the axis of rotation linear guide area, in which the tool carrier engages at least partially, wherein the linear guide area ensures a mutually opposite substantially linear movement of the counterweight and the tool carrier transverse to the axis of rotation.

[0021] Eine Ausnehmung im Boden des Gegengewichts ist in ihrer Länge einem Verstellweg von Werkzeugträger und Gegengewicht angepasst und begrenzt den radialen Verstellweg des Werkzeugträgers. Die Breite der Ausnehmung ist im Wesentlichen dem Durchmesser des rotationssymmetrischen Vorsprungs angepasst oder weist ein geringes Spiel zum rotationssymmetrischen Vorsprung des Werkzeugträgers auf, um unerwünschten Kontakt zum Gegengewicht zu vermeiden. A recess in the bottom of the counterweight is adapted in its length to an adjustment of tool carrier and counterweight and limits the radial displacement of the tool carrier. The width of the recess is substantially adapted to the diameter of the rotationally symmetrical projection or has a slight play on the rotationally symmetrical projection of the tool carrier in order to avoid undesired contact with the counterweight.

[0022] Die zwei radial auslenkbaren ersten Befestigungsmittel in Form der wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Stege weisen jeweils in Richtung zum Grundkörper ein erstes Festkörpergelenk und in Richtung zum Werkzeugträger ein zweites Festkörpergelenk auf. Durch die endseitigen Festkörpergelenke, die in ihrem Querschnitt im Vergleich zu dem dazwischenliegenden Bereich der Stege reduziert sind, ist der Werkzeugträger quer zur Drehachse radial verstellbar. The two radially deflectable first fastening means in the form of at least two opposing webs each have in the direction of the main body a first solid-state joint and in the direction of the tool carrier on a second solid-state joint. By the end-side solid-state joints, which are reduced in cross-section compared to the intermediate region of the webs, the tool carrier is radially adjustable transversely to the axis of rotation.

[0023] Bevorzugt sind der Grundkörper, die Stege, der Werkzeugträger einteilig ausgebildet. Für hohe Genauigkeitsanforderungen ist es jedoch von Vorteil, dass mit diesen auch der rotationssymetrische Bereich zur Aufnahme des Werkzeuges sowie die sich axial erstreckende Erhebung mit der schiefen Ebene einteilig ausgebildet sind. Preferably, the base body, the webs, the tool carrier are integrally formed. For high accuracy requirements, however, it is advantageous that with these, the rotationally symmetrical region for receiving the tool and the axially extending elevation are formed integrally with the inclined plane.

[0024] Die Betätigungsstange führt durch einen rohrförmigen Bereich der Spindel, wobei sich an das werkzeugseitige Ende des rohrförmigen Bereiches der Spindel der Grundkörper des Werkzeugkopfes drehfest anschliesst und die Betätigungsstange mit dem Werkzeugkopf rotiert. The actuating rod passes through a tubular portion of the spindle, wherein rotatably connected to the tool-side end of the tubular portion of the spindle of the main body of the tool head and rotates the actuating rod with the tool head.

[0025] In einer nicht ausgelenkten Ausgangsposition erstrecken sich die Stege parallel zur Drehachse, und die Längsachse des Werkzeuges fluchtet mit der Drehachse. Wird nun die Betätigungsstange in Richtung zum Werkzeug (hier nach unten) bewegt, wird das Werkzeug radial in eine Richtung und das Gegengewicht dazu entgegengesetzt ausgelenkt. Die Längsachse des Werkzeuges weist nun einen ersten radialen Versatz zur Drehachse auf. Bei einer entgegengesetzten Bewegung der Betätigungsstange vom Werkzeug weg (hier nach oben) wird das Werkzeug radial in Richtung zur Drehachse zurückbewegt, bis dessen Längsachse wieder mit der Drehachse fluchtet. Bei einer weiteren Hubbewegung der Betätigungsstange vom Werkzeug weg bewegt sich das Werkzeug radial in die andere Richtung (und das Gegengewicht dazu entgegengesetzt), so dass es mit seiner Längsachse einen zweiten radialen Versatz zur Drehachse aufweist. Je nach Orientierung der Schneide des Werkzeuges können dadurch sowohl Aussen- als auch Innenkonturen bearbeitet werden. In a non-deflected starting position, the webs extend parallel to the axis of rotation, and the longitudinal axis of the tool is aligned with the axis of rotation. Now, if the actuating rod in the direction of the tool (here down) moves, the tool is deflected radially in one direction and the counterweight opposite thereto. The longitudinal axis of the tool now has a first radial offset to the axis of rotation. In an opposite movement of the actuating rod away from the tool (up here), the tool is moved back radially in the direction of the axis of rotation until its longitudinal axis is aligned with the axis of rotation again. In a further lifting movement of the actuating rod away from the tool, the tool moves radially in the other direction (and the counterweight opposite thereto), so that it has with its longitudinal axis a second radial offset to the axis of rotation. Depending on the orientation of the cutting edge of the tool thereby both outer and inner contours can be edited.

[0026] Wenn das Werkzeug eine Werkzeugschneide aufweist, die bei einem ersten radialen Versatz (R+) der Längsachse des Werkzeuges in Bezug auf die Drehachse in Richtung zur Drehachse weist, können Aussenkonturen eines Werkstücks bearbeitet werden. In diesem Fall weist die Schneide bei einem zweiten radialen Versatz (R–) von der Drehachse weg und ermöglicht die Bearbeitung von Innenkonturen eines Werkstückes. If the tool has a tool cutting edge, which points at a first radial offset (R +) of the longitudinal axis of the tool with respect to the axis of rotation in the direction of the axis of rotation, outer contours of a workpiece can be edited. In this case, the cutting edge at a second radial offset (R-) away from the axis of rotation and allows the machining of inner contours of a workpiece.

[0027] Bevorzugt wird ein Werkzeug in Form eines Drehmeissels eingesetzt, wodurch beispielsweise durch Einsatz der erfindungsgemässen Spindel in einer Fräsmaschine eine Drehbearbeitung eines Bauteils an Aussen- und Innenkonturen möglich ist. Preferably, a tool is used in the form of a lathe tool, which, for example, by using the inventive spindle in a milling machine, a turning of a component on outer and inner contours is possible.

[0028] Alternativ kann auch ein Werkzeug eingesetzt werden, welches die Bearbeitung einer anderen Oberflächengeometrie und/oder ein anderes Bearbeitungsverfahren gewährleistet, wie beispielsweise ein Schleif- oder Polierwerkzeug oder ein Fräser. Alternatively, a tool can be used which ensures the processing of a different surface geometry and / or another processing method, such as a grinding or polishing tool or a milling cutter.

[0029] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings.

[0030] Es zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine Prinzipdarstellung des Werkzeugkopfes der Spindel in einer Ausgangsposition, <tb>Fig. 2<SEP>eine Prinzipskizze des Bestandteils der Spindel zur Auslenkung des Werkzeuges in einer Ausgangsposition, <tb>Fig. 3<SEP>eine Prinzipskizze gem. Fig. 2 , jedoch in einer ersten ausgelenkten Position des Werkzeuges mit einem angedeuteten Gegengewicht, <tb>Fig. 4<SEP>eine Prinzipskizze gem. Fig. 2 , jedoch in einer zweiten ausgelenkten Position des Werkzeuges mit einem angedeuteten Gegengewicht, <tb>Fig. 5<SEP>eine Prinzipskizze des Bestandteils der Spindel zur Auslenkung des Gegengewichts in einer Ausgangsposition, <tb>Fig. 6<SEP>eine Prinzipskizze gem. Fig. 5 , jedoch in einer ersten ausgelenkten Position des Gegengewichts, <tb>Fig. 7<SEP>eine Prinzipskizze gem. Fig. 5 , jedoch in einer zweiten ausgelenkten Position des Gegengewichts, <tb>Fig. 8<SEP>Unteransicht des Gegengewichts, <tb>Fig. 9<SEP>Teillängsschnitt der Spindel, <tb>Fig. 10<SEP>dreidimensionale Darstellung der Spindel, <tb>Fig. 11<SEP>Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges in der Ausgangsposition, <tb>Fig. 12<SEP>Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges bei einem maximalen ersten radialen Versatz, <tb>Fig. 13<SEP>Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges bei einem maximalen zweiten radialen Versatz.Show: <Tb> FIG. 1 <SEP> is a schematic representation of the tool head of the spindle in a starting position, <Tb> FIG. 2 <SEP> a schematic diagram of the part of the spindle for the deflection of the tool in a starting position, <Tb> FIG. 3 <SEP> a schematic diagram acc. 2, but in a first deflected position of the tool with an indicated counterweight, <Tb> FIG. 4 <SEP> a schematic diagram acc. 2, but in a second deflected position of the tool with an indicated counterweight, <Tb> FIG. 5 <SEP> is a schematic diagram of the part of the spindle for the deflection of the counterweight in a starting position, <Tb> FIG. 6 <SEP> a schematic diagram acc. 5, but in a first deflected position of the counterweight, <Tb> FIG. 7 <SEP> a principle sketch acc. 5, but in a second deflected position of the counterweight, <Tb> FIG. 8 <SEP> Bottom view of the counterweight, <Tb> FIG. 9 <SEP> partial longitudinal section of the spindle, <Tb> FIG. 10 <SEP> three-dimensional representation of the spindle, <Tb> FIG. 11 <SEP> Schematic representation of the position of the tool in the starting position, <Tb> FIG. 12 <SEP> Schematic representation of the position of the tool at a maximum first radial offset, <Tb> FIG. 13 <SEP> Schematic representation of the position of the tool at a maximum second radial offset.

[0031] Die Spindel 1 weist einen um eine Drehachse A1 (Z-Achse) drehbaren Werkzeugkopf 2 auf, in den ein Werkzeug 3 eingespannt ist, wobei erste Mittel M1 zur radialen Verstellung des Werkzeuges 3 während des Bearbeitungsvorganges vorhanden sind. Der Werkzeugkopf 2 weist einen das Entstehen einer Unwucht vermeidenden Gewichtsausgleich in Form eines Gegengewichts 4 auf, welches entgegengesetzt zur Verstellung des Werkzeuges 3 mittels zweiter Mittel M2 radial verstellbar ist. Die ersten Mittel M1 und die zweiten Mittel M2 sind gleichzeitig mittels einer entlang der Drehachse A1 längsverstellbaren Betätigungsstange 5 betätigbar. Der Werkzeugkopf 2 weist einen um die Drehachse A1 antreibbaren Grundkörper 6 auf, durch welchen die Betätigungsstange 5 führt. An dem Grundkörper 6 sind das Werkzeug 3 und das Gegengewicht zueinander entgegengesetzt radial auslenkbar aufgenommen. The spindle 1 has a about an axis of rotation A1 (Z-axis) rotatable tool head 2, in which a tool 3 is clamped, wherein first means M1 for radial adjustment of the tool 3 are present during the machining operation. The tool head 2 has a weight compensation in the form of a counterweight 4, which avoids the occurrence of an imbalance, which is radially adjustable in the opposite direction to the adjustment of the tool 3 by means of second means M2. The first means M1 and the second means M2 are simultaneously actuated by means of a longitudinally adjustable along the axis of rotation A1 actuating rod 5. The tool head 2 has a main body 6, which can be driven about the axis of rotation A1, through which the actuating rod 5 passes. On the main body 6, the tool 3 and the counterweight to each other are received radially deflectable opposite one another.

[0032] Dazu sind am Grundkörper 6 zwei voneinander beabstandete radial auslenkbare erste Befestigungsmittel angeordnet, die durch zwei sich gegenüberliegende endseitig gelenkig ausgebildete Stege 7 gebildet werden, die sich entlang zur Drehachse A1 erstrecken. Die Stege 7 sind an ihrem nicht bezeichneten ersten Ende radial auslenkbar am Grundkörper 6 angeordnet. An dem zweiten Ende der Stege 7 ist ein Werkzeugträger 8 angeordnet, der die Stege 7 miteinander verbindet und welcher das Werkzeug 3 aufnimmt. For this purpose, two spaced-apart radially deflectable first fastening means are arranged on the base body 6, which are formed by two opposite end articulated webs 7, which extend along the axis of rotation A1. The webs 7 are arranged at its unnamed first end radially deflectable on the base body 6. At the second end of the webs 7, a tool carrier 8 is arranged, which connects the webs 7 together and which receives the tool 3.

[0033] Die Stege 7 weisen in Richtung zum Grundkörper 6 ein erstes Festkörpergelenk 7.1 und in Richtung zum Werkzeugträger 8 ein zweites Festkörpergelenk 7.2 auf. Diese Festkörpergelenke 7.1, 7.2 werden durch eine Querschnittsverringerung der im Wesentlichen prismatischen Stege 7 (mit rechteckigem Querschnitt) gebildet und ermöglichen dadurch die radiale Auslenkung der Stege 7 und damit des Werkzeugträgers 8 und des Werkzeuges 3. An der Unterseite des Werkzeugträgers 8 ist ein rotationssymmetrischer Vorsprung 9 ausgebildet, an dessen Ende das Werkzeug 3 aufgenommen wird. The webs 7 point in the direction of the main body 6, a first solid-body joint 7.1 and in the direction of the tool carrier 8, a second solid-state joint 7.2. These solid joints 7.1, 7.2 are formed by a reduction in cross section of the substantially prismatic webs 7 (with a rectangular cross section) and thereby allow the radial deflection of the webs 7 and thus of the tool carrier 8 and the tool 3. On the underside of the tool carrier 8 is a rotationally symmetrical projection 9 formed at the end of the tool 3 is received.

[0034] Das Werkzeug 3 weist eine Längsachse A3 auf, die in der dargestellten Ausgangsposition mit der Drehachse A1 fluchtet. The tool 3 has a longitudinal axis A3, which is aligned in the illustrated starting position with the axis of rotation A1.

[0035] Die ersten Mittel M1 zur Auslösung der radialen Verstellung des Werkzeuges 3 bestehen aus einer ersten schiefen Ebene E1, die in einem Winkel zur Drehachse A1 geneigt ist und aus einem mit der schiefen Ebene E1 korrespondierenden Druckbereich der Betätigungsstange 5, welcher ebenfalls in Form einer zweiten schiefen Ebene E2 ausgebildet ist. The first means M1 for triggering the radial displacement of the tool 3 consist of a first inclined plane E1, which is inclined at an angle to the axis of rotation A1 and from a corresponding with the inclined plane E1 pressure range of the actuating rod 5, which also in shape a second inclined plane E2 is formed.

[0036] Die erste schiefe Ebene E1 ist an der in Richtung zum Grundkörper 6 weisenden Seite des Werkzeugträgers 8 an einer sich axial erstreckenden Erhebung 10 ausgebildet. Die zweite schiefe Ebene E2 wird durch das entsprechend abgeschrägte korrespondierende Ende der Betätigungsstange 5 gebildet. Weiterhin ist an dem Grundkörper 5 wenigstens ein entgegengesetzt zum ersten Befestigungsmittel radial auslenkbares zweites Befestigungsmittel angeordnet, an dem der Gewichtsausgleich in Form des Gegengewichts 4 aufgenommen wird. Das radial auslenkbare zweite Befestigungsmittel zur Auslenkung des Gegengewichts 4 ist in Form eines am Grundkörper 6 in einer ersten Schwenkachse S1 schwenkbar gelagerten Hebels 11 ausgebildet, wobei der Hebel 11 eine als Führungsbereich ausgebildete Führungsnut 12 aufweist. In diese greift der Stellbereich der Betätigungsstange 5 ein, der in Form eines seitlich ausragenden Arms 5.1 an der Betätigungsstange 5 ausgebildet ist. Am unteren Ende des Hebels 11 ist das Gegengewicht 4 in einer zweiten Schwenkachse S2 befestigt ist. Die Führungsnut 12 ist entgegengesetzt zur ersten schiefen Ebene E1 geneigt und in der Art einer Kurve ausgebildet, die bei jeder Position des Werkzeuges den exakten Gewichtsausgleich durch die entsprechende Lage des Gegengewichts 4 gewährleistet. Der Gewichtsausgleich in Form des Gegengewichts 4 ist im Wesentlichen U-förmig mit zwei sich längs der Drehachse ausgebildeten Seitenbereichen 4.1 gestaltet, wobei der hier in der Darstellung vordere Seitenbereich 4.1 nur im Teilschnitt zur besseren Übersichtlichkeit dargestellt ist. Zwischen den Seitenbereichen 4.1 ist ein Boden 4.2 ausgebildet ist. Der Hebel 11 ist zwischen den beiden Seitenbereichen 4.1 in der zweiten Schwenkachse S2 befestigt. Der Boden 4.2 des Gegengewichts 4 ist mit einer im Wesentlichen zentrischen Ausnehmung 13 (s. Fig. 6 bis 8 ) versehen, die in Fig. 1 nicht ersichtlich ist und durch welche der Werkzeugträger 8 mit seinem rotationssymmetrischen Vorsprung 9 reicht, wobei an dem freien Ende des rotationssymmetrischen Vorsprungs 9 das Werkzeug 3 eingespannt ist. Weiterhin weist das Gegengewicht 4 einen quer zur Drehachse A1 ausgebildeten Linearführungsbereich auf, in den der Werkzeugträger 8 eingreift. Der Linearführungsbereich wird hier durch die zwei Seitenbereiche 4.1 des Gegengewichts 4 gebildet, zwischen welchen der Werkzeugträger 8 geführt wird. Die hier nicht sichtbare Ausnehmung im Boden des Gegengewichts 4, durch welche der rotationssymmetrische Vorsprung 9 ragt, begrenzt zusätzlich den radialen Verstellweg des Werkzeuges 3. The first inclined plane E1 is formed on the side facing toward the base body 6 side of the tool carrier 8 at an axially extending elevation 10. The second inclined plane E2 is formed by the corresponding beveled corresponding end of the actuating rod 5. Furthermore, at least one oppositely to the first fastening means radially deflectable second fastening means is arranged on the base body 5, on which the weight compensation is taken in the form of the counterweight 4. The radially deflectable second fastening means for deflecting the counterweight 4 is designed in the form of a lever 11 pivotally mounted on the base body 6 in a first pivot axis S1, the lever 11 having a guide groove 12 formed as a guide region. In this engages the adjustment range of the actuating rod 5, which is formed in the form of a laterally projecting arm 5.1 on the actuating rod 5. At the lower end of the lever 11, the counterweight 4 is fixed in a second pivot axis S2. The guide groove 12 is inclined opposite to the first inclined plane E1 and formed in the manner of a curve which ensures the exact weight compensation by the corresponding position of the counterweight 4 at each position of the tool. The weight balance in the form of the counterweight 4 is substantially U-shaped with two side areas 4.1 formed along the axis of rotation, the side area 4.1 shown here in the illustration being shown only in partial section for better clarity. Between the side areas 4.1, a bottom 4.2 is formed. The lever 11 is fixed between the two side areas 4.1 in the second pivot axis S2. The bottom 4.2 of the counterweight 4 is provided with a substantially centric recess 13 (see Fig. 6 to 8), which is not apparent in Fig. 1 and through which the tool carrier 8 extends with its rotationally symmetrical projection 9, wherein at the free End of the rotationally symmetrical projection 9, the tool 3 is clamped. Furthermore, the counterweight 4 has a transverse to the axis of rotation A1 formed linear guide area, in which the tool carrier 8 engages. The linear guide region is formed here by the two side regions 4.1 of the counterweight 4, between which the tool carrier 8 is guided. The not visible here recess in the bottom of the counterweight 4, through which the rotationally symmetrical projection 9 projects, additionally limits the radial displacement of the tool. 3

[0037] Der Grundkörper 6, die Stege 7, der Werkzeugträger 8 und der rotationssymmetrische Vorsprung 9 zur Aufnahme des Werkzeuges 3 sowie die sich axial erstreckende Erhebung mit der schiefen Ebene sind komplett einteilig ausgebildet und entweder aus einem Block durch spanende Bearbeitung hergestellt oder durch 3D-Druck, Rapid-Prototyping oder dergleichen gefertigt. Die Betätigungsstange 5 führt durch einen rohrförmigen Bereich 14 der Spindel 1 und durch den Grundkörper 6 und rotiert mit diesen um die Drehachse A1. An das werkzeugseitige Ende des rohrförmigen Bereiches 14 der Spindel 1 schliesst sich der Grundkörper 6 des Werkzeugkopfes 2 drehfest an. Die Betätigungsstange 5 rotiert mit dem Werkzeugkopf 2. Der rohrförmige Bereich 14 der Spindel 1 stützt sich radial über zwei axial voneinander beabstandete Wälzlager 15 in einem Aussenzylinder 16 ab. The base body 6, the webs 7, the tool carrier 8 and the rotationally symmetrical projection 9 for receiving the tool 3 and the axially extending elevation with the inclined plane are completely formed in one piece and either made of a block by machining or by 3D Printed, rapid prototyping or the like. The actuating rod 5 passes through a tubular portion 14 of the spindle 1 and through the base body 6 and rotates with these about the axis of rotation A1. At the tool-side end of the tubular portion 14 of the spindle 1, the base body 6 of the tool head 2 closes against rotation. The actuating rod 5 rotates with the tool head. 2 The tubular portion 14 of the spindle 1 is supported radially via two axially spaced rolling bearings 15 in an outer cylinder 16.

[0038] Eine Prinzipskizze des Bestandteils der Spindel zur Auslenkung des Werkzeuges 3 in einer Ausgangsposition ist in Fig. 2 verdeutlicht. Bestandteil des Werkzeugkopfes 2 zur radialen Auslenkung des Werkzeuges ist der Grundkörper 6, an den sich nach unten die zwei Stege 7 erstrecken, welche über obere erste Festkörpergelenke 7.1 mit dem Grundkörper 7 und über untere zweite Festkörpergelenke 7.2 mit dem Werkzeugträger 8 verbunden sind. Der Werkzeugträger 8 weist an seiner Unterseite den rotationssymmetrischen Vorsprung 9 auf, an dem das Werkzeug 3 aufgenommen ist. An der Oberseite des Werkzeugträgers 8 ist eine sich axial erstreckende Erhebung 10 ausgebildet, welche die erste schiefe Ebene E1 aufweist. An dem unteren Ende der Betätigungsstange 5 ist die zweite schiefe Ebene E2 ausgebildet. Die erste schiefe Ebene E1 und die zweite schiefe Ebene E2 sind über eine erste Linearführung 17 miteinander wirkverbunden. A schematic diagram of the component of the spindle for the deflection of the tool 3 in an initial position is illustrated in Fig. 2. Part of the tool head 2 for radial deflection of the tool is the base body 6, to which the two webs 7 extend downwards, which are connected via upper first solid joints 7.1 with the base body 7 and lower second solid joints 7.2 with the tool carrier 8. The tool carrier 8 has on its underside the rotationally symmetrical projection 9, on which the tool 3 is received. At the top of the tool carrier 8, an axially extending elevation 10 is formed, which has the first inclined plane E1. At the lower end of the actuating rod 5, the second inclined plane E2 is formed. The first inclined plane E1 and the second inclined plane E2 are operatively connected to each other via a first linear guide 17.

[0039] Wird die Betätigungsstange 5 entlang der Drehachse A1 in Richtung zum Werkzeug 3 bewegt, wird durch die aufeinander gleitenden Schiefen Ebenen E1, E2 die axial erstreckende Erhebung 10 und damit der Werkzeugträger 8 mit dem Werkzeug 3 nach rechts ausgelenkt, und das Werkzeug gelangt aus der in Fig. 2 dargestellten Ausgangsposition in eine Position gem. Fig. 3 , bei welcher das Werkzeug 3 mit seiner Drehachse A3 um einen ersten radialen Verssatz R+ quer zur Drehachse A1 versetzt ist. Bewegt man aus der Ausgangsposition gem. Fig. 2 die Betätigungsstange 5 nach oben, wird der Werkzeugträger 8 mit dem Werkzeug 3 in eine Position gem. Fig. 4 ausgelenkt, bei welcher das Werkzeug mit seiner Längsachse A3 um einen zweiten radialen Versatz R– quer zur Drehachse verstellt ist. If the actuating rod 5 is moved along the axis of rotation A1 in the direction of the tool 3, is deflected by the sliding planes E1, E2, the axially extending elevation 10 and thus the tool holder 8 with the tool 3 to the right, and the tool passes from the starting position shown in Fig. 2 in a position gem. Fig. 3, in which the tool 3 is offset with its axis of rotation A3 to a first radial Verssatz R + transverse to the axis of rotation A1. If you move from the starting position acc. Fig. 2, the actuating rod 5 upwards, the tool carrier 8 with the tool 3 in a position gem. Fig. 4 deflected, in which the tool is adjusted with its longitudinal axis A3 to a second radial offset R- transverse to the axis of rotation.

[0040] In den Fig. 3 und 4 sind die Betätigungsstange und die Ebenen E1 und E2 nicht dargestellt, sondern es werden nur die ausgelenkten Positionen des Werkzeugträgers 8 mit dem Werkzeug 3 verdeutlicht. Weiterhin ist angedeutet, dass sich das Gegengewicht 4 entgegengesetzt zum Werkzeugträger 8 bewegt. Die Kinematik zur Erzeugung dieser Bewegung des Gegengewichts ist hier nicht dargestellt. In Figs. 3 and 4, the actuating rod and the planes E1 and E2 are not shown, but it is only the deflected positions of the tool carrier 8 with the tool 3 illustrated. Furthermore, it is indicated that the counterweight 4 moves opposite to the tool carrier 8. The kinematics for generating this movement of the counterweight is not shown here.

[0041] Fig. 3 zeigt das Werkzeug 3 mit einem in Bezug auf die Drehachse A1 ersten radialen Versatz R+ bzw. in einer ausgelenkten ersten Position, wobei die nicht bezeichnete Werkzeugschneide in Richtung zur Drehachse A1 weist und durch eine Rotation des Werkzeuges 3 um die Drehachse A1 Aussenkonturen bzw. eine Aussenkontur eines nicht dargestellten Werkstückes bearbeitet werden können. Fig. 4 zeigt das Werkzeug 3 mit einem in Bezug auf die Drehachse A1 zweiten radialen Versatz R– bzw. in einer ausgelenkten zweiten Position, in welcher die nicht bezeichnete Werkzeugschneide von der Drehachse A1 wegweist und durch eine Rotation des Werkzeuges 3 um die Drehachse A1 Innenkonturen bzw. eine Innenkontur eines nicht dargestellten Werkstückes bearbeitbar sind. Fig. 3 shows the tool 3 with a first relative to the rotational axis A1 radial offset R + or in a deflected first position, wherein the non-designated cutting tool points in the direction of the axis of rotation A1 and by a rotation of the tool 3 to the Rotary axis A1 outer contours or an outer contour of a workpiece, not shown, can be edited. 4 shows the tool 3 with a second radial offset R- or in a deflected second position with respect to the axis of rotation A1, in which the non-designated tool cutting edge points away from the axis of rotation A1 and by a rotation of the tool 3 about the axis of rotation A1 Inner contours or an inner contour of a workpiece, not shown, are machined.

[0042] Die Fig. 5 bis 7 zeigen als Prinzipdarstellungen die Mittel zur Verstellung des Gegengewichts 4. Das Gegengewicht 4 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist zwei zueinander parallele Seitenbereiche 4.1 auf, die mit der Drehachse A1 im Wesentlichen fluchten. Die beiden Seitenbereiche 4.1 sind an ihrer Unterseite über einen Boden 4.2 miteinander verbunden. Am Grundkörper 6 ist in einer ersten Schwenkachse S1 ein Hebel 11 schwenkbar gelagert. Der Hebel 11 weist eine als Führungsbereich ausgebildete Führungsnut 12 auf, in welche ein seitlich auskragender Arm 5.1 der Betätigungsstange 5 mit einem Führungsbolzen 18 (s. Fig. 6 und 7 ) oder einer Führungsrolle eingreift. Am unteren Ende des Hebels 11 ist das Gegengewicht 4 in einer zweiten Schwenkachse S2 befestigt. Der Boden 4.2 des Gegengewichts 4 ist mit einer im Wesentlichen zentrischen Ausnehmung 13 (s. Fig. 6 bis 8 ) versehen, die in Fig. 5 nicht ersichtlich ist und durch welche der hier nicht dargestellte Werkzeugträger mit seinem rotationssymmetrischen Vorsprung greift. Weiterhin weist das Gegengewicht 4 einen quer zur Drehachse A1 ausgebildeten nicht bezeichneten Linearführungsbereich auf, der durch die zwei Seitenbereiche 4.1 des Gegengewichts 4 gebildet wird und in dem der hier nicht dargestellte Werkzeugträger 8 geführt wird. Zur linearen Führung des Gegengewichts 4 ist zwischen diesem und dem Grundkörper 6 eine quer zur Drehachse A1 verlaufende zweite Linearführung 19 ausgebildet, die eine sichere Führung des Gegengewichts 4 quer zur Drehachse A1 gewährleistet. The counterweight 4 is substantially U-shaped and has two mutually parallel side portions 4.1, which are substantially aligned with the axis of rotation A1. The two side areas 4.1 are connected to each other on their underside via a bottom 4.2. On the base body 6, a lever 11 is pivotally mounted in a first pivot axis S1. The lever 11 has a guide groove 12 formed as a guide region into which a laterally cantilevered arm 5.1 of the actuating rod 5 engages with a guide pin 18 (see Figures 6 and 7) or a guide roller. At the lower end of the lever 11, the counterweight 4 is fixed in a second pivot axis S2. The bottom 4.2 of the counterweight 4 is provided with a substantially centric recess 13 (see Fig. 6 to 8), which is not visible in Fig. 5 and through which engages the tool carrier, not shown here with its rotationally symmetrical projection. Furthermore, the counterweight 4 has a transverse to the axis of rotation A1 formed non-designated linear guide area, which is formed by the two side portions 4.1 of the counterweight 4 and in which the tool carrier 8, not shown here is performed. For linear guidance of the counterweight 4, a transverse to the axis of rotation A1 extending second linear guide 19 is formed between this and the base body 6, which ensures a secure guidance of the counterweight 4 transverse to the axis of rotation A1.

[0043] Wird die Betätigungsstange 5 aus der Position in Fig. 5 nach oben bewegt (Fig. 6 ), wird der Führungsbolzen 18 in der Führungsnut 12 des Hebels 11 nach oben bewegt und das Gegengewicht 4 ausgelenkt, so dass es bei einem zweiten radialen Versatz R– die Position gem. Fig. 6 einnimmt. When the operating rod 5 is moved upwards from the position in FIG. 5 (FIG. 6), the guide pin 18 is moved upwards in the guide groove 12 of the lever 11 and the counterweight 4 is deflected so that it is deflected at a second radial position Offset R- the position acc. Fig. 6 occupies.

[0044] Wird die Betätigungsstange aus ihrer Ausgangsposition in Fig. 5 nach unten bewegt (Fig. 7 ), wird mit der Auslenkung des hier nicht dargestellten Werkzeugträgers gleichzeitig das Gegengewicht 4 in die entgegengesetzte Richtung ausgelenkt, da der Arm 5.1 bzw. der Führungsbolzen 18 der Betätigungsstange 5 in der Führungsnut 12 des Hebels 11 nach unten bewegt wird und dadurch der Hebel 11 mit dem daran befestigten Gegengewicht 4 radial auslenkt, so dass bei einem ersten radialen Versatz R+ das Gegengewicht 4 die Position gem. Fig. 7 einnimmt. Aus den Fig. 6 und 7 ist die Ausnehmung 13 im Gegengewicht 4 ersichtlich, durch welche der Vorsprung des Werkzeugträgers greift (hier nicht dargestellt). If the actuating rod from its initial position in Fig. 5 moves down (Fig. 7), the counterweight 4 is simultaneously deflected in the opposite direction with the deflection of the tool carrier, not shown here, since the arm 5.1 and the guide pin 18th the actuating rod 5 is moved in the guide groove 12 of the lever 11 down and thereby deflects the lever 11 with the attached counterweight 4 radially, so that at a first radial offset R + the counterweight 4, the position gem. Fig. 7 occupies. From Figs. 6 and 7, the recess 13 in the counterweight 4 can be seen, through which the projection of the tool carrier engages (not shown here).

[0045] Die Ansicht des Gegengewichts 4 von unten ist in Fig. 8 dargestellt. Es sind die sich gegenüberliegenden Seitenbereiche 4.1 ersichtlich, zwischen denen sich der Boden 4.2 erstreckt. In dem Boden 4.2 befindet sich die Ausnehmung 13, die in ihrer Länge einem Verstellweg von Werkzeugträger und Gewichtsausgleich/Gegengewicht 4 angepasst ist und den radialen Verstellweg des Werkzeugträgers begrenzt. Die Breite der Ausnehmung 13 ist im Wesentlichen dem Durchmesser des rotationssymmetrischen Vorsprungs 9 des Werkzeugträgers angepasst. The view of the counterweight 4 from below is shown in Fig. 8. It can be seen the opposite side areas 4.1, between which the bottom 4.2 extends. In the bottom 4.2 is the recess 13, which is adjusted in its length an adjustment of the tool carrier and weight compensation / counterweight 4 and limits the radial displacement of the tool carrier. The width of the recess 13 is substantially adapted to the diameter of the rotationally symmetrical projection 9 of the tool carrier.

[0046] Gemäss Fig. 9 und 10 schliesst sich an den Aussenzylinder der Spindel 1 eine den Werkzeugkopf 2 umringende Umhausung 20 an. Das Werkzeug 3 überragt dabei die Umhausung 20 an ihrer Unterseite. According to FIGS. 9 and 10, a housing 20 surrounding the tool head 2 adjoins the outer cylinder of the spindle 1. The tool 3 projects beyond the housing 20 on its underside.

[0047] In Fig. 11 wird die Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges 3 in der Ausgangsposition dargestellt. In Fig. 11, the schematic diagram of the position of the tool 3 is shown in the starting position.

[0048] Die Längsachse A3 des Werkzeuges 3 fluchtet mit der Drehachse A1, und in Abhängigkeit von der radial nach aussen weisenden Werkzeugschneide 3.1 kann ein Bearbeitungsdurchmesser D1 (Innenkontur eines Werkstücks – nicht dargestellt) abgedeckt werden. The longitudinal axis A3 of the tool 3 is aligned with the axis of rotation A1, and depending on the radially outwardly facing cutting tool 3.1, a machining diameter D1 (inner contour of a workpiece - not shown) are covered.

[0049] Bei einem maximalen zweiten radialen Versatz R– der Längsachse A3 des Werkzeuges 3 in Bezug auf die Drehachse A1 weist die Werkzeugschneide von der Drehachse weg (s. Fig. 12 ). Dadurch können Innenkonturen eines Werkstückes mit einem Durchmesser D2 bearbeitet werden, wenn das Werkzeug 3 um die Drehachse A1 (Z-Achse) rotiert. Bei einem ersten radialen Versatz R+ weist die Werkzeugschneide 3.1 in Richtung zur Drehachse A1 und dient zur Bearbeitung von Aussenkonturen eines Werkstückes bis zu einem Aussendurchmesser D3 (s. Fig. 13 ), wenn das Werkzeug 3 um die Drehachse A1 (Z-Achse) rotiert. At a maximum second radial offset R- of the longitudinal axis A3 of the tool 3 with respect to the axis of rotation A1, the tool cutting edge is away from the axis of rotation (see Fig. 12). As a result, inner contours of a workpiece with a diameter D2 can be machined when the tool 3 rotates about the axis of rotation A1 (Z-axis). In the case of a first radial offset R +, the tool cutting edge 3.1 points in the direction of the rotational axis A1 and serves for machining external contours of a workpiece up to an external diameter D3 (see FIG. 13) when the tool 3 rotates about the axis of rotation A1 (Z axis) ,

[0050] Es ist dabei möglich, dass der erste oder zweite radiale Versatz R+, R– während der Bearbeitung verstellt wird. It is possible that the first or second radial offset R +, R- is adjusted during processing.

[0051] Mit der erfindungsgemässen Lösung wird eine konstruktiv einfache und elegante Variante zur radialen Verstellung des Werkzeuges geschaffen, wobei durch das Gegengewicht Unwuchten verhindert werden. Diese Lösung wird insbesondere zur Präzisionsbearbeitung kleiner Bauteile eingesetzt, wie sie beispielsweise in der Uhrenindustrie, in elektronischen Bauteilen usw. benötigt werden. Es ist möglich, mit nur einem Werkzeug eine Vielzahl unterschiedlicher Innen- und/oder Aussendurchmesser zu bearbeiten, so dass bei Einsatz der erfindungsgemässen Lösung die Anzahl der benötigten Werkzeuge drastisch reduziert werden kann. With the inventive solution a structurally simple and elegant variant for the radial adjustment of the tool is created, being prevented by the counterweight imbalances. This solution is used in particular for the precision machining of small components, as they are needed for example in the watch industry, in electronic components, etc. It is possible to work with a single tool a variety of different internal and / or outer diameter, so that when using the inventive solution, the number of tools required can be drastically reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0052] <tb>1<SEP>Spindel <tb>2<SEP>Werkzeugkopf <tb>3<SEP>Werkzeug <tb>4<SEP>Gegengewicht <tb>4.1<SEP>Seitenbereich <tb>4.2<SEP>Boden <tb>5<SEP>Betätigungsstange <tb>5.1<SEP>Arm <tb>6<SEP>Grundkörper <tb>7<SEP>Stege <tb>7.1<SEP>erstes Festkörpergelenk <tb>7.2<SEP>zweites Festkörpergelenk <tb>8<SEP>Werkzeugträger <tb>9<SEP>rotationssymmetrischer Vorsprung <tb>10<SEP>axial erstreckende Erhebung <tb>11<SEP>Hebel <tb>12<SEP>Führungsnut <tb>13<SEP>Ausnehmung <tb>14<SEP>rohrförmiger Bereich <tb>15<SEP>Wälzlager <tb>16<SEP>Aussenzylinder <tb>17<SEP>erste Linearführung <tb>18<SEP>Führungsbolzen <tb>19<SEP>zweite Linearführung <tb>A1<SEP>Drehachse <tb>E1<SEP>erste schiefe Ebene <tb>E2<SEP>zweite schiefe Ebene <tb>R+<SEP>erster radialer Versatz <tb>R–<SEP>zweiter radialer Versatz <tb>S1<SEP>erste Schwenkachse <tb>S2<SEP>zweite Schwenkachse[0052] <Tb> 1 <September> Spindle <Tb> 2 <September> tool head <Tb> 3 <September> Tools <Tb> 4 <September> counterweight <Tb> 4.1 <September> Page area <Tb> 4.2 <September> Floor <Tb> 5 <September> operating rod <Tb> 5.1 <September> Arm <Tb> 6 <September> body <Tb> 7 <September> Stege <tb> 7.1 <SEP> first solid-state joint <tb> 7.2 <SEP> second solid-state joint <Tb> 8 <September> tool carrier <tb> 9 <SEP> rotationally symmetrical projection <tb> 10 <SEP> axially extending survey <Tb> 11 <September> Lever <Tb> 12 <September> guide <Tb> 13 <September> recess <tb> 14 <SEP> tubular area <Tb> 15 <September> Rolling <Tb> 16 <September> Foreign cylinder <tb> 17 <SEP> first linear guide <Tb> 18 <September> guide pins <tb> 19 <SEP> second linear guide <Tb> A1 <September> axis of rotation <tb> E1 <SEP> first inclined plane <tb> E2 <SEP> second inclined plane <tb> R + <SEP> first radial offset <tb> R- <SEP> second radial offset <tb> S1 <SEP> first pivot axis <tb> S2 <SEP> second pivot axis

Claims

1. Spindle (1) with a rotation axis, i. Z axis (A1) of the spindle (1) deflectable tool head (2) in which a machining tool is receivable, wherein first means (M1) for radial displacement of the tool (3) during the machining process are present, characterized in that the tool head (2) has a weight balance in the form of a counterweight (4) avoiding the occurrence of an imbalance, which is radially displaceable opposite to the adjustment of the tool (3) by means of second means (M2) and in that the first means (M1) for the radial adjustment of the tool (3) and the second means (M2) for the radial adjustment of the counterweight (4) at the same time by means of a along the axis of rotation (A1) longitudinally adjustable actuating rod (5) are actuated.

2. spindle (1) according to claim 1, characterized a) that the tool head (2) has a about the axis of rotation (A1) driven base body (6) through which the actuating rod (5) leads, that on the base body (6) at least one radially deflectable first fastening means is arranged on which the Tool (3) is receivable, and that the first means for radial displacement of the tool (3) in shape - One formed on the first fastening means inclined plane and - A corresponding with the inclined plane pressure range of the actuating rod (5) are formed such that upon an adjustment of the actuating rod (5) in the direction of the axis of rotation (A1) of the pressure range of the actuating rod acts against the inclined plane and the first fastening means and the tool receivable thereon radially deflects, and b) that on the base body (6) at least one opposite to the first fastening means radially deflectable second fastening means is arranged, on which the counterweight is received and that the second means (M2) for the radial adjustment of the counterweight in shape - A formed on the second fastening means guide area and - A corresponding to the guide portion adjustment range of the actuating rod (5) are formed such that during an adjustment of the actuating rod (5) in the direction of the axis of rotation (A1) of the actuating range of the actuating rod acts against the guide portion and the second fastening means and the counterweight (4) received opposite to the tool (3) deflects radially.

3. spindle (1) according to claim 2, characterized in that the radially deflectable first fastening means has at least two opposite ends hinged or mounted webs (7) which extend along the axis of rotation and with a first end radially deflectable on the base body ( 6) are arranged, that at the second end of the webs (7) connecting the webs (7) and the tool (3) accommodated tool carrier is arranged and that on the in the direction of the base body (6) facing side of the tool carrier formed the inclined plane is against which the pressure area of the actuating rod acts.

4. spindle (1) according to claim 2, characterized in that the radially deflectable second fastening means in the form of a on the base body (6) in a first pivot axis (S1) pivotally mounted lever (11) is formed, wherein the lever (11) a as a guide region formed guide groove (12), in which engages the adjusting portion of the actuating rod and that at the lower end of the lever (11), the counterweight in a second pivot axis (S2) is fixed.

5. spindle (1) according to claim 3, characterized in that two radially deflectable first fastening means in the form of at least two opposing webs (7) respectively in the direction of the base body (6) a first solid-state joint (7.1) and in the direction of the tool carrier ( 8) have a second solid-state joint (7.2), and that The main body (6), - the webs (7), - The tool carrier (8) and - A rotationally symmetrical projection (9) for receiving the tool (3) and - An axially extending survey with the inclined plane are formed in one piece.

6. spindle (1) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the actuating rod (5) through a tubular portion (14) of the spindle (1), wherein at the tool-side end of the tubular portion (14) of the Spindle (1) of the base body (6) of the tool head (2) rotatably adjoins and wherein the actuating rod (5) with the tool head (2) rotates.

7. Use of a spindle according to one of claims 1 to 6 for machining outer contours or inner contours of a workpiece, wherein in the spindle (1) a tool (3) is accommodated, which has a tool cutting edge, which at a first radial offset (R +) the longitudinal axis of the tool with respect to the axis of rotation of the spindle points in the direction of the axis of rotation of the spindle and is used for machining of external contours of a workpiece and at a second radial offset (R-) away from the axis of rotation of the spindle and for machining of inner contours of a workpiece serves.