DD244936A1

DD244936A1 - Einrichtung zum sperren der gegenlaeufigen durchflussrichtung in einer werkzeugmaschinenarbeitsspindel

Info

Publication number: DD244936A1
Application number: DD28516185A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Boerner; Guenther Leitholdt
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Union
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1987-04-22

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Werkzeugmaschinen und hat zum Ziel, deren Gebrauchseigenschaften zu verbessern. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung fuer die Werkzeugspanneinrichtung zu schaffen, mittels der der Durchfluss eines Mediums zentrisch durch die Arbeitsspindel zum Werkzeug ermoeglicht und das Rueckstroemen eines zweiten Mediums ueber diesen Weg in der gegenlaeufigen Durchflussrichtung verhindert wird. Zur Loesung dieser Aufgabe ist zwischen der Werkzeugspanneinrichtung und der Zug-/Schubstange eine Huelse auf dem Spanneinsatz angeordnet. Die Huelse enthaelt mit radialen Bohrungen, einem Dichtelement sowie am Umfang der Huelse angeordneten Laengsnuten Wege fuer den Durchfluss eines gasfoermigen Mediums in Richtung zum Werkzeug. In der Gegenrichtung sind diese Durchflusswege durch Dichtelemente gesperrt. Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Werkzeug- und Verarbeitungsmaschinen anwendbar.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung!

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Werkzeugmaschinen. Die Anwendung der Erfindung steht im Zusammenhang mit der Zuführung von Fertigungsprozeßhilfsstoffen zentrisch durch die Arbeitsspindel hindurch zu dem darin gespannten Werkzeug. Die Erfindung ist zweckmäßig an Werkzeugmaschinen mit automatischer Werkzeugwechseleinrichtung anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die im DD-WP 204648 beschriebenen Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an Werkzeugmaschinen zumselbsttätigen Steuern des Durchflusses von gasförmigen und flüssigen Medien durch die Arbeitsspindel zur Werkzeugschneide. Ein in der werkzeugseitig zylinderförmig ausgebildeten Zugstange aufgenommener Kolben wird beim Durchfluß eines flüssigen Mediums durch die Bohrung der Arbeitsspindel vom Flüssigkeitsdruck gegen den Spannbolzen des gespannten Werkzeuges geschoben.

Für eine dichte Verbindung zwischen Maschine und Werkzeug ist am Kolben ein Dichtelement angeordnet, das an der Stirnfläche des Werkzeugspannbolzens anliegt. Voraussetzung dafür ist deren vollkommen ebene und unbeschädigte Oberfläche.

Durch unsachgemäße Handhabung und Lagerung oder den Transport der Werkzeuge kann es zu Deformationen dieser Stirnfläche kommen, wodurch deren Funktion als Dichtfläche nicht mehr gewährleistet ist.

Dadurch ist ein Rückströmen des flüssigen Mediums in die in der Arbeitsspindel angeordneten Luftzuführungskanäle bis zur Axiallagerung der Arbeitsspindel möglich, das negative Auswirkungen zur Folge hat.

Die gleichen Gegebenheiten bestehen bei einer Werkzeugspanneinrichtung mit Spannzange gemäß der DD-PS 229626, wo zur Abdichtung des durch das Zentrum der Spanneinrichtung fließenden Kühlmittels gegenüber peripheren Teilen ein federbelasteter verschließbarer Kolben mit Dichtelementen angeordnet ist.

In der DE-OS 1 913231 ist eine Kühlmittelzuführung durch ein in der Arbeitsspindel axial verschiebbar gelagertes Rohr beschrieben. Die flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Zuleitungsrohr und der Kühlmittelbohrung des Werkzeugspannbolzens wird erreicht, indem das Endteil des Rohres und die Kühlmittelbohrung zueinander konisch ausgebildet sind und durch Federkraft zusammengedrückt werden.

Abgesehen davon, daß der Durchfluß eines zweiten Mediums durch die Arbeitsspindel hier nicht vorgesehen ist und insofern Rückströmwege für das Kühlmittel nicht bestehen, ist die beanspruchte Einrichtung nicht für Werkzeugmaschinen mit automatischer Werkzeugwechseleinrichtung und damit unifizierten Werkzeugen einsetzbar.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung der Gebrauchseigenschaften von Werkzeugmaschinen mit automatischer Werkzeugwechseleinrichtung und mit zentrisch durch die Arbeitsspindel hindurch erfolgender Zuführung von zwei verschiedenen Fertigungsprozeßhilfsstoffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ursache für die Mängel der bekannten technischen Lösungen hinsichtlich der Abdichtung der Durchflußwege zweier verschiedener durch die Arbeitsspindel hindurch fließender Medien zueinander bzw, zu peripheren Teilen des Arbeitsspindelsystems ist die Einbeziehung des Werkzeugspannbolzens in die Abdichtungsanordnung. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung für eine in der Werkzeugmaschinenarbeitsspindel befindliche Werkzeugspanneinrichtung zu schaffen, mittels der der Durchfluß eines Mediums zum Werkzeug ermöglicht und das Rückströmen eines zweiten Mediums über diesen Weg in der gegenläufigen Durchflußrichtung verhindert wird, wobei diese Einrichtung unabhängig von der Zuführung am Werkzeugspannbolzen angeordnet sein soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Werkzeugspanneinrichtung und der in der Arbeitsspindel konzentrisch aufgenommenen und als Rohr ausgebildeten Zug-/Schubstange eine Hülse auf dem Spanneinsatz angeordnet ist. Die Hülse ist zusammen mit dem die Werkzeugspanneinrichtung und die Zug-/Schubstange verbindenden Spanneinsatz axial verschiebbar. In der Hülse sind radiale Bohrungen und dazwischenliegend an der äußeren Mantelfläche eine ein Dichtelement tragende Ringnut angeordnet. Die radialen Bohrungen sind durch einen Ringkanal verbunden, wobei der Ring kanal von einer an der inneren Mantelfläche der Hülse angeordneten Aussparung und der äußeren Mantelfläche des Spanneinsatzes gebildet ist. Die werkzeugseitigen radialen Bohrungen in der Hülse münden in eine Ringnut mit zueinander konischen Flanken, in der ein Dichtelement angeordnet ist. In der werkzeugseitigen konischen Flanke sind am Umfang der Hülse verteilte Längsnuten angeordnet. Ein weiteres Dichtelement ist in einer stirnseitigen Aussparung der Hülse angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist die in der Arbeitsspindel 1 einer Werkzeugmaschine angeordnete Werkzeugspanneinrichtung 2 mit einer Spannzange im Schnitt dargestellt. In der Spannzange der Werkzeugspanneinrichtung 2 ist ein Spanneinsatz 3 mit einer zentrischen axialen Bohrung aufgenommen. Der Spanneinsatz 3 dient zur Übertragung der Spann- und Lösekraft von der als Rohr ausgebildeten Zug-/ Schubstange 22 auf die Spannzange der Werkzeugspanneinrichtung 2 und gewährleistet den Durchfluß eines Kühlmittels zentrisch durch die Arbeitsspindel 2 zum Werkzeugspannbolzen 21 und durch dessen Kühlmittelbohrungen zu den Werkzeugschneiden.

Zur druckbeaufsch lagbaren Führung des Kühlmittelstromes ist im Spanneinsatz 3 eine federbelastete Hülse 18 mit einem Dichtelement 19 angeordnet, das an der Stirnseite 20 des Werkzeugspannbolzens 21 anliegt. Aus den bereits erwäh-nten Gründen ist die Zuverlässigkeit dieser Abdichtung nicht unbedingt gewährleistet, so daß Kühlmittel austreten und teilweise zurückströmen kann und dabei in den zur Zuführung von Luft zum Steilkegel der Arbeitsspindel 1 von d^r Zug-/Schubstange 22 und der Bohrung der Arbeitsspindel 1 gebildeten koaxialen Zwischenraum gelangt.

Um dieses Rückströmen zu verhindern, ist zwischen .der Spannzange der Werkzeugspanneinrichtung 2 und der Zug-/ Schubstange-22 auf dem Spanneinsatz 3 die erfindungsgemäße Einrichtung mit der Hülse 5 angeordnet, die in einer Richtung den Durchgang von Luft in Richtung zum Steilkegel der Arbeitsspindel 1 ermöglicht und den Durchfluß von Kühlmittel in der gegenläufigen Richtung verhindert.

Die Luft bzw. ein beliebiges gasförmiges Medium gelangt über die radialen Bohrungen 8 der Hülse 5 in den Ringkanal 7, der von einer Aussparung 6 an der inneren Mantelfläche der Hülse 5 und der äußeren Mantelfläche des Spanneinsatzes 3 gebildet ist, und vondortindieradialenBohrungen9, dieineineRingnut13mit konischen Flanken 11, 12 mündet. lnderRingnut13istein Dichtelement 16 angeordnet, das durch den Druck der Luft ringförmig gespreizt wird und den Weg zu Längsnuten 14freigibt, die in der konischen Flanke 12 am Umfang der Hülse 5 verteilt sind und in den von der Werkzeugspanneinrichtung 2 eingenommenen Freiraum in der Arbeitsspindel^ münden. Ausgetretene und rückströmende Kühlflüssigkeit kann bis zur Hülse 5 gelangen, die mit einem in einer Ringnut 10 aufgenommenen und an der Bohrung der Arbeitsspindel 1 anliegenden Dichtelement 15 diese" Durchflußrichtung sperrt.

Ebenso ist ein Eindringen des Kühlmittels über die radialen Bohrungen 9 in den Ringkanal 7 nicht möglich, da das Dichtelement 16 vom Druck des Kühlmittels an die konischen Flanken 11,12der Ringnut 13gepreßtwird und die radialen Bohrungen 9 verschließt.

Das Rückströmen von Kühlmittel zwischen der Hülse 5 und dem Spanneinsatz 3 wird durch das in einer stirnseitigen Ausspa'rung der Hülse 5 angeordnete Dichtelement 17 verhindert.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Einrichtung zum Sperren der gegenläufigen Durchflußrichtung in einer Werkzeugmaschinenarbeitsspindel für eine in der Arbeitsspindel angeordnete Werzeugspanneinrichtung, die mittels eines axial durchbohrten Spanneinsatzes mit der in der Arbeitsspindel.konzentrisch aufgenommenen und als Rohr ausgebildeten Zug-/Schubstange verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß auf dem Spanneinsatz (3) eine mit diesem axial verschiebbare Hülse (5) zwischen der Werkzeugspanneinrichtung (2) und derZug-/Schubstange (22) angeordnet ist, daß in der Hülse (5) radiale Bohrungen (8, 9) und dazwischenliegend an der äußeren Mantelfläche eine ein Dichtelement (15) tragende Ringnut (10) angeordnet sind, daß die radialen Bohrungen (8, 9) durch einen Ringkanal (7) verbunden sind, wobei der Ringkanal (7) von einer an der inneren ' Mantelfläche der Hülse (5) angeordneten Aussparung (6) und der äußeren Mantelfläche (4) des Spanneinsatzes (3) gebildet ist, daß die radialen Bohrungen (9) in eine ein Dichtelement (16) tragende Ring nut (13) mit zueinander konischen Flanken (11., 12) münden, daß in der werkzeugseitigen konischen Flanke (12) am Umfang der Hülse (5) verteilte Längsnuten (14) angeordnet sind, und daß in einer stirnseitigen Aussparung der Hülse (5) ein Dichtelement (17) angeordnet ist.