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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
in einer Werkzeugmaschine, die Kühlmittelkanäle zur Versorgung
eines Werkzeugs mit Kühlmittelfluid
verbindet. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung,
die einen Kühlmittelkanal
einer Welle, der auf einer Hauptwelle ausgebildet ist, und einen
Kühlmittelkanal
eines Werkzeugs, der auf einem Werkzeug an einem Ende der Hauptwelle
ausgebildet ist, fluiddicht verbindet.
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Eine
bekannte Werkzeugmaschine ist so aufgebaut, daß unter Druck stehendes Kühlmittelfluid von
einer Spitze eines Werkzeugs, das an einer Hauptwelle befestigt
ist, zur Kühlung
und Schmierung eines Werkstückes,
ebenso wie zur Entfernung von Schneidspänen ausgestoßen wird.
Um Kühlmittelfluid
von einem Ende eines Kühlmittelkanals,
der auf einem Werkzeug ausgebildet ist, an ein Werkstück auszustoßen, ist
es notwendig, daß eine
fluiddichte Verbindung zwischen einem Kühlmittelkanal der Welle, der
auf der Hauptwelle ausgebildet ist, und dem Kühlmittelkanal des Werkzeugs,
der auf dem Werkzeug am Ende der Hauptwelle ausgebildet ist, herzustellen,
wobei der Kühlmittelkanal
des Werkzeugs einen Kühlmittelkanal
umfaßt,
der auf einem Werkzeughalter ausgebildet ist, der das Werkzeug fest
hält und
entfernbar auf der Hauptwelle hält.
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Zur
fluiddichten Verbindung zwischen dem Kühlmittelkanal der Welle und
dem Kühlmittelkanal des
Werkzeugs hat eine bekannte Werkzeugmaschine einen O-Ring oder eine
Dichtung oder Dichtungspackung auf der Hauptwelle. Wenn zum Beispiel
der Werkzeughalter auf der Hauptwelle montiert ist, wird der O-Ring
oder die Dichtung/Dichtungspackung um den Umfang einer Öffnung des
Kühlmittelkanals
in den Werkzeughalter gepreßt.
Auf diese Weise werden die Kühlmittelkanäle in der
Hauptwelle und im Werkzeughalter unter Verwendung des O-Rings oder der
Dichtung/Dichtungspackung, der/die auf der Hauptwelle montiert ist,
fluiddicht verbunden.
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Jedoch
kann es ein Dichtungsbauteil wie der O-Ring oder die Dichtung/Dichtungspackung
manchmal zulassen, daß Kühlmittelfluid
leckt, wenn er/sie für
einen langen Zeitraum verwendet werden, aufgrund von Verschleiß oder durch
Zerreißen.
In diesem Fall muß das
Dichtungsbauteil ersetzt werden. Jedoch ist es in der oben beschriebenen
Werkzeugmaschine sehr schwierig, das Dichtungsbauteil auszutauschen.
Beispielsweise offenbart die
japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung
Nr. 8-155783 den Austausch des O-Rings, der auf der inneren Oberfläche eines
Kühlmittelversorgungsbauteils
an dessen Ende befestigt ist, wobei ein Kühlmittelkanal enthalten ist,
der auf der Hauptwelle ausgebildet ist, in dem ein abnehmbares Bauteil,
das auf einem Ende des Kühlmittelversorgungsbauteils
aufgeschraubt ist, entfernt wird. Jedoch ist das Ende des Kühlmittelversorgungsbauteils,
wo der O-Ring eingepaßt
ist, deutlich einwärts
von einem Ende eines Gehäuses
für die Hauptwelle
angeordnet. Deshalb ist der Austausch des O-Rings an der entfernten
Position schwierig und störanfällig.
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Die
Druckschrift
DD 244
936 A1 betrifft eine Einrichtung zum Sperren der gegenläufigen Durchflussrichtung
in einer Werkzeugmaschinenarbeitsspindel für eine in der Arbeitsspindel
angeordnete Werkzeugspanneinrichtung, die eine Spannzange aufweist.
In der Spannzange ist ein Spanneinsatz mit einer zentrischen axialen
Bohrung aufgenommen. In dem Spanneinsatz wiederum ist eine Hülse verschiebbar
angeordnet, wobei die Hülse
durch eine Feder zu dem distalen Ende der Spindel hin vorgespannt
wird. An dem distalen Ende der federbelasteten Hülse ist ein ringförmiges Dichtelement
angeordnet, das durch die Vorspannkraft der Feder an die Stirnseite
eines Werkzeugspannbolzens gedrückt wird.
Die Feder ist dabei hinter der federbelasteten Hülse in einem Wellenkühlmittelkanal,
der durch den Spanneinsatz verläuft,
angeordnet.
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Die
Druckschrift
DE 32
43 112 A1 betrifft eine Durchflusssteuereinrichtung für Gas- und
Flüssigmedien
in einer Werkzeugmaschinenarbeitsspindel. In der Arbeitsspindel
ist eine Zugstange zum Einspannen eines Werkzeuges vorgesehen, wobei
in der Arbeitsspindel und in der Zugstange ein Durchgang für das Medium
vorgesehen ist. Die Zugstange ist an ihrem werkzeugseitigen Ende
als Zylinder zur Aufnahme eines Kolbens, der eine konzentrische
Durchgangsbohrung für
das Medium aufweist, ausgebildet. Die konzentrische Bohrung des
Kolbens ist mit einem Kugelventil verschließbar, wobei der erforderliche Druck
des Mediums zum Öffnen
des Kugelventils größer ist
als der Druck, der zum Verschieben des Kolbens innerhalb des Zylinders
der Zugstange erforderlich ist. An dem Kolben ist werkzeugseitig
ferner ein Dichtelement angeordnet, das im Einsatz gegen einen Spannbolzen,
der zur Aufnahme eines Werkzeuges ausgebildet ist, gedrückt wird.
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Die
Druckschrift
DE 87
03 268 U1 betrifft eine Spannzange für eine Spannvorrichtung, die
in eine Werkzeugmaschinenspindel einsetzbar ist.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
in einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, die wartungsarm ist und
gleichzeitig den Austausch erleichtert.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs
10 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung hat die Werkzeugmaschine eine Hauptwelle, die
mit einem Wellenkühlmittelkanal
versehen ist, zur Lieferung von Kühlmittelfluid für ein Werkzeug,
das an einem entfernten Ende der Hauptwelle befestigt ist, wobei
der Wellenkühlmittelkanal
fluiddicht mit einem Kühlmittelkanal,
der auf dem Werkzeug ausgebildet ist, verbunden ist, wobei ein Dichtungsbauteil
eine Kühlmittelfluidleckage
durch Pressen eines Umfangs einer Öffnung an den Werkzeugkühlmittelkanal
verhindert, das leicht austauschbar ist.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist eine Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
in einer Werkzeugmaschine vorgesehen. Die Werkzeugmaschine hat eine
Hauptwelle, die mit einem Wellenkühlmittelkanal zur Lieferung
von Kühlmittel
für ein Werkzeug,
das an einem entfernten Ende der Hauptwelle befestigt ist, hat.
Der Wellenkühlmittelkanal
ist mit einem Werkzeugkühlmittelkanal,
der auf dem Werkzeug ausgebildet ist, fluiddicht verbunden. Die Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
kann ein Dichtungsbauteil enthalten, das verhindert, dass Kühlmittelfluid
aus einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Wellenkühlmittelkanal
und dem Werkzeugkühlmittelkanal
austritt, und eine Kühlmitteldüse, die
abnehmbar an dem entfernten Ende der Hauptwelle befestigt ist.
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Die
Kühlmitteldüse ist mit
einem Hohlraum ausgebildet, der mit dem Wellenkühlmittelkanal und dem Werkzeugkühlmittelkanal
verbunden werden soll, während
das Werkzeug auf der Hauptwelle befestigt wird. Die Kühlmitteldüse befestigt
das Dichtungsbauteil abnehmbar an dem Umfang einer Öffnung des
Wellenkühlmittelkanals.
Das Dichtungsbauteil wird durch die Kühlmitteldüse gegen einen Umfang einer Öffnung des
Kühlmittelkanals
des Werkzeugs gepreßt.
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In
der Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
der Erfindung wird das Dichtungsbauteil gegen den Umfang der Öffnung des
Werkzeugkühlmittelkanals
gepreßt,
wenn das Werkzeug an der Hauptwelle befestigt wird, wobei verhindert
wird, daß Kühlmittelfluid
aus dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Wellenkühlmittelkanal
und dem Werkzeugkühlmittelkanal
austritt. Das Dichtungsbauteil ist an der Kühlmitteldüse befestigt. Die Kühlmitteldüse ist von
dem entfernten Ende der Hauptwelle abnehmbar. Dieser Aufbau ermöglicht es,
daß das
Dichtungsbauteil und die Kühlmitteldüse leicht
voneinander entfernt werden können.
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Der
Hohlraum ist in der Kühlmitteldüse ausgebildet.
Der Hohlraum ist mit dem Wellenkühlmittelkanal
und dem Werkzeugkühlmittelkanal
verbunden, während
das Werkzeug auf der Hauptwelle befestigt ist. In der Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung können der
Wellenkühlmittelkanal
und der Werkzeugkühlmittelkanal
mit Hilfe des Dichtungsbauteil fluiddicht verbunden werden. Zusätzlich wird
das Dichtungsbauteil zusammen mit der Kühlmitteldüse von der Hauptwelle entfernt,
wie oben beschrieben wurde. Dies ermöglicht es einem Benutzer, das
Dichtungsbauteil in greifbarer Nähe
durch ein neues zu ersetzen. Wenn die Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
an einer Werkzeugmaschine angewandt wird, kann eine Kühlmittelfluidleckage
in der Hauptwelle verhindert werden und die Einfachheit der Wartung
wird verbessert.
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Ein
naheliegendes Ende der Kühlmitteldüse ist fluiddicht
und verschiebbar in dem Wellenkühlmittelkanal
eingesetzt. Die Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
kann desweiteren ein Vorspannbauteil enthalten, das die Kühlmitteldüse zu einem
entfernten Ende der Hauptwelle vorspannt, und ein Stopperbauteil,
das entfernbar an der Hauptwelle befestigt ist, und das die Kühlmitteldüse auf einer
Seite des entfernten Endes des Hauptwelle durch Eingriff hiermit
stoppt, so daß die
Kühlmitteldüse daran
gehindert wird, aus dem entfernten Ende der Hauptwelle herauszukommen.
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In
der Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
ist das naheliegende Ende der Kühlmitteldüse fluiddicht
und verschiebbar in den Wellenkühlmittelkanal
eingesetzt. Die Kühlmitteldüse, die
in den Wellenkühlmittelkanal
eingesetzt ist, wird durch das Vorspannbauteil zum entfernten Ende
der Hauptwelle hin vorgespannt, so daß das Dichtungsbauteil vorteilhaft
gegen den Umfang der Öffnung
des Wellenkühlmittelkanals
gepreßt
wird, mittels einer Vorspannkraft des Vorspannbauteils, insbesondere,
wenn das Dichtungsbauteil am entfernten Ende der Kühlmitteldüse vorgesehen
ist. Somit kann eine Kühlmittelfluidleckage
wirksam verhindert werden.
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Das
Stopperbauteil ist entfernbar an der Hauptwelle entgegen der Vorspannkraft
befestigt, wobei es die Kühlmitteldüse auf einer
Seite des entfernten Endes der Hauptwelle stoppt. Wenn das Stopperbauteil
mit der Hauptwelle in Eingriff ist, wird die Kühlmitteldüse durch die Vorspannkraft
daran gehindert, in Richtung des entfernten Endes der Hauptwelle
herauszukommen. Wenn das Stopperbauteil von der Hauptwelle entfernt
wird, kann die Kühlmitteldüse leicht
davon entfernt werden. Bei diesem Aufbau kann eine Kühlmittelfluidleckage
wirksam verhindert wer den und das Dichtungsbauteil, das an der Kühlmitteldüse befestigt
ist, kann einfach ausgetauscht werden.
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Wenn
das Stopperbauteil von der Hauptwelle entfernt wird, können die
Kühlmitteldüse und das Vorspannbauteil
gemeinsam von der Hauptwelle auf einer Seite des entfernten Endes
hiervon entfernt werden.
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Da
die Kühlmitteldüse und das
Vorspannbauteil zusammen von der Hauptwelle auf der Seite des entfernten
Endes hiervon entfernt werden können,
kann das Vorspannbauteil, wie beispielsweise eine Feder, infolge
des Entfernen des Stopperbauteils von der Hauptwelle leicht ausgetauscht
werden, in den Fällen,
in denen das Vorspannbauteil aufgrund einer Verschlechterung bzw.
Abnützung
im Laufe der Zeit ausgetauscht werden muß. Dieser Aufbau ermöglicht es,
daß das
Vorspannbauteil leicht ersetzt wird, was zu einer Verbesserung der
Einfachheit der Wartung einer Werkzeugmaschine führt.
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Das
Vorspannbauteil ist außerhalb
der Kühlmitteldüse angeordnet.
Wenn das Vorspannbauteil, wie beispielsweise die Feder, im Inneren
des Kühlmittelkanals
angeordnet ist, kann das Vorspannbauteil einer Korrosion durch das
Kühlmittelfluid
unterworfen sein. In der Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
der Erfindung wird das Vorspannbauteil außerhalb der Kühlmitteldüse angeordnet,
so daß das Vorspannbauteil
keiner Korrosion durch das Kühlmittelfluid
unterworfen ist. Wenn beispielsweise eine Feder als Vorspannbauteil
verwendet wird, ist es herkömmlicherweise
notwendig, daß die
Feder aus einem Material hergestellt wird, das eine exzellente Korrosionsbeständigkeit
hat, wie beispielsweise rostfreier Stahl (SUS), um die Korrosion
der Feder durch das Kühlmittelfluid
zu verhindern. Jedoch kann eine Feder, die aus weitverbreiteten,
kostengünstigen
Materialien hergestellt ist, wie beispielsweise Stahl, in der Kühlmittelkanalverbin dungsvorrichtung
der Erfindung verwendet werden, da die Feder keiner Korrosion durch
das Kühlmittelfluid
unterworfen wird. Auf diese Weise werden die Herstellungskosten
reduziert, während
die Korrosion des Vorspannbauteils verhindert wird.
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Das
naheliegende Ende der Kühlmitteldüse ist fluiddicht
und verschiebbar in dem Wellenkühlmittelkanal
eingesetzt. Die Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
kann desweiteren ein zweites Dichtungsbauteil enthalten, das in
der Nähe
des naheliegenden Endes der Kühlmitteldüse vorgesehen
ist. Das zweite Dichtungsbauteil hält eine Fluiddichtigkeit zwischen einer
inneren Wand des Wellenkühlmittelkanals
und einem Außenumfang
der Kühlmitteldüse aufrecht.
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Wenn
das naheliegende Ende der Kühlmitteldüse fluiddicht
und verschiebbar in dem Wellenkühlmittelkanal
eingesetzt ist, ist es vorteilhaft, wenn ein Dichtungsbauteil vorgesehen
ist, um die Fluiddichtigkeit zwischen der Innenwand des Wellenkühlmittelkanals
und dem Außenumfang
der Kühlmitteldüse aufrechtzuerhalten.
Ein solches Dichtungsbauteil kann verhindern, daß Kühlmittelfluid am naheliegenden
Ende der Kühlmitteldüse entweicht,
so daß das
zweite Dichtungsbauteil in der Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
vorgesehen ist. Das zweite Dichtungsbauteil kann zusammen mit der
Kühlmitteldüse von der
Hauptwelle entfernt werden, wenn die Kühlmitteldüse von der Hauptwelle entfernt
wird.
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Durch
Entfernen des zweiten Dichtungsbauteils von der Haupt welle zusammen
mit der Kühlmitteldüse kann
das zweite Dichtungsbauteil in greifbarer Nähe durch ein neues ersetzt
werden, ähnlich
wie das erste Dichtungsbauteil ersetzt wird. In der Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
der Erfindung kann eine Kühlmittelfluidleckage
wirksam verhindert werden und die Leichtigkeit der Wartung einer Werkzeugmaschine
wird verbessert.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die nachfolgenden
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Schnittansicht einer Hauptwelle nahe ihres Endes, auf die eine
Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung angewandt wird;
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2 ist
eine Schnittansicht der Hauptwelle nahe ihres einen Endes in einer
Abwandlung des Ausführungsbeispiels;
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3 ist
eine Schnittansicht der Hauptwelle nahe ihres einen Endes in einer
anderen Abwandlung des Ausführungsbeispiels;
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4 ist
eine Schnittansicht der Hauptwelle nahe ihres einen Endes in einer
weiteren Abwandlung des Ausführungsbeispiels.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. beschrieben. 1 zeigt
eine Schnittansicht einer Hauptwelle 1 nahe ihres einen
Endes, auf die eine Kühlmittelkanalverbindungsvorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung angewandt wird. Ein (nicht gezeigtes) Gehäuse für die Hauptwelle 1 ist
mit einer Spindel 5 versehen, die drehbar durch ein Lager 3 gelagert
wird. Die Spindel 5 hat ein Wellendurchgangsloch 5A,
das sich entlang der Mittelachse der Spindel 5 erstreckt.
Auf der Seite des entfernten Endes (untere Seite in 1)
des Wellendurchgangslochs 5A hat die Spindel 5 ein
Werkzeugbefestigungsloch 5B, dessen Langsquerschnitt eine trapezförmige Gestalt
hat, wie in 1 gezeigt ist. Das Werkzeugbefestigungsloch 5B ist
so aufgebaut, daß ein
Werkzeughalter 90 darin montiert wird, der ein Werkzeug
(nicht gezeigt) fest hält.
Ein Zugbolzen 91 des Werkzeughalters 90, der in
dem Werkzeugbefestigungsloch 5B sitzt, ist durch eine bekannte Spannpatrone
(nicht gezeigt) an der Spindel 5 befestigt, um gemeinsam
mit der Spindel 5 zu drehen. Ein Kühlmittelversorgungsbauteil 7 ist
vorgesehen, um sich durch einen im wesentlichen mittigen Abschnitt des
Wellendurchgangslochs 5A zu erstrecken. In dem Kühlmittelversorgungsbauteil 7 ist
ein Wellenkühlmittelkanal 7A ausgebildet.
Ein Lagerbauteil 9 ist zwischen der äußeren Oberfläche des
Kühlmittelversorgungsbauteils 7 an
dessen entfernten Ende und der Innenwand des Wellendurchgangslochs 5A vorgesehen.
Das Lagerbauteil 9 ist durch eine Schraube mit dem Kühlmittelversorgungsbauteil 7 verbunden. Das
Lagebauteil 9 kann zusammen mit dem Kühlmittelversorgungsbauteil 7 relativ
zu der Spindel 5 in den (axialen) Vorspannrichtungen gleiten.
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Am
Ende des Wellenkühlmittelkanals 7A ist ein
Abschnitt 7B mit großem
Durchmesser ausgebildet, in den ein naheliegender Endabschnitt 11A (oberer
Endabschnitt in 1) einer Kühlmitteldüse 11 eingesetzt werden
kann. Ein entfernter Endabschnitt 11B der Kühlmitteldüse 11 hat
einen größeren Durchmesser
als der naheliegende Endabschnitt 11A der Düse 11,
und einen kleineren Durchmesser als die naheliegende Endseite des
Zugbolzens 91. Auf dem entfernten Endabschnitt 11B ist
ein angeflanschter Abschnitt 110, dessen Durchmesser größer als
der entfernte Endabschnitt 11B ist, auf der Seite des naheliegenden
Endes davon ausgebildet. Eine Spiralfeder 15 ist als Vorspannbauteil
zwischen dem geflanschten Abschnitt 110 und einer Beilagscheibe 13 komprimiert
vorgesehen, wobei die Beilagscheibe 13 an der entfernten
Abschlußseite
des Kühlmittelversorgungsbauteils 7 vorgesehen
ist. Die Kühlmitteldüse 11 steht
mit einer Stopperschraube 17 als ein Stopperbauteil in
Eingriff, das verhindert, daß die Kühlmitteldüse 11 in
der Richtung des entfernten Endes der Spindel 5 herauskommt
(zur unteren Seite in 1).
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Die
Außenseite
der Stopperschraube 17 ist auf der inneren Wand des Lagerbauteils 9 nahe
seines entfernten Endes aufgeschraubt. Die Stopperschraube 17 hat
ein Loch 17A, das im wesentlichen in seinem Mittelabschnitt
vorgesehen ist. Der entfernte Endabschnitt 11B der Kühlmitteldüse 11 ist
verschiebbar in das Loch 17A eingesetzt. Der Durchmesser
des Lochs 17A ist kleiner als derjenige des Flanschabschnitts 11C.
Die Stopperschraube 17, die mit dem Lagerbauteil 9 in
Eingriff steht, verhindert, daß die
Kühlmitteldüse 11,
wie vorstehend beschrieben wurde, gegen eine Vorspannkraft der Spiralfeder 15 herauskommt.
Die entfernte Endseite der Kühlmitteldüse 11 stellt
einen Kontakt zu der naheliegenden Endseite des Zugbolzens 91 her,
und zwar durch die oben beschriebene Vorspannkraft der Spiralfeder 15. In
der entfernten Endseite der Kühlmitteldüse 11 ist eine
ringförmige
Nut 11D ausgebildet. Die ringförmige Nut 11D umgibt
den äußeren Umfang
einer Öffnung
eines Kühlmittelkanals 90A in
dem Werkzeughalter 90. Ein O-Ring 19 ist als Dichtungsbauteil
in der ringförmigen
Nut 11D eingepaßt.
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Ein
Hohlraum 11E ist in dem im wesentlichen mittigen Abschnitt
der Kühlmitteldüse 11 ausgebildet und
verbindet den Kühlmittelkanal 90A des
Werkzeughalters 90 und den Wellenkühlmittelkanal 7A. Auf
der Außenseite
der Kühlmitteldüse 11 ist
an ihrem naheliegenden Ende eine Ausnehmung 11F ausgebildet.
In der Ausnehmung 11F befindet sich ein O-Ring 21 als
zweites Dichtungsbauteil, der für eine
Fluiddichtigkeit zwischen dem Abschnitt 7B mit großem Durchmesser
des Wellenkühlmittelkanals 7A und
der Außenseite
der Kühlmitteldüse 11 sorgt. Über der
Außenfläche des
Kühlmittelversorgungsbauteils 7 ist
ein O-Ring 23 aufgesteckt, der für eine Fluiddichtigkeit zwischen
der Außenseite
des Kühlmittelversorgungsbauteils 7 und
dem Lagerbauteil 9 sorgt. Über der Außenseite des Lagerbauteils 9 ist ein
O-Ring 25 aufgesteckt, der für die Fluiddichtigkeit zwischen
der Au ßenseite
des Lagerbauteils 9 und dem Wellendurchgangsloch 5A sorgt.
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Der
Werkzeughalter 90 ist in das Werkzeugbefestigungsloch 5B eingesetzt
und durch die oben beschriebene Spannpatrone befestigt. Der O-Ring 19 wird
durch die Vorspannkraft der Spiralfeder 15 gegen die naheliegende
Oberfläche
des Zugbolzens 91, angrenzend an der Öffnung zu dem Kühlmittelkanal 90A des
Werkzeughalters 90, gepreßt. Der O-Ring 19 verhindert,
daß das
Kühlmittelfluid
aus der Öffnung
herausleckt. Der Wellenkühlmittelkanal 7A und
der Kühlmittelkanal 90A des
Werkzeughalters 90 sind fluiddicht durch den Hohlraum 11E der
Kühlmitteldüse 11 verbunden.
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Auf
diese Weise kann das Kühlmittelfluid, das
durch den Wellenkühlmittelkanal 7A strömt, wirksam
aus einer Spitze des Werkzeugs ohne zu lecken ausgestoßen werden.
Zusätzlich
kann eine Leckage des Kühlmittelfluids
durch den O-Ring 21 wirksamer verhindert werden, der zwischen
der Außenseite
der Kühlmitteldüse 11 und
dem Abschnitt 7B mit großem Durchmesser des Wellenkühlmittelkanals 7A vorgesehen
ist.
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Wenn
der Werkzeughalter 90 von dem Werkzeugbefestigungsloch 5B entfernt
wird und wenn anschließend
die Stopperschraube 17 von dem Lagerbauteil 9 unter
Verwendung eines speziellen Werkzeuges entfernt wird, kann die Kühlmitteldüse 11 zusammen
mit dem O-Ring 19,
der Spiralfeder 15, der Beilagscheibe 13 und dem
O-Ring 21 entfernt
werden. Ein Benutzer kann die O-Ringe 19, 21 und
die Spiralfeder 15 in greifbarer Nähe einfach durch neue ersetzen.
Die O-Ringe 19, 21 werden beispielsweise unter
Verwendung einer Nadel oder eines Zapfens von der Kühlmitteldüse 11 entfernt.
Anschließend werden
neue O-Ringe 19, 21 jeweils in der ringförmigen Nut 11D und
der Ausnehmung 11F eingepaßt. Danach wird eine neue Spiralfeder 15 über die
Kühlmitteldüse ein gesetzt.
Die Kühlmitteldüse 11,
in der neue O-Ringe 19, 21 und die Spiralfeder 15 montiert sind,
kann in dem Lagerbauteil 9 eingesetzt werden.
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Danach
wird die Stopperschraube 17 mit dem Lagerbauteil 9 in
Eingriff gebracht, um die Kühlmitteldüse 11 daran
zu hindern, herauszukommen. Somit wird der Austausch der O-Ringe 19, 21 und
der Spiralfeder 15 vollendet. Die Arbeitsschritte des Befestigens
oder Entfernen der Kühlmitteldüse 11 und der
Stopperschraube 17 werden einfacher, wenn das Lagerbauteil 9 und
das Kühlmittelversorgungsbauteil 7 soweit
wie möglich
zur Seite des entfernten Endes der Hauptwelle 1 verschoben
werden. In einer solchen Werkzeugmaschine, die die Hauptwelle 1 des Ausführungsbeispiels
enthält,
wird die Einfachheit der Wartung stark verbessert. Zusätzlich wird
die Spiralfeder 15 keiner Korrosion durch das Kühlmittelfluid unterworfen,
da die Spiralfeder 15 über
der Außenoberfläche der
Kühlmitteldüse 11 eingesetzt
wird. Deshalb können
weithin bekannte, kostengünstige
Materialien wie beispielsweise Stahl für die Spiralfeder 15 verwendet
werden, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten führt, während die
Korrosion der Spiralfeder 15 verhindert wird.
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Werkzeugmaschinen
sind im allgemeinen mit einer Vielzahl an Werkzeughaltern für jedes Werkzeug
versehen. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Dichtungsbauteil
nicht notwendigerweise für
jeden der Werkzeughalter vorgesehen, so daß die Systemkosten nicht ansteigen werden.
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Abwandlungen
der Hauptwelle 1 werden unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
Es soll betont werden, daß die
Bezugszeichen in 1 ähnliche Komponenten wie diejenigen
in den 2 bis 4 bezeichnen und eine detaillierte
Erläuterung
hinsichtlich der 2 bis 4 weggelassen
wird. Die Bezugszeichen in 2 bezeichnen ähnliche
Komponenten, wie diejenigen, die in den 3 und 4 gezeigt
sind, so daß auch
hier eine detaillierte Erläuterung
weggelassen wird.
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In
einer Hauptwelle 31, die in 2 gezeigt ist,
ist eine Schraubenbohrung 11G in der inneren Oberfläche der
ringförmigen
Nut 11D am entfernten Endabschnitt 11B der Kühlmitteldüse 11 ausgebildet. Ein
abnehmbares Bauteil 33 ist in die Schraubenbohrung 11G eingeschraubt.
Das abnehmbare Bauteil 33 ist mit einem Hohlraum 33A versehen,
der denselben Durchmesser wie der Hohlraum 11E hat, um
den Hohlraum 11E der Kühlmitteldüse 11 und
den Kühlmittelkanal 90A des
Werkzeughalters 90 zu verbinden. Auf der Innenwand der
Schraubenbohrung 11G ist O-Ring 35 befestigt,
der die Fluiddichtigkeit zwischen der Außenoberfläche des abnehmbaren Bauteils 33 und
der Kühlmitteldüse 11 aufrechterhält.
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In
der so aufgebauten Hauptwelle 31 wird die Kühlmitteldüse 11 zuerst
entfernt, wie vorstehend beschrieben wurde, wenn der O-Ring 19 durch
einen neuen ersetzt wird. Anschließend wird das abnehmbare Bauteil 33 von
der Kühlmitteldüse 11 entfernt. Der
O-Ring 19 ist zwischen der Außenseite des abnehmbaren Bauteils 33 und
der ringförmigen
Nut 11D befestigt. Somit wird der O-Ring 19 einfach ausgestauscht.
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Unterschiede
zwischen der Kühlmitteldüse 11 der
Hauptwelle 51, die in 3 gezeigt
ist, und der Kühlmitteldüse 11 der
Hauptwelle 31, die in 2 gezeigt
ist, werden nachstehend beschrieben. In der Welle 51 ist
die ringförmige
Nut 11D auf dem abnehmbaren Bauteil 33 ausgebildet.
Der O-Ring 35 ist an dem abnehmbaren Bauteil befestigt.
Die Stopperschraube 17 wird für die Hauptwelle 51 nicht
verwendet. Statt dessen ist ein Stopperabschnitt 9A, der
im wesentlichen das gleiche Querschnittsprofil wie die Stopperschraube 17 hat,
einstückig
mit dem Lagerbauteil 9 in der Nähe seines entfernten Endes
ausgebildet.
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In
der oben beschriebenen Hauptwelle 51 erfordert der Austausch
der Spiralfeder 15 die Demontage der Welle 51 von
deren naheliegendem Ende aus. Die O-Ringe 19, 35 werden
zusammen mit dem abnehmbaren Bauteil 33 entfernt, wenn
der Werkzeughalter 90 von dem Werkzeugbefestigungsloch
B entfernt wird, und anschließend
wird das abnehmbare Bauteil 33 von der Kühlmitteldüse 11 entfernt.
Deshalb können
die O-Ringe 19, 35 leicht ausgetauscht werden,
wie oben hinsichtlich der Ausführungsbeispiele,
die die Hauptwelle 31 verwenden, beschrieben wurde. Die
Spiralfeder 15 wird über
die Außenoberfläche der
Kühlmitteldüse 11 eingesetzt,
so daß die
Spiralfeder 15 keiner Korrosion durch das Kühlmittelfluid
unterworfen wird, wie oben in den Ausführungsbeispielen, die die Hauptwellen 1, 31 verwenden,
beschrieben wurde.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
berührt
der O-Ring 19 die
naheliegende Abschlußseite
des Zugbolzens 91. Jedoch kann der O-Ring 19 die
Innenwand eines Kühlmittelkanals 190A eines
Werkzeughalters 190 berühren,
wenn er in einer Hauptwelle 71 vorgesehen ist, die in 4 gezeigt
ist. Wie in 4 zu sehen ist, hat der Kühlmittelkanal 190a des
Werkzeughalters 190 an seinem naheliegenden Ende einen
Abschnitt 190B mit großem
Durchmesser. Die Kühlmitteldüse 11 der Hauptwelle 71 hat
einen Vorsprung 11H an ihrem entfernten Ende. Der Vorsprung 11H steht
mit dem Abschnitt 190B mit großem Durchmesser in Eingriff.
Der O-Ring 19 ist über
der Außenoberfläche des
Vorsprungs 11H aufgesteckt.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, kann der O-Ring 19 so vorgesehen
sein, daß er
die naheliegende Abschlußseite
des Zugbolzens 91 berührt, oder
daß er
die Innenwand des Kühlmittelkanals 190A des
Werkzeughalters 190 berührt.
Jedoch ist der Effekt des Vorspannens der Kühlmitteldüse 11 durch die Spiralfeder 15 in
dem ersteren Fall bemerkenswerter, das heißt, wenn der O-Ring 19 am
entfernten Ende der Kühlmitteldüse 11 vorgesehen
ist, um gegen die naheliegende Abschlußseite des Zugbolzens 91 zu
pressen.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde, sollte klar sein, daß die
Erfindung nicht auf die einzelnen Ausführungen, die in den vorgenannten
Ausführungsbeispielen
gezeigt sind, beschränkt
ist. Verschiedene Abwandlungen und Veränderungen können vorgenommen werden, ohne
den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Beispielsweise
kann eine Dichtungspackung oder eine Dichtungsfüllung verwendet werden, obwohl
die vorgenannten Ausführungsbeispiele
einen O-Ring als Dichtungsbauteil verwenden. In den oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen
wird eine Spiralfeder als Vorspannbauteil verwendet. Jedoch kann auch
ein Gummi oder ein elastisches Material oder eine Plattenfeder verwendet
werden. Ferner muß das
Vorspannbauteil nicht notwendigerweise vorgesehen werden. Es kann
zum Beispiel ein Bauteil direkt am Ende des Kühlmittelversorgungskanals 7 vorgesehen
werden, das dem abnehmbaren Bauteil 33, das in 3 gezeigt
ist, ähnlich
ist.
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Ein
naheliegendes Ende einer Kühlmitteldüse 11 ist
in einen Abschnitt mit großem
Durchmesser eingesetzt, der an einem Ende eines Wellenkühlmittelkanals 7A vorgesehen
ist. Die Kühlmitteldüse 11 wird
durch eine Spiralfeder 15 zu deren entfernten Ende gedrängt und
durch eine Stopperschraube 17 daran gehindert, herauszukommen.
An der entfernten Endseite der Kühlmitteldüse 11 ist
ein O-Ring 19 als ein Dichtungsbauteil vorgesehen, das
den Umfang einer Öffnung
mit einem Kühlmittelkanal 90A eines
Werkzeughalters 90 berührt.
Der O-Ring 19 kann leicht ausgetauscht werden, da der O-Ring
zusammen mit der Kühlmitteldüse 11 nach
dem Entfernen der Stopperschraube 17 entfernt werden kann.