DE102010007399B4 - Workpiece or tool holding device of a machine tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtung (10) einer Werkzeugmaschine mit einem Gestell (20), mit einer gegenüber dem Gestell (20) um eine Hauptachse (2) drehbar gelagerten Arbeitsspindel mit einem Spindelhauptkörper (30), an dem eine verstellbare Spanneinrichtung (36) zur Aufnahme eines Werkstücks oder Werkzeugs vorgesehen ist, und mit einem Stellorgan (50), welches gegenüber dem Spindelhauptkörper (30) um die Hauptachse (2) drehbar gelagert ist, wobei die Spanneinrichtung (36) derart ausgebildet ist, dass sie durch eine Relativdrehung des Stellorgans (50) gegenüber dem Spindelhauptkörper (30) verstellbar ist, und ein Überlagerungsgetriebe (60) vorgesehen ist, mittels dessen bewirkt wird, dass einerseits eine Rotation des Spindelhauptkörpers (30) gegenüber dem Gestell (20) und andererseits eine Rotation eines Einflussorgans (70) gegenüber dem Gestell (20) jeweils eine Rotation des Stellorgans (50) gegenüber dem Gestell (20) bewirkt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Einflussorgan (70) durch den Rotor (70) eines gestellseitig abgestützten Hohlwellenmotors (80) gebildet wird, wobei die Rotordrehachse (2) des Rotors (70) koaxial zur Hauptachse (2) ausgerichtet ist. Verwendung für besonders kompakter Werkstück- oder Werkzeug haltevorrichtungen.The invention relates to a workpiece or tool holding device (10) of a machine tool with a frame (20), with a work spindle rotatably mounted about a main axis (2) relative to the frame (20), with a spindle main body (30) on which an adjustable clamping device ( 36) is provided for receiving a workpiece or tool, and with an actuator (50) which is rotatably mounted about the main axis (2) relative to the spindle main body (30), the clamping device (36) being designed in such a way that it is supported by a Relative rotation of the actuator (50) relative to the spindle main body (30) is adjustable, and a superposition gear (60) is provided, by means of which on the one hand rotation of the spindle main body (30) relative to the frame (20) and on the other hand a rotation of an influencing member (70) relative to the frame (20) each causes a rotation of the actuator (50) relative to the frame (20). According to the invention, the influencing element (70) is formed by the rotor (70) of a hollow shaft motor (80) supported on the frame, the rotor axis of rotation (2) of the rotor (70) being aligned coaxially to the main axis (2). Use for particularly compact workpiece or tool holding devices.
Description
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art
Die Erfindung betrifft eine Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtung einer Werkzeugmaschine mit einem Gestell, mit einer gegenüber dem Gestell um eine Hauptachse drehbar gelagerten Arbeitsspindel mit einem Spindelhauptkörper, an dem eine verstellbare Spanneinrichtung zur Aufnahme eines Werkstücks oder Werkzeugs vorgesehen ist, und mit einem Stellorgan, welches gegenüber dem Spindelhauptkörper um die Hauptachse drehbar gelagert ist. Dabei ist die Spanneinrichtung derart ausgebildet, dass sie durch eine Relativdrehung des Stellorgans gegenüber dem Spindelhauptkörper verstellbar ist. Weiterhin ist ein Überlagerungsgetriebe vorgesehen, mittels dessen bewirkt wird, dass einerseits eine Rotation des Spindelhauptkörpers gegenüber dem Gestell und andererseits in der Rotation eines Einflussorgans gegenüber dem Gestell jeweils eine Rotation des Stellorgans gegenüber dem Gestell bewirkt.The invention relates to a workpiece or tool holding device of a machine tool with a frame, with a relative to the frame about a main axis rotatably mounted work spindle with a spindle main body on which an adjustable clamping device is provided for receiving a workpiece or tool, and with an actuator, which opposite the spindle main body is rotatably mounted about the main axis. In this case, the clamping device is designed such that it is adjustable relative to the spindle main body by a relative rotation of the actuator. Furthermore, a superposition gear is provided, by means of which causes on the one hand causes a rotation of the spindle main body relative to the frame and on the other hand in the rotation of an influencing element relative to the frame in each case a rotation of the actuator relative to the frame.
Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtungen für eine Werkzeugmaschine sind allgemein bekannt. Sie können in der beschriebenen Art eine Spanneinrichtung aufweisen, die verstellbar ist, um zur Aufnahme eines Werkstücks oder Werkzeugs geöffnet zu werden und nach Einsetzen dieses Werkzeugs oder Werkstücks geschlossen zu werden. Dies erfolgt bei gattungsgemäßen Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtung über ein um die Hauptachse drehbares Stellorgan, welches beispielsweise über einen Gewindetrieb auf eine Zugstange wirken kann, die ihrerseits durch die über den Gewindetrieb bewirkbare axiale Verlagerung gegenüber dem Spindelhauptkörper der Arbeitsspindel das Öffnen oder Schließen der Spanneinrichtung hervorruft.Workpiece or tool holding devices for a machine tool are well known. They may, in the manner described, have a clamping device which is adjustable to be opened for receiving a workpiece or tool and to be closed after insertion of this tool or workpiece. This is done in generic workpiece or tool holding device via a rotatable about the main axis actuator which can act, for example via a screw on a pull rod, which in turn causes the opening or closing of the clamping device by the effected via the screw axial displacement relative to the spindle main body of the work spindle.
So ist aus der
Gattungsgemäße Gestaltungen sind aus der
Auch wenn die Gestaltung des Überlagerungsgetriebes gemäß der
Aufgabe und LösungTask and solution
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtung einer Werkzeugmaschine dahingehend weiterzubilden, dass diese einen kompakten Aufbau aufweist.The object of the invention is to develop a generic workpiece or tool holding device of a machine tool to the effect that it has a compact structure.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Einflussorgan durch den Hohlwellenrotor eines gestellseitig abgestützten Hohlwellenmotors gebildet wird, wobei die Rotordrehachse des Hohlwellenrotors koaxial zur Hauptachse ausgerichtet ist.According to the invention this is achieved in that the influencing element is formed by the hollow shaft rotor of a frame side supported hollow shaft motor, wherein the rotor rotational axis of the hollow shaft rotor is aligned coaxially to the main axis.
Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass als Stellmotor ein Motor Verwendung findet, der als Hohlwellenmotor ausgebildet ist, so dass sein Hohlrotor unmittelbar das Einflussorgan bilden kann, mittels dessen das Stellorgan gegenüber dem Spindelhauptkörper gedreht werden kann. Hierdurch wird die beabsichtigte geringe Baugröße der Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtung erzielt. Der Stator des Stellmotors ist gestellfest vorgesehen.According to the invention, it is accordingly provided that a motor is used as servomotor, which motor is designed as a hollow shaft motor, so that its hollow rotor can directly form the influencing element, by means of which the actuator can be rotated relative to the spindle main body. As a result, the intended small size of the workpiece or tool holding device is achieved. The stator of the servomotor is provided fixed to the frame.
Der Hohlrotor ist vorzugsweise bezogen auf die Hauptachse in axialer Richtung zumindest abschnittsweise auf Höhe des Spindelhauptkörpers und/oder eines dazu drehfest angeordneten Zugorgans angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass die axiale Baugröße der Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtung gering gehalten werden kann. Vorzugsweise überragt der Rotor des als Stellmotor agierenden Hohlwellenmotors den Spindelhauptkörper und/oder das Zugorgan in axialer Richtung nicht.The hollow rotor is preferably arranged with respect to the main axis in the axial direction at least in sections at the height of the spindle main body and / or a thereto rotatably arranged pulling member. This ensures that the axial size of the workpiece or tool holding device can be kept low. Preferably, the rotor projects beyond the actuator acting hollow shaft motor, the spindle main body and / or the tension member in the axial direction not.
Das Überlagerungsgetriebe ist derart ausgebildet, dass die Drehzahl des Stellorgans um die Hauptachse gegenüber dem Gestell sowohl von der Drehzahl des separat angetrieben Spindelhauptkörpers gegenüber dem Gestell als auch von der Drehzahl des Einflussorgans gegenüber dem Gestell abhängt. Vorzugsweise drehen bei einem Stillstand des Hohlwellenrotors der Spindelhauptkörper und das Stellorgan mit synchronisierten Geschwindigkeiten. Am Einflussorgan kann eine Schaltkupplung oder Bremse vorgesehen sein, mittels derer eine Relativdrehung des Einflussorgans gegenüber dem Gestell form- oder kraftschlüssig verhindert wird, um eine Sicherung eines zuvor hergestellten Spannzustandes an der Spanneinrichtung zu bewirken.The superposition gear is designed such that the speed of the actuator about the main axis relative to the frame depends both on the speed of the separately driven spindle main body relative to the frame and on the speed of the influencing element relative to the frame. Preferably, at a standstill of the hollow shaft rotor of the spindle main body and the actuator rotate at synchronized speeds. On the influencing element, a clutch or brake can be provided, by means of which a relative rotation of the influencing element relative to the frame is positively or non-positively prevented in order to effect a securing of a prestressing state previously produced on the tensioning device.
Das Überlagerungsgetriebe selbst ist vorzugsweise in einem ringförmigen Bauraum vorgesehen, der in radialer Hinsicht zwischen dem innenliegenden Spindelhauptkörper und dem außenliegenden Rotor angeordnet ist. Auch dies dient dem kompakten Aufbau der Werkstück- oder Werkzeughaltevorrichtung.The superposition gearing itself is preferably provided in an annular space arranged radially between the inner spindle main body and the outer rotor. This also serves the compact structure of the workpiece or tool holding device.
Die Steuerung der Spanneinrichtung kann durch das Stellorgan dadurch bewirkt werden, dass dieses ähnlich wie in der
Das Übersetzungsgetriebe umfasst vorzugsweise ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad und einem Planetenträger deren gemeinsame Getriebeachse koaxial zur Hauptachse ausgerichtet ist. Eine besonders vorteilhafte Gestaltung sieht vor, dass das Übersetzungsgetriebe zwei Planetengetriebe aufweist, die gemeinsam ein Doppelplanetengetriebe bilden. Dabei ist ein Hohlrad, ein Sonnenrad oder ein Planetenträger des ersten Planetengetriebes mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad oder einem Planetenträgers des zweiten Planetengetriebes zwangsgekoppelt ist, vorzugsweise drehfest verbunden ist. Bei einem solchen Doppelplanetengetriebe ist die gewünschte Wirkung eines Übersetzungsgetriebes vorteilhaft dadurch zu erzielen, dass eines der Hohlräder gestellfest vorgesehen ist, das andere Hohlrad durch das Einflussorgan gebildet wird, die Planetenträger miteinander fest verbunden sind, eines der Sonnenräder fest mit dem Stellorgan verbunden ist und das andere Sonnenrad durch den Spindelhauptkörper gebildet wird.The transmission gear preferably comprises a planetary gear with a ring gear, a sun gear and a planet carrier whose common transmission axis is aligned coaxially to the main axis. A particularly advantageous embodiment provides that the transmission gear has two planetary gear, which together form a double planetary gear. In this case, a ring gear, a sun gear or a planetary carrier of the first planetary gear is forcibly coupled to a ring gear, a sun gear or a planet carrier of the second planetary gear, preferably rotatably connected. In such a double planetary gear the desired effect of a transmission gear is advantageous in that one of the ring gears is provided fixed to the frame, the other ring gear is formed by the influence organ, the planet carrier are firmly connected, one of the sun gears is firmly connected to the actuator and the other sun gear is formed by the spindle main body.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich außer aus den Ansprüchen auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches nachfolgend anhand der Figuren erläutert wird. Dabei zeigen:Other aspects and advantages of the invention will become apparent from the claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention, which will be explained below with reference to the figures. Showing:
Detaillierte Beschreibung des AusführungsbeispielsDetailed description of the embodiment
Die Figuren zeigen eine erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung
Damit bei rotierendem Spindelhauptkörper
Das Hohlrad
Das Hohlrad
Der Hauptantrieb der Werkstückhaltevorrichtung wird durch einen Keilriemen
Um bei bereits eingespanntem Werkstück den Spindelhauptkörper
Um das Zugorgan
Um während des Stillstandes des Stellmotors
Claims (7)
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