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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken mit Hilfe von ersten Bearbeitungswerkzeugen, die in eine Werkzeugaufnahme einspannbar sind, die in einem Spindelrohr einer um ihre Drehachse drehbar in einem Spindelgehäuse gelagerten Werkzeugspindel vorgesehen ist.
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Derartige Werkzeugmaschinen und Werkzeugspindeln sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt.
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Diese Werkzeugmaschinen können als Fahrständermaschinen ausgebildet sein, bei denen die Werkzeugspindel mit ihrem Spindelgehäuse, häufig auch als Spindelkopf bezeichnet, in z-Richtung, also in vertikaler Richtung, höhenverstellbar an einem Fahrständer gelagert ist, der wiederum in x- und y-Richtung auf einem Maschinengestell verfahrbar ist, an dem auch ein Werkstücktisch angeordnet ist, auf dem die zu bearbeitenden Werkstücke aufgespannt sind.
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Bei diesem Maschinentyp sind alle drei Bewegungsachsen im Bearbeitungswerkzeug angeordnet, das Werkstück bzw. der Werkstücktisch stehen still bzw. sind schwenkbar und drehbar um eine vierte bzw. fünfte Achse gelagert.
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Bei anderen Maschinenkonzepten sind eine oder mehrere der translatorischen Achsen im Werkstück angeordnet, wobei die Werkzeugspindel vertikal oder horizontal ausgerichtet sein kann.
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Es ist auch bekannt, derartige Werkzeugmaschinen mit mehreren Werkzeugspindeln auszurüsten, um entweder mehrere Werkstücke zeitgleich oder ein Werkstück nacheinander mit verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen zu bearbeiten.
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Die bekannten Werkzeugmaschinen können mit verschiedensten Werkzeugmagazinen ausgerüstet sein, um nacheinander verschiedene Bearbeitungswerkzeuge in die Werkzeugspindel einspannen zu können.
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Bei all diesen Werkzeugmaschinen ist die Werkzeugspindel eine hochgenaue Maschinenkomponente, deren Funktion entscheidend für die Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsgeschwindigkeit verantwortlich ist, die aber gleichzeitig hohen Belastungen ausgesetzt ist und somit an die Bearbeitungsaufgabe angepasst sein muss.
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Die nicht vorveröffentlichte
DE 10 2010 047 558 A1 der hiesigen Anmelderin beschreibt eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine, bei der die Werkzeugspindel als austauschbare Spindeleinheit ausgebildet ist, die über einen Spindelflansch an dem Spindelgehäuse befestigt ist. Wegen des konkreten Aufbaus einer Werkzeugspindel wird auf diese Druckschrift verwiesen.
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In der Regel umfasst eine derartige Werkzeugspindel ein Spindelrohr, das in dem Spindelgehäuse gelagert ist, in dem eine längsgestreckte Motorwicklung drehfest verankert ist, deren Rotor drehfest mit dem Spindelrohr verbunden ist, das zu beiden Seiten des Rotors über Spindellager an dem Spindelgehäuse gelagert ist.
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Das Spindelrohr enthält ein Spannsystem aus Spannzangen oder Spannklauen, mit denen Werkzeughalter in konische Werkzeugaufnahmen eingezogen und dort drehfest gehalten werden. Dieses Spannsystem wird über eine sich in der ganzen Länge durch das Spindelrohr erstreckende Zugstange betätigt, die häufig über ein Federpaket in Schließstellung des Spannsystems vorgespannt ist.
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Die Zugstange wird betätigt, indem sie an ihrem hinteren Ende, in der Regel über eine Betätigungsvorrichtung mit Hydraulik- oder Pneumatikkolben, neuerdings auch über einen elektrischen Antrieb, nach vorne gedrückt wird, wodurch das Spannsystem geöffnet wird.
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Die bekannten Werkzeugspindeln weisen in der vorderen Stirnseite des Spindelrohrs die Werkzeugaufnahme auf, in die über das Spannsystem vorzugsweise genormte Werkzeughalter, beispielsweise vom Steilkegel(SK)- oder Hohlschaftkegel(HSK)-Typ eingespannt werden, in die wiederum Bearbeitungswerkzeuge eingespannt sind, mit denen die Werkstücke bearbeitet werden.
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Die Werkzeugaufnahmen und Werkzughalter bilden sogenannte Schnittstellen, die in unterschiedliche Größenklassen unterteilt sind, beim HSK z. B. als HSK 40, 50, 63, 80 oder 100 bezeichnet. Die Spindelrohre und ihre Lager sind jeweils an die Größenklasse angepasst.
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Die jeweilige Schnittstellengröße ist eng mit deren Leistungsfähigkeit verbunden. Dies kann durch Einzugskraft, Biegesteifigkeit und andere technische Parameter beschrieben werden. Je nach erforderlicher Anwendung wird die erforderliche Schnittstelle gewählt.
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Sehr oft ergibt sich die Situation, dass nahezu alle Operationen bei der Bearbeitung eines Werkstückes mit einer ersten Schnittstelle umsetzbar sind, jedoch eine Operation eine größere Schnittstelle erfordert, weil beispielsweise für diese Operation ein übergroßes Bearbeitungswerkzeug mit einer höheren Leistungsfähigkeit benötigt wird. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn Fräsarbeiten mit einem Scheibenfräser durchgeführt werden sollen, der einen so großen Durchmesser aufweist, dass die erste Schnittstelle nicht die erforderliche Steifigkeit bei der drehfesten Einspannung in das Spindelrohr bereitstellt.
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In diesem Fall wird dann eine Werkzeugmaschine gewählt, die eine Werkzeugspindel mit der größeren Schnittstelle aufweist und auch auf derartige Anwendungen durchgängig ausgelegt ist.
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Dies bedeutet weiter, dass auch sämtliche Speicherplätze in dem Werkzeugmagazin auf die größere Schnittstelle ausgelegt sind. Auch das Spindelrohr weist z. B. größere Durchmesser und Lager auf. Eine derartige Werkzugmaschine ist damit deutlich größer und teurer als das entsprechende Modell mit der kleineren, ersten Schnittstelle.
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Aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2010 047 287 der hiesigen Anmelderin ist eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugmagazin bekannt, in dem bestimmte Speicherplätzte vorgesehen sind, in die Bearbeitungswerkzeuge abgelegt werden können, die größere Abmaße auf weisen, als die ansonsten gespeicherten und zur Bearbeitung der Werkstücke erforderlichen ersten Bearbeitungswerkzeuge.
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Dieses „übergroße” Bearbeitungswerkzeug hat jedoch die kleinere Schnittstelle der ersten Bearbeitungswerkzeuge, damit der genormte Werkzeughalter in den für die kleinere Schnittstelle ausgelegten Speicherplätzen gehalten und in die Werkzeugspindel eingespannt, insgesamt also gehandhabt werden kann.
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Wenn dieses übergroße Bearbeitungswerkzeug dann mittels der kleineren Schnittstelle in die Werkzeugspindel eingespannt wird, kann es während der Bearbeitung zur Überlastung der Schnittstelle kommen, so dass Prozessparameter wie Drehzahl oder Vorschubgeschwindigkeit nach unten hin angepasst werden müssen. Dies führt zu eingeschränkter Produktivität.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die eingangs erwähnten Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden, insbesondere auf kostengünstige und konstruktiv einfache Weise zumindest ein übergroßes Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung eines Werkstückes eingesetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Werkzeugmaschine dadurch gelöst, dass an dem Spindelrohr eine Befestigungsvorrichtung für zumindest ein zweites Bearbeitungswerkzeug vorgesehen ist.
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„Zweite Bearbeitungswerkzeuge” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind übergroße Bearbeitungswerkzeuge, die aufgrund ihrer Geometrie nicht in einem Speicherplatz abgelegt werden können, der für die ersten Bearbeitungswerkzeuge ausgelegt ist, und die eine größere Schnittstelle als die ersten Bearbeitungswerkzeuge erfordern, wenn ihre gesamte Leistungsfähigkeit genutzt werden soll.
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Erfindungsgemäß ist es jetzt erstmals möglich, die ersten Bearbeitungswerkzeuge über die erste Schnittstelle in das Spindelrohr einzuspannen, und das zweite Bearbeitungswerkzeug, das mit der ersten Schnittstelle nicht seine vollen Leistungsmöglichkeiten entfalten könnte, an der Befestigungsvorrichtung anzuordnen, so dass es dauerhaft mit dem Spindelrohr verbunden ist.
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Das zweite Bearbeitungswerkzeug verbleibt permanent im Arbeitsraum der neuen Werkzeugmaschine, so dass damit auf den ersten Blick Verschmutzungsprobleme durch Späne und Kühlflüssigkeit verbunden sein könnten. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat jedoch erkannt, dass diese Verschmutzung kein Problem darstellt, weil sich das zweite Bearbeitungswerkzeug immer mit dem Spindelrohr mit dreht, so dass Verschmutzungen abgeschleudert werden.
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Damit ist es jetzt möglich, die für die erste Schnittstelle ausgelegte, kleinere Maschinenversion einzusetzen, obwohl für zumindest eine Operation ein größeres Bearbeitungswerkzeug benötigt wird, für das die kleinere Schnittstelle der ersten Bearbeitungswerkzeug nicht oder nur bedingt geeignet ist. Erfindungsgemäß können jetzt dennoch alle Leistungsmerkmale des übergroßen Werkzeuges genutzt werden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Die vorliegende Erfindung ist bei Werkzeugmaschinen beliebiger Bauart einsetzbar, in deren Werkzeug- oder Hauptspindel über beliebige Spannsysteme Werkzeughalter und Bearbeitungswerkzeuge beliebiger Art eingespannt werden.
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Zur Vereinfachung der Beschreibung ist im Folgenden mit der Bezeichnung ”unten” oder „vorne” der Bereich am vorderen Ende der Werkzeugspindel gemeint, also dort, wo die Werkzeugaufnahme vorgesehen ist. Mit der Bezeichnung ”oben” oder „hinten” ist der Bereich am hinteren Ende der Werkzeugspindel gemeint, wo die Übergabevorrichtung für Fluide und die Betätigungsvorrichtung für das Spannsystem in dem Spindelgehäuse angeordnet sind.
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In einer Ausführung ist es bevorzugt, wenn die Befestigungsvorrichtung an einem vorderen Abschnitt des Spindelrohres vorgesehen ist, der aus dem Spindelgehäuse vorsteht, wobei weiter vorzugsweise die Befestigungsvorrichtung einen ringförmigen Flanschbund aufweist, der an dem vorderen Abschnitt angeordnet ist, wobei weiter vorzugsweise der Flanschbund eine Stirnseite aufweist, an der das zweite Bearbeitungswerkzeug befestigbar ist.
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Hier ist von Vorteil, dass in einer eigentlich kleineren Werkzeugmaschine die Größe und Leistungsfähigkeit des übergroßen Bearbeitungswerkzeuges genutzt werden kann, weil es nicht über die weichere Schnittstelle für die ersten Bearbeitungswerkzeuge sondern steif mit dem Spindelrohr verbunden wird.
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Zur vereinfachenden Erklärung der Erfindung und der damit erzielten Vorteile soll beispielhaft davon ausgegangen werden, dass ein zweites Bearbeitungswerkzeug, ausgelegt für HSK 100, in Verbindung mit vielen ersten Bearbeitungswerkzeugen der Größe HSK 63 verwendet werden soll. Hierzu wird die eigentliche HSK 63 Spindel vor der vorderen Spindellagerung verlängert und mit einem Flanschbund versehen. Der Flanschbund dient der Aufnahme des zweiten Bearbeitungswerkzeuges, welches manuell an dem Flanschbund fixiert wird.
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Die hohe Steifigkeit dieser Verbindung ermöglicht den Einsatz des großen Bearbeitungswerkzeuges und die volle Ausnutzung seiner Leistungsmöglichkeiten auch mit einer HSK 63 Spindel.
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Weiter ist es bevorzugt, wenn die Werkzeugaufnahme in einer Stirnseite des Spindelrohres angeordnet ist, das zweite Bearbeitungswerkzeug in Richtung der Drehachse eine Stärke D aufweist, und der Flanschbund mit seiner Stirnseite um einen Abstand hinter der Stirnseite des Spindelrohres angeordnet ist, der zumindest der Stärke D des zweiten Bearbeitungswerkzeugs entspricht, wobei vorzugsweise in dem Spindelrohr ein Spannsystem angeordnet ist, das einen Spannmechanismus zum drehfesten Einspannen der ersten Bearbeitungswerkzeuge in die Werkzeugaufnahme sowie eine Zugstange zur Betätigung des Spannmechanismus umfasst.
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Hier ist von Vorteil, dass die üblichen Spannsystem und Werkzeugschnittstellen auch bei der neuen Werkzeugmaschine verwendet werden können, ohne dass der automatische Werkzeugwechsel behindert wird.
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Sozusagen innerhalb des Flanschbundes ist erfindungsgemäß die Werkzeugschnittstelle integriert, die weiterhin für einen automatischen Werkzeugwechsel geeignet ist. Es ergeben sich damit nur geringfügige Änderungen an der kleineren Werkzeugmaschine. Es können weiterhin die kleineren und kostengünstigeren Magazinplätze, die kleineren Spindellager, etc. Verwendung finden. Auch die Werkzeughalter für nahezu alle Bearbeitungswerkzeuge können in der preiswerteren Größe eingesetzt werden.
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Aufgrund der kleineren Durchmesser der Spindellager kann die Werkzeugspindel zudem mit höheren Drehzahlen betrieben werden als die Werkzeugspindel für die größere Schnittstelle, und die ersten Bearbeitungswerkzeuge können mit den idealen Prozessparametern betrieben werden. Hier ergeben sich z. B. für die Bohrbearbeitung kleiner Durchmesser mit der größeren Werkzeugspindel Einschränkungen aufgrund der zulässigen Grenzdrehzahl der größeren Spindellager. Die Bearbeitungszeit kann deshalb auch aufgrund der großen Lagerdurchmesser länger sein, als beim Einsatz der kleineren ersten Bearbeitungswerkzeuge mit entsprechender Lagerung.
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Vorteilhaft ist es, wenn das übergroße, am Flanschbund fixierte Bearbeitungswerkzeug eine ähnliche Kontur aufweist wie das ursprüngliche Spindelgehäuse. Die Störkonturbetrachtung in Werkzeugmaschine und Werkzeugmagazin gestaltet sich dadurch relativ einfach bzw. kann entfallen.
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Die erfindungsgemäße Lösung mit der verlängerten Werkzeugspindel ist insbesondere in der Serienfertigung vorteilhaft, da sich hier die Kostenvorteile der kleinen Schnittstelle besonders bemerkbar machen.
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In der Regel wird ein zweites, also übergroßes Bearbeitungswerkzeug vor Produktionsbeginn manuell an dem Flanschbund fixiert, das dort während der gesamten Bearbeitung vieler Werkstücke nacheinander verbleibt. Es ist aber auch möglich, das zweite Bearbeitungswerkzeug automatisch an dem Flanschbund zu befestigen, so dass es nur bei Bedarf aufgenommen wird.
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Ferner ist es dann auch möglich, verschiedene zweite Bearbeitungswerkzeuge während der Bearbeitung eines Werkstückes einzusetzen, die abwechselnd automatisch an dem Flanschbund befestigt werden.
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Vor diesem Hintergrund betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Werkzeugspindel für die neue Werkzeugmaschine, die ein Spindelrohr umfasst, in deren vorderer Stirnseite eine Werkzeugaufnahme zum Einspannen von ersten Bearbeitungswerkzeugen vorgesehen ist, und an dessen vorderem Abschnitt eine Befestigungsvorrichtung für zumindest ein zweites Bearbeitungswerkzeug vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Befestigungsvorrichtung einen ringförmigen Flanschbund aufweist, der an dem vorderen Abschnitt angeordnet ist, wobei weiter vorzugsweise in dem Spindelrohr ein Spannsystem angeordnet ist, das einen Spannmechanismus zum drehfesten Einspannen der ersten Bearbeitungswerkzeuge in die Werkzeugaufnahme sowie eine Zugstange zur Betätigung des Spannmechanismus umfasst.
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Solche Werkzeugspindeln sind selbständig verkehrsfähige Einheiten, die als Ersatzteile für in Betrieb befindliche Werkzeugmaschinen vorrätig gehalten werden, sei es bei dem Anwender der Werkzeugmaschine oder dem Hersteller, sei es bei einem auf Servicearbeiten und Reparaturen spezialisierten Unternehmen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 in schematischer Seitenansicht, eine vereinfachte Darstellung einer Werkzeugmaschine, bei der die neue Werkzeugspindel eingesetzt wird; und
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2 in ausschnittsweiser Seitenansicht ein vergrößertes, nicht maßstabsgerechtes Ausführungsbeispiel des Spindelkopfes der Werkzeugmaschine aus 1, in dem die neue Werkzeugspindel gelagert ist.
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In 1 ist in einer schematischen und nicht maßstabsgetreuen Seitenansicht eine Werkzeugmaschine dargestellt, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist.
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Die Werkzeugmaschine 10 besitzt einen Fahrständer 12, der über eine erste Schlittenführung 14 auf einem Kreuzteil 16 angeordnet ist. Der Fahrständer 12 kann mit Hilfe der ersten Schlittenführung 14 auf dem Kreuzteil 16 in Richtung einer Achse verfahren werden, die üblicherweise als y-Achse bezeichnet wird und hier mit einem Pfeil 18 symbolisch dargestellt ist. Es versteht sich, dass der Fahrständer 12 auf der ersten Schlittenführung 14 motorisch verfahren wird, wobei ein entsprechender Antrieb hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
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Das Kreuzteil 16 ist über eine zweite Schlittenführung 20 auf einem Maschinengestell 22 gelagert. Die zweite Schlittenführung 20 ermöglicht eine Bewegung des Kreuzteils 16 entlang einer zweiten Achse, die hier bei der Bezugsziffer 24 dargestellt ist. Die Bezugsziffer 24 bezeichnet die so genannte X-Achse. Es versteht sich, dass auch die Bewegung des Kreuzteils 16 auf der zweiten Schlittenführung 20 mit Hilfe eines geeigneten Antriebs erfolgt, der hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
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An dem Fahrständer 12 ist ein Spindelkopf 25 mit einer darin drehbar gelagerten Werkzeugspindel 26 vertikal hängend gelagert. Die Werkzeugspindel 26 besitzt an ihrem unteren Ende eine Werkzeugaufnahme 28, in die in bekannter Weise ein Werkzughalter 29 mit einem daran befestigten ersten Bearbeitungswerkzeugen 30 eingespannt werden kann.
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Typischerweise ist der Werkzeughalter 29 standardisiert und vom Steilkegel(SK)- oder Hohlschaftkegel(HSK)-Typ. Im vorliegenden Fall handelt es sich um Werkzeughalter 29 für eine erste Schnittstelle, beispielsweise eine HSK 63 Schnittstelle.
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An der Werkzeugspindel 26 ist in noch zu beschreibender Weise eine Befestigungsvorrichtung 31 für ein zweites Bearbeitungswerkzeug 32 vorgesehen, das zur Unterscheidung von den ersten Bearbeitungswerkzeugen 31 als „übergroßes” Bearbeitungswerkzeug bezeichnet wird.
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Dieses zweite Bearbeitungswerkzeug 32 sollte aufgrund seiner Geometrie und der damit möglichen Bearbeitungsvorgänge nicht mit dem Werkzeughalter 29 der ersten Bearbeitungswerkzeuge 30 in die Werkzeugaufnahme 28 eingespannt werden, dazu wäre eine HSK 100 Schnittstelle erforderlich.
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Die Steifigkeit der für die ersten Bearbeitungswerkzeuge 30 vorgesehenen ersten Schnittstelle, im gezeigten Beispiel also der HSK 63 Schnittstelle, ist nämlich für die mit dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 32 möglichen Bearbeitungsvorgänge nicht ausreichend ist.
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Würde das zweite Bearbeitungswerkzeug 32, für das beispielsweise eine HSK 100 Schnittstelle erforderlich ist, dennoch über die erste Schnittstelle, also die Werkzeugaufnahme 28, in die Werkzeugspindel 26 eingekuppelt, so müssten entweder bestimmte Prozessparameter wie Drehzahl und/oder Vorschubgeschwindigkeit verringert oder aber im Kauf genommen werden, dass es zu schlechteren Bearbeitungsergebnissen und/oder zu größerem Verschleiß kommt.
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Dies wird durch die zusätzliche Befestigungsvorrichtung für das zweite Bearbeitungswerkzeug vermieden, wie es nachstehend unter Bezug auf 2 erläutert wird.
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Die Werkzeugspindel 26 ist dazu ausgebildet, die ersten Bearbeitungswerkzeuge 30 und das zweite Bearbeitungswerkzeug 32 um ihre Drehachse 33 zu rotieren, was mit einem Pfeil 34 dargestellt ist. Typischerweise ist die Werkzeugspindel 26 in der Lage, die Bearbeitungswerkzeuge 30, 32 mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute zu rotieren, um insbesondere eine Bohr- und Fräsbearbeitung von metallischen Werkstücken zu ermöglichen.
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Die Werkzeugspindel 26 kann an dem Fahrständer 12 in Richtung eines Pfeils 36, hier also in vertikaler Richtung, verfahren werden. Dementsprechend ist die Werkzeugspindel 26 über eine dritte Schlittenführung 38 an dem Fahrständer 12 gelagert. Die Bewegung der Werkzeugspindel 26 in Richtung des Pfeils 36 wird üblicherweise als Z-Achse bezeichnet. Typischerweise verlaufen die drei Schlittenführungen 14, 20 und 38 für die drei Bewegungsachsen 18, 24, 36 orthogonal zueinander.
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Die Werkzeugmaschine 10 ist also eine Fahrständermaschine mit vertikaler Werkzeugspindel 26 bei der alle drei Bewegungsachsen 18, 24, 36 in den Bearbeitungswerkzeugen 30, 32 realisiert sind.
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Mit der Bezugsziffer 40 ist ein auf dem Maschinengestell gelagerter Werkstücktisch bezeichnet, auf dem ein zu bearbeitendes Werkstück 42 aufgespannt ist. Die Bezugsziffer 44 bezeichnet ein Gehäuse, das die bislang beschriebenen Komponenten der Werkzeugmaschine 10 einschließt. Mit der Bezugsziffer 46 ist schließlich eine Steuereinheit bezeichnet, mit deren Hilfe sämtliche Bewegungen der Werkzeugmaschine 10 sowie Hilfsaggregate (Kühlmittelzufuhr, Druckluft sowie das nachfolgend beschriebene Werkzeugmagazin) gesteuert werden.
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Auf diese Weise können die Bearbeitungswerkzeuge 30, 32 in einem mit 48 bezeichneten Arbeitsraum verfahren werden, um dort das Werkstück 42 zu bearbeiten.
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Während dieser Bearbeitung kommen unterschiedliche erste Bearbeitungswerkzeuge 30 zum Einsatz, die in einem in 1 nur sehr schematisch dargestellten Werkzeugmagazin 50 vorrätig gehalten werden.
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In dem Werkzeugmagazin 50 sind nur die ersten Bearbeitungswerkzeuge 30 gespeichert, das zweite Bearbeitungswerkzeug 32 wird vor Beginn der Bearbeitungsabläufe manuell an der Befestigungsvorrichtung 31 befestigt.
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In 2 ist in ausschnittsweiser und in nicht maßstabsgerechter Seitenansicht ein konkretes Ausführungsbeispiel des Spindelkopfes 25 der Werkzeugmaschine 10 aus 1 gezeigt, in dem die Werkzeugspindel 26 um die Drehachse 33 drehbar gelagert ist.
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Die Spindelkopf 25 umfasst ein Spindelgehäuse 51, an dessen vorderem Ende 52 ein vorderes Lagergehäuse 53 angeordnet ist, an das sich nach vorne ein Spindelflansch 54 anschließt, aus dem ein Spindelrohr 55 herausragt, das drehbar in dem vorderen Lagergehäuse 53 sowie einem nicht gezeigten hinteren Lagergehäuse gelagert ist.
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Das Spindelrohr 54 weist eine Stirnseite 56 auf, in der die Werkzeugaufnahme 28 vorgesehen ist. In der Werkzeugspindel 26 ist ein mit 57 lediglich schematisch angedeutetes Spannsystem für die Werkzeughalter 29 der ersten Bearbeitungswerkzeuge 31 angeordnet.
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Das Spannsystem 57 ist von üblicher Bauart, es umfasst einen Spannmechanismus 58 im Bereich der Werkzeugaufnahme 28. Dieser Spannmechanismus 58 besteht in der Regel aus Spannzangen oder -klauen, über die ein Kegelschaft oder Hohlkegel eines in die Werkzeugaufnahme 28 eingeführten Werkzeughalters 29 erfasst und eingezogen wird.
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Der Spannmechanismus 58 wird über eine Zugstange 59 betätigt, die sich längs durch das Spindelrohr 55 erstreckt und durch ein nicht gezeigtes Tellerfederpaket in ihre Schließstellung vorgespannt wird. Die Zugstange 59 ist an ihrem hinteren Ende mit einem ebenfalls nicht gezeigten Kopf versehen, auf den über eine Betätigungsvorrichtung eine Lösekraft ausgeübt wird, um die Zugstange 59 nach links zu verschieben, um einen eingespannten Werkzeughalter zu lösen und auszustoßen.
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Insoweit entspricht die Arbeitsspindel
26 dem an sich bekannten Aufbau, wie er beispielsweise in der eingangs genannten
DE 10 2010 047 558 A1 der hiesigen Anmelderin beschrieben ist. Bei der bekannten Arbeitsspindel
26 steht das Spindelrohr
55 nicht oder nur geringfügig über den Spindelflansch
54 vor.
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Erfindungsgemäß ist das Spindelrohr 55 jetzt nach vorne, also über den Spindelflansch 54 hinaus verlängert, so dass es mit seinem vorderen Abschnitt 61 um eine Länge 62 über den Spindelflansch 54 vorsteht.
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Außerhalb des Spindelgehäuses 51, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vor dem Spindelflansch 54, ist an dem vorderen Abschnitt 61 des Spindelrohrs 55 als Befestigungsvorrichtung 31 ein ringförmiger Flanschbund 63 angeordnet, an dessen Stirnseite 64 in 1 von links das zweite Bearbeitungswerkzeug 32 anliegt, das mit seiner zentrischen Durchgangsöffnung 65 auf dem vorderen Abschnitt 61 des Spindelrohres 55 sitzt und mit dem Flanschbund 61 über aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigte Schrauben verschraubt ist.
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Die Stirnseite 64 des Flanschbundes 63 weist zu der Stirnseite 56 des Spindelrohres 55 in Richtung der Drehachse 33 einen Abstand 66 auf, der so bemessen ist, dass das zweite Bearbeitungswerkzeug 32 mit seiner Stirnseite 67 nicht über die Stirnseite 56 vorsteht. Mit anderen Worten, der Abstand 66 ist zumindest so groß wie die in Richtung der Drehachse 33 gesehene Stärke D des zweiten Bearbeitungswerkzeugs 32. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ragt die Stirnseite 56 des Spindelrohres 55 um ein geringes Maß 68 über die Stirnseite 67 des Bearbeitungswerkzeuges 32 vor.
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Der Abstand 62 ist dabei so bemessen, dass das Werkstück 42 so angefahren werden kann, dass die mit dem zweiten Bearbeitungswerkzeug 32 geplanten Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden können.
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Der Flanschbund 63 kann entweder dauerhaft an dem Spindelrohr 55 befestigt sein, beispielsweise durch Schweißen, einstückig mit dem Spindelrohr 55 ausgebildet sein, oder lösbar befestigt sein, beispielsweise durch Verschrauben.
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Wenn der Flanschbund 63 lösbar an dem Spindelrohr 55 befestigt ist, kann dessen axiale Lage an dem vorderen Abschnitt 61 verändert werden, um so zweite Bearbeitungswerkzeuge 32 unterschiedlicher Stärke D an dem Flanschbund 63 anbringen zu können.
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Verglichen mit bekannten Werkzeugspindeln ist die neue Werkzeugspindel 26 mit einem nach vorne oder unten verlängerten Spindelrohr 55 und einer entsprechend der vorstehenden Länge 62 verlängerten Zugstange 59 ausgestattet, wobei an dem aus dem Spindelgehäuse 51 vorstehenden Abschnitt 61 des Spindelrohrs 55 die Befestigungsvorrichtung 31 angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010047558 A1 [0009, 0071]
- DE 102010047287 [0019]
