DE102015114475A1

DE102015114475A1 - Spindle with a deflectable tool head

Info

Publication number: DE102015114475A1
Application number: DE102015114475.1A
Authority: DE
Inventors: Patric Pham
Original assignee: BUMOTEC SA
Current assignee: STARRAG VUADENS SA, CH
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-09-01
Also published as: DE102015114475B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spindel mit einem in Bezug auf eine Drehachse (Z-Achse) der Spindel auslenkbaren Werkzeugkopf, 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.The invention relates to a spindle with a with respect to a rotation axis (Z axis) of the spindle deflectable tool head, in which a machining tool is receivable, wherein first means for radial displacement of the tool during the machining operation are present and the tool head according to the invention a Unbalance-avoiding weight balance in the form of a counterweight, which is opposite to the adjustment of the tool radially adjustable by means of second 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 längsverschstellbaren along the longitudinal axis actuating rod are actuated ,

Description

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.

Aus den Druckschriften EP1360024 B1 und US6974285 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 bildenden Schenkeln 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 the pamphlets EP1360024 B1 and US6974285 A1 Tool heads are known with a machine shaft and a tool shank having a common center axis, wherein the tool shank has a rigid core and a supported by a relative thereto elastically deflectable parallel spring assembly 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.

Aus der Druckschrift DE3433793 A1 ist ein umlaufender Bohrkopf mit Bohrspindel und einem quer zur Rotationsachse fein einstellbarem 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 the publication DE3433793 A1 is a rotating drill head with a drill spindle and a finely adjustable transverse to the axis of rotation tool carrier and with a drill spindle in height adjustable guided, the tool carrier, transverse to the axis of rotation sliding wedge carrier and cooperating with the slope of the wedge of the wedge carrier sliding known, the center of gravity of the tool carrier so arranged offset from the axis of rotation, that the centrifugal forces occurring during rotation of the drill head to press the tool carrier against the slider.

In der Druckschrift DE9107759 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 publication DE9107759 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 main 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.

Aus EP1070563 A1 ist ein Werkzeughalter bekannt, der ist 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. Out EP1070563 A1 a tool holder is known which is fixed at one end to a shaft and at the other end has a housing. 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.

Aus der Druckschrift SU 435070 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 publication SU 435070 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.

In der Druckschrift DE 42 184 92 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 publication DE 42 184 92 C2 a rotating drill head is disclosed with a tool carrier, which is adjustable by a fluid to small Verstellbeträge transverse to the axis of rotation and a pivotable on a curved path, having a cutting bit boring bar with an imbalance compensation member, which the resulting imbalance of the tool carrier imbalance an oppositely directed movement is at least partially compensated. 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.

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.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved with the features of the first claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

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 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 baut. Der Werkzeugkopf weist 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. 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 operation are present and the tool head according to the invention an avoiding the occurrence of imbalance weight compensation in Having the shape 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 längsverschstellbaren 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 to counter the counterweight feasible, whereby a simple structural design can be realized and the tool head in particular radially small builds. In this case, the tool head has a main body which can be driven about the axis of rotation, through which the actuating rod leads, wherein both the tool and the counterweight to the main body are received in a radially deflectable manner opposite to one another. For this purpose, at least one radially deflectable first fastening means is arranged on the base, on which the tool is received, wherein the first means for radial adjustment of the tool in the form of an opening formed on the first fastening means inclined plane and a corresponding to the inclined plane pressure region of the actuating rod are formed such in that when the actuating rod is displaced in the direction of the longitudinal axis, the pressure region of the actuating rod acts against the inclined plane and radially deflects the first fastening means and the tool received thereon.

Weiterhin ist an dem Grundkörper wenigstens ein entgegengesetzt zum ersten Befestigungsmittel radial auslenkbares zweites Befestigungsmittel angeordnet ist, an dem der Gewichtsausgleich aufgenommen wird. Die zweiten Mittel zur radialen Verstellung des Gewichtsausgleiches 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 weight compensation is added. The second means for radial adjustment of the counterbalance are formed in the form of a guide portion formed on the second fixing means and a corresponding to the guide portion actuating portion of the actuating rod such that upon adjustment of the actuating rod in the direction of the longitudinal axis of the actuating range of the actuating rod acts against the guide portion and the second Fastening means and the counterweight added thereto opposite to the tool deflects radially.

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 sind. The radially deflectable first fastening means is formed by at least two opposite end hinged or mounted webs, which extend along the axis of rotation. The webs are arranged at its first end radially deflectable on the base body.

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.

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

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 der Gewichtsausgleich in einer zweiten Schwenkachse befestigt. The radially deflectable second fastening means is preferably designed in the form of a lever which is pivotably mounted on the base body in a first pivot axis, the lever having a guide groove formed as a guide region into which the actuating region of the actuating rod engages. At the lower end of the lever, the weight compensation is mounted in a second pivot axis.

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

Der Gewichtsausgleich ist vorteilhafter Weise im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist zwei sich längs der Drehachse erstreckende Seitenbereichen 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 weight compensation is advantageously substantially U-shaped and has two side areas extending along the axis of rotation and a floor extending between the side areas. 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 on which it is pivotally mounted in the first pivot axis.

Der Boden des Gewichtsausgleichs weist eine im Wesentlichen zentrische Ausnehmung auf, durch welche der Werkzeugträger mit einem rotationssymmetrischen Bereich ragt, wobei an dem freien Ende des rotationssymmetrischen Bereiches das Werkzeug aufgenommen wird, welches eine Längsachse aufweist. The bottom of the weight balance has a substantially centric recess through which the tool carrier protrudes with a rotationally symmetric region, wherein at the free end of the rotationally symmetrical region, the tool is received, which has a longitudinal axis.

Das Gegengewicht weist weiterhin einen quer zur Drehachse ausgebildeten Linearführungsbereich auf, in den der Werkzeugträger zumindest bereichsweise eingreift, wobei der Linearführungsbereich eine zueinander entgegen gesetzte im Wesentlichen lineare Bewegung des Gewichtsausgleiches und des Werkzeugträgers quer zur Drehachse gewährleistet. The counterweight furthermore has a linear guide region formed transversely to the axis of rotation, in which the tool carrier at least partially engages, wherein the linear guide region ensures a mutually opposed essentially linear movement of the weight compensation and of the tool carrier transversely to the axis of rotation.

Eine Ausnehmung im Boden des Gewichtsausgleichs ist in ihrer Länge einem Verstellweg von Werkzeugträger und Gewichtsausgleich angepasst und begrenzt den radialen Verstellweg des Werkzeugträgers. Die Breite der Ausnehmung ist im Wesentlichen dem Durchmesser des rotationssymmetrischen Bereichs angepasst oder weist ein geringes Spiel zum rotationssymmetrischen bereich des Werkzeugträgers auf um unerwünschten Kontakt zum Gegengewicht zu vermeiden. A recess in the bottom of the weight compensation is in its length an adjustment of Tool carrier and weight compensation adapted and limits the radial displacement of the tool carrier. The width of the recess is substantially adapted to the diameter of the rotationally symmetrical region or has a slight clearance to the rotationally symmetrical region of the tool carrier in order to avoid undesired contact with the counterweight.

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 dazwischen liegenden 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 a first solid-body joint in the direction of the main body and a second solid-body joint in the direction of the tool carrier. 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.

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.

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 the main body of the tool head rotatably connects to the tool-side end of the tubular portion of the spindle and rotates the actuating rod with the tool head.

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 entgegen gesetzten Bewegung der Betätigungsstange vom Werkzeug weg (hier nach oben) wird das Werkzeug radial in Richtung zur Drehachse zurück bewegt, 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 radially back 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, both outer and inner contours can be processed thereby.

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 processed. 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.

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 turning tool, which, for example, by using the spindle according to the invention in a milling machine, a turning of a component to outer and inner contours is possible.

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

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.

Es zeigen: Show it:

1 eine Prinzipdarstellung des Werkzeugkopfes der Spindel in einer Ausgangsposition, 1 a schematic representation of the tool head of the spindle in a starting position,

2 eine Prinzipskizze des Bestandteils der Spindel zur Auslenkung des Werkzeuges in einer Ausgangsposition, 2 a schematic diagram of the component of the spindle for the deflection of the tool in a starting position,

3 eine Prinzipskizze gem. 2, jedoch in einer ersten ausgelenkten Position des Werkzeuges mit einem angedeuteten Gegengewicht, 3 a schematic sketch acc. 2 but in a first deflected position of the tool with an indicated counterweight,

4 eine Prinzipskizze gem. 2, jedoch in einer zweiten ausgelenkten Position des Werkzeuges mit einem angedeuteten Gegengewicht, 4 a schematic sketch acc. 2 but in a second deflected position of the tool with an indicated counterweight,

5 eine Prinzipskizze des Bestandteils der Spindel zur Auslenkung des Gegengewichts in einer Ausgangsposition, 5 a schematic diagram of the component of the spindle for the deflection of the counterweight in a starting position,

6 eine Prinzipskizze gem. 5, jedoch in einer ersten ausgelenkten Position des Gegengewichts, 6 a schematic sketch acc. 5 but in a first deflected position of the counterweight,

7 eine Prinzipskizze gem. 5, jedoch in einer zweiten ausgelenkten Position des Gegengewichts, 7 a schematic sketch acc. 5 but in a second deflected position of the counterweight,

8 Unteransicht des Gegengewichts, 8th Bottom view of the counterweight,

9 Teillängsschnitt der Spindel, 9 Partial longitudinal section of the spindle,

10 dreidimensionale Darstellung der Spindel, 10 three-dimensional representation of the spindle,

11 Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges in der Ausgangsposition, 11 Schematic representation of the position of the tool in the starting position,

12 Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges bei einem maximalen ersten radialen Versatz, 12 Schematic representation of the position of the tool at a maximum first radial offset,

13 Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges bei einem maximalen zweiten radialen Versatz. 13 Schematic representation of the position of the tool at a maximum second radial offset.

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 aufweist, 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 a rotational axis 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 process. The tool head 2 indicates a weight balance in the form of a counterweight that avoids the occurrence of an imbalance 4 which is opposite to the adjustment of the tool 3 by means of second means M2 is radially adjustable. The first means M1 and the second means M2 are simultaneously by means of a longitudinally adjustable along the axis of rotation A1 actuating rod 5 actuated. The tool head 2 has a main body which can be driven about the axis of rotation A1 6 through which the actuating rod 5 leads. At the base body 6 are the tool 3 and the counterweight to each other received radially deflectable opposite.

Dazu sind am Grundkörper 6 zwei voneinander beabstandete radial auslenkbare erste Befestigungsmittel angeordnet, die durch zwei sich gegenüberliegende endseitig gelenkig ausgebildete oder 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. These are on the body 6 arranged two spaced apart radially deflectable first fastening means, which are formed by two opposite ends hinged or webs 7 are formed, which extend along the axis of rotation A1. The bridges 7 are at their non-designated first end radially deflectable on the body 6 arranged. At the second end of the walkways 7 is a tool carrier 8th arranged, which the webs 7 connects and which the tool 3 receives.

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 bridges 7 point towards the main body 6 a first solid-state joint 7.1 and towards the tool carrier 8th a second solid-body joint 7.2 on. These solid joints 7.1 . 7.2 are reduced by a reduction in cross section of the substantially prismatic webs 7 formed (with a rectangular cross section) and thereby allow the radial deflection of the webs 7 and thus of the tool carrier 8th and the tool 3 , At the bottom of the tool carrier 8th is a rotationally symmetrical projection 9 formed, at the end of the tool 3 is recorded.

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.

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 is also in the form of a second inclined plane E2.

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 ist, 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 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 fordere 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 Gewichtsausgleichs 4 ist mit einer im Wesentlichen zentrischen Ausnehmung 13 (s. 6 bis 8) versehen, die in 1 nicht ersichtlich ist und durch welche der Werkzeugträger 8 mit seinem rotationssymmetrischen Vorsprung 9 reicht, wobei an dem freien Ende des rotationssymmetrischen Bereiches 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 Vorsprung 9 ragt, begrenzt zusätzlich den radialen Verstellweg des Werkzeuges 3. The first inclined plane E1 is at the direction towards the main body 6 facing side of the tool carrier 8th at an axially extending elevation 10 educated. The second inclined plane E2 is defined by the corresponding beveled corresponding end of the actuating rod 5 educated. Furthermore, on the body 5 at least one opposite to the first fastening means radially deflectable second fastening means is arranged, on which the weight balance in the form of the counterweight 4 is recorded. The radially deflectable second attachment means for deflection of the counterweight 4 is in the form of a body 6 in a first pivot axis S1 pivotally mounted lever 11 formed, with the lever 11 a guide groove formed as a guide 12 having. In this attacks the adjustment range of the actuating rod 5 a, in the form of a laterally projecting arm 5.1 on the operating rod 5 is trained. At the bottom of the lever 11 is the counterweight 4 is attached in a second pivot axis S2. The guide groove 12 is opposite to the inclined plane E1 inclined and formed in the manner of a curve, the exact weight compensation by the corresponding position of the counterweight at each position of the tool 4 guaranteed. The weight balance in the form of the counterweight 4 is substantially U-shaped with two side portions formed along the axis of rotation 4.1 designed, with the here in the presentation demanding page range 4.1 only shown in partial section for better clarity. Between the page areas 4.1 is a floor 4.2 is trained. The lever 11 is between the two side areas 4.1 attached in the second pivot axis S2. The floor 4.2 of weight balance 4 is with a substantially centric recess 13 (S. 6 to 8th ) provided in 1 is not apparent and by which the tool carrier 8th with its rotationally symmetrical projection 9 ranges, being at the free end of the rotationally symmetric region 9 the tool 3 is clamped. Furthermore, the counterweight has 4 a transverse to the axis of rotation A1 trained linear guide area, in which the tool carrier 8th intervenes. The linear guide area is here through the two side areas 4.1 of the counterweight 4 formed, between which the tool carrier 8th to be led. The not visible here recess in the bottom of the counterweight 4 , by which the lead 9 protrudes, additionally limits the radial displacement of the tool 3 ,

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 main body 6 , the footbridges 7 , the tool carrier 8th and the rotationally symmetrical projection 9 for receiving the tool 3 as well as the axially extending elevation with the inclined plane are formed completely in one piece and either made from a block by machining or manufactured by 3D printing, rapid prototyping or the like. The operating rod 5 passes through a tubular area 14 the spindle 1 and through the main body 6 and rotates with these about the axis of rotation A1. To the tool-side end of the tubular area 14 the spindle 1 the basic body closes 6 of the tool head 2 rotatably on. The operating rod 5 rotates with the tool head 2 , The tubular area 14 the spindle 1 is supported radially via two axially spaced rolling bearings 15 in an outer cylinder 16 from.

Eine Prinzipskizze des Bestandteils der Spindel zur Auslenkung des Werkzeuges 3 in einer Ausgangsposition ist in 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 zum 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 Vorsprung 9 auf, an dem das Werkzeug 3 aufgenommen ist. An der Oberseite des Werkzeugträgers 8 ist eine 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 sind über eine erste Linearführung 17 miteinander wirkverbunden. A schematic diagram of the part of the spindle for the deflection of the tool 3 in a starting position is in 2 clarified. Part of the tool head 2 for radial deflection of the tool is the main body 6 , down to the two ridges 7 which extend to upper first solid joints 7.1 with the main body 7 and lower second solid-state joints 7.2 with the tool carrier 8th are connected. The tool carrier 8th has on its bottom the projection 9 on, on which the tool 3 is included. At the top of the tool carrier 8th is a survey 10 formed, which has the first inclined plane E1. At the lower end of the operating rod 5 is formed the second inclined plane E2. The first inclined plane E1 and the second inclined plane are via a first linear guide 17 interacting with each other.

Wird die Betätigungsstange 5 entlang der Drehachse A1 in Richtung zum Werkzeug 3 bewegt, wird durch die aufeinander gleitenden Schiefen Ebenen E1, E2 die Erhebung 10 und damit der Werkzeugträger 8 mit dem Werkzeug 3 nach rechts ausgelenkt und das Werkzeug gelangt aus der in 2 dargestellten Ausgangsposition, in eine Position gem. 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. 2 die Betätigungsstange 5 nach oben, wird der Werkzeugträger 8 mit dem Werkzeug 3 in eine Position gem. 4 ausgelenkt, bei welcher das Werkzeug mit seiner Längsachse A3 um einen zweiten radialen Versatz R– quer zur Drehachse verstellt ist. Will the actuating rod 5 along the axis of rotation A1 in the direction of the tool 3 moved, by the successive inclined planes E1, E2 the survey 10 and thus the tool carrier 8th with the tool 3 deflected to the right and the tool comes out of the in 2 shown starting position, in a position gem. 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. 2 the operating rod 5 up, becomes the tool carrier 8th with the tool 3 in a position gem. 4 deflected, in which the tool is adjusted with its longitudinal axis A3 by a second radial offset R- transverse to the axis of rotation.

In den 3 und 4 sind die Betätigungsstange und die Ebenen E1 und E1 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 the 3 and 4 are the actuating rod and the planes E1 and E1 not shown, but there are only the deflected positions of the tool carrier 8th with the tool 3 clarified. Furthermore, it is indicated that the counterweight 4 opposite to the tool carrier 8th emotional. The kinematics for generating this movement of the counterweight is not shown here.

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. 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. 3 shows the tool 3 with a first radial offset R + relative to the axis of rotation A1, or in a deflected first position, wherein the non-designated tool cutting edge points in the direction of the axis of rotation A1 and by a rotation of the tool 3 can be machined around the axis of rotation A1 outer contours or an outer contour of a workpiece, not shown. 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 inner contours or an inner contour of a workpiece, not shown, are machinable about the axis of rotation A1.

Die 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. 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 Gewichtsausgleichs 4 ist mit einer im Wesentlichen zentrischen Ausnehmung 13 (s. 6 bis 8) versehen, die in 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 Gegengewichts 4 quer zur Drehachse A1 gewährleistet. The 5 to 7 show as a schematic representations of the means for adjusting the counterweight 4 , The counterweight 4 is substantially U-shaped and has two mutually parallel side regions 4.1 on, which are substantially aligned with the axis of rotation A1. The two side areas 4.1 are on their bottom over a floor 4.2 connected with each other. At the base body 6 is a lever in a first pivot axis S1 11 pivoted. The lever 11 has a guide groove formed as a guide 12 into which a laterally projecting arm 5.1 the operating rod 5 with a guide pin 18 (S. 6 and 7 ) or a leadership role engages. At the bottom of the lever 11 is the counterweight 4 attached in a second pivot axis S2. The floor 4.2 of weight balance 4 is with a substantially centric recess 13 (S. 6 to 8th ) provided in 5 is not apparent and by which the tool carrier, not shown here engages with its rotationally symmetrical projection Furthermore, the counterweight has 4 a non-designated linear guide region formed transversely to the axis of rotation A1, which passes through the two side regions 4.1 of the counterweight 4 is formed and in which the tool carrier, not shown here 8th to be led. For linear guidance of the counterweight 4 is between this and the main body 6 a transverse to the axis of rotation A1 extending second linear guide 19 designed to provide a safe counterweight balance 4 guaranteed transverse to the axis of rotation A1.

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

Wird die Betätigungsstange aus ihrer Ausgangsposition in 5 nach unten bewegt (7), wird mit der Auslenkung des hier nicht dargestellten Werkzeugträgers gleichzeitig das Gegengewicht 4 in die entgegen gesetzte 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. 7 einnimmt. Aus den 6 und 7 ist die Ausnehmung 13 im Gegengewicht 4 ersichtlich, durch welche der Vorsprung des Werkzeugträgers greift (hier nicht dargestellt). Is the actuating rod from its initial position in 5 moved down ( 7 ), is at the same time the counterweight with the deflection of the tool carrier, not shown here 4 deflected in the opposite direction, as the arm 5.1 or the guide pin 18 the operating rod 5 in the guide groove 12 of the lever 11 is moved down and thereby the lever 11 with the counterweight attached 4 radially deflects, so that at a first radial offset R + the counterweight 4 the position acc. 7 occupies. From the 6 and 7 is the recess 13 in the counterweight 4 can be seen, through which the projection of the tool carrier engages (not shown here).

Die Ansicht des Gegengewichts 4 von unten ist in 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 in 8th shown. These are the opposite side areas 4.1 visible, between which is the floor 4.2 extends. In the ground 4.2 there is the recess 13 , In their length an adjustment of tool carrier and counterbalance / counterweight 4 is adapted and limits the radial displacement of the tool carrier. The width of the recess 13 is essentially the diameter of the rotationally symmetrical projection 9 adapted to the tool carrier.

Gemäß 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 9 and 10 joins the outer cylinder of the spindle 1 one the tool head 2 surrounding housing 20 at. The tool 3 towers over the enclosure 20 at its bottom.

In 11 wird die Prinzipdarstellung der Position des Werkzeuges 3 in der Ausgangsposition dargestellt. In 11 becomes the schematic representation of the position of the tool 3 shown in the starting position.

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. 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. 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. 13), wenn das Werkzeug 3 um die Drehachse A1 (Z-Achse) rotiert. The longitudinal axis A3 of the tool 3 Aligns with the axis of rotation A1 and in dependence on the radially outwardly facing tool cutting edge 3.1 a machining diameter D1 (inner contour of a workpiece - not shown) can be covered. 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 away from the axis of rotation (s. 12 ). As a result, inner contours of a workpiece with a diameter D2 can be machined when the tool 3 rotated about the axis of rotation A1 (Z-axis). At a first radial offset R +, the tool cutting edge 3.1 in the direction of the axis of rotation A1 and is used for machining outer contours of a workpiece up to an outer diameter D3 (s. 13 ) when the tool 3 rotated about the axis of rotation A1 (Z-axis).

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.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine konstruktiv einfache und elegante Variante zur radialen Verstellung des Werkzeuges geschaffen, wobei durch den Gewichtsausgleich 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 solution according to the invention a structurally simple and elegant variant for the radial adjustment of the tool is created, being prevented by the weight balance 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 inner and / or outer diameter, so that when using the solution according to the invention, the number of tools required can be drastically reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Spindel spindle
2 2: Werkzeugkopf tool head
3 3: Werkzeug Tool
4 4: Gegengewicht counterweight
4.1 4.1: Seitenbereich page range
4.2 4.2: Boden ground
5 5: Betätigungsstange actuating rod
5.1 5.1: Arm poor
6 6: Grundkörper body
7 7: Stege Stege
7.1 7.1: erstes Festkörpergelenk first solid-state joint
7.2 7.2: zweites Festkörpergelenk second solid-state joint
8 8th: Werkzeugträger tool carrier
9 9: rotationssymmetrischer Vorsprung rotationally symmetrical projection
10 10: Erhebung survey
11 11: Hebel lever
12 12: Führungsnut guide
13 13: Ausnehmung recess
14 14: rohrförmiger Bereich tubular area
15 15: Wälzlager roller bearing
16 16: Außenzylinder outer cylinder
17 17: Erste Linearführung First linear guide
18 18: Führungsbolzen guide pins
19 19: Zweite Linearführung Second linear guide
A1 A1: Drehachse axis of rotation
E1 E1: erste schiefe Ebene first inclined plane
E2 E2: zweite schiefe Ebene second inclined plane
R+ R +: erster radialer Versatz first radial offset
R– R-: zweiter radialer Versatz second radial offset
S1 S1: erste Schwenkachse first pivot axis
S2 S2: zweite Schwenkachse second pivot axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1360024 B1 [0002]
US 6974285 A1 [0002]
DE 3433793 A1 [0003]
DE 9107759 U1 [0004]
EP 1070563 A1 [0005]
SU 435070 A1 [0006]
DE 4218492 C2 [0007]

Claims

Spindle with a with respect to a rotation axis (Z-axis) of the spindle 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, characterized in that the tool head 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.

Spindle according to claim 1, characterized in that a) that the tool head has a main body driven about the longitudinal axis through which the actuating rod leads, that at least one radially deflectable first attachment means is arranged on the base body, on which the tool is received and that the first Means for radial adjustment of the tool in the form of - formed on the first fastening means inclined plane and - formed with the inclined plane pressure range of the actuating rod are such that acts on an adjustment of the actuating rod in the direction of the longitudinal axis of the pressure range of the actuating rod against the inclined plane and the first fastening means and the tool received radially deflects and b) that at least one opposite to the first fastening means radially deflectable second fastening means is arranged on the base body, on which the weight compensation a is taken and that the second means for radial adjustment of the counterbalance in the form of - formed on the second fastening means guide portion and - a corresponding to the guide portion actuating portion of the actuating rod are formed such that upon adjustment of the actuating rod in the direction of the longitudinal axis of the actuating range of the actuating rod against acting on the guide portion and the second fastening means and the counterweight added thereto opposite to the tool deflects radially.

Spindle according to claim 1 or 2, characterized in that the radially deflectable first fastening means has at least two opposite ends hinged or mounted webs extending along the axis of rotation and are arranged with a first end radially deflectable on the base body, that at the second end the webs connecting the webs and the tool receiving tool carrier is arranged and that is formed on the pointing in the direction of the main body side of the tool carrier, the inclined plane against which the pressure region of the actuating rod acts.

Spindle according to claim 1 or 2, characterized in that the radially deflectable second fastening means in the form of a pivotably mounted on the base body in a first pivot axis lever is formed, wherein the lever has a guide groove formed as a guide groove , in which engages the adjusting portion of the actuating rod and that at the lower end of the lever, the weight compensation is mounted in a second pivot axis.

Spindle according to one of claims 1 to 4, characterized in that 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-body joint and in the direction of the tool carrier a second solid-body joint and that - the main body, - The webs, - The tool carrier and - The rotationally symmetric region for receiving the tool and - The axially extending projection are formed integrally with the inclined plane.

Spindle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuating rod passes through a tubular portion of the spindle, wherein the tool-side end of the tubular portion of the spindle of the main body of the tool head rotatably connected and wherein the actuating rod rotates with the tool head.

Spindle according to one of claims 1 to 6, characterized in that 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 and is used to process outer contours of a workpiece and at a second radial offset R- points away from the axis of rotation and is used for machining inner contours of a workpiece.