DE102017009552B4

DE102017009552B4 - Flüssigkeits-ablasseinrichtung und mit einer flüssigkeits-ablasseinrichtung ausgerüstete werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102017009552B4
Application number: DE102017009552.3A
Authority: DE
Inventors: Toyoaki Suzuki; Hiroshi Minami; Masahiro Murota
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2037-10-14
Also published as: JP6360122B2; CN107962450B; US10343245B2; US20180104784A1; DE102017009552A1; CN107962450A; JP2018065217A

Abstract

Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A) zum Ablassen von Flüssigkeit aus einem beweglichen Teil (54), das sich entlang eines vorbestimmten Pfads bewegt, umfassend:einen Strömungsdurchlass (84), der in dem beweglichen Teil (54) vorgesehen ist und dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit des beweglichen Teils (54) durchfließen zu lassen;einen Ausstoßer (80), der dazu ausgestaltet ist, sich einstückig mit dem beweglichen Teil (54) zu bewegen und die durch den Strömungsdurchlass (84) fließende Flüssigkeit auszustoßen; undein festes Teil (52, 100), das an einer Seite des beweglichen Teils (54) so vorgesehen ist, dass es sich parallel zu dem vorbestimmten Pfad zu erstreckt, wobeider Ausstoßer (80) an einer Position angeordnet ist, die sich nahe an dem festen Teil (52, 100) befindet, aber nicht damit in Kontakt ist, wobei der Ausstoßer (80) dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit abzuführen, sodass die Flüssigkeit das feste Teil (52, 100) erreicht, bevor die Flüssigkeit auf eine Oberfläche tropft, die unterhalb des Ausstoßers angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung zum Ablassen von Flüssigkeit aus einem beweglichen Teil, das sich entlang einem vorbestimmten Pfad bewegt, sowie eine mit einer Flüssigkeits-Ablasseinrichtung ausgerüstete Werkzeugmaschine.
In Werkzeugmaschinen wird ein Fluid zwischen einem beweglichen Teil und einem Führungselement, die eine Achse bilden, zugeführt, um ein hydrostatisches Drucklager zu bilden, wodurch die Gleitfähigkeit des beweglichen Teils gegenüber dem Führungselement verbessert wird. Insbesondere verstärkt die Verwendung von Öl (Flüssigkeit) als das Fluid die Stabilität des Lagers und verbessert das Vibrationsdämpfungsverhalten, wenn sich das bewegliche Teil bewegt.
Wenn hierbei die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung der Werkzeugmaschine dazu ausgestaltet ist, verbrauchtes Öl direkt aus dem Lager abtropfen zu lassen, zerstreut sich das Öl und verschmutzt die Werkzeugmaschine und unbeabsichtigt die umgebenden Teile. Um sich mit einer solchen Situation zu befassen, offenbart zum Beispiel die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 62-218047 eine Ausgestaltung einer Schmieröl-Auffangvorrichtung, in der eine Ölwanne am unteren Ende einer vertikal verschiebbaren Querschiene (bewegliches Teil) angebracht ist. Das heißt, diese Ölwanne fängt das Öl auf, das als Schmiermittel verwendet wurde, während sie sich zusammen mit dem beweglichen Teil bewegt.
Aus der Patentschrift DE 862 701 B (siehe 1 und 9 sowie Zeilen 33-38, 59-76 und 109-113) ist ein Ölrückgewinner für Maschinen mit Gleitführungen bekannt. Ein Schlitten, der ölgeschmiert auf einem Bett gleitet, ist demnach mit Filzabstreifern versehen, welche am Rand des Schlittens auf der Gleitfläche aufliegen und so einen Ölaustritt verhindern sollen. Durch die Filzabstreifer von dem Bett abgestreiftes überschüssiges Öl kann über einen an dem Schlitten angebrachten Schlauch abgeleitet werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Bei der Ausgestaltung, in der die Ölwanne mit dem beweglichen Teil integriert ist, wie in der Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 62-218047 offenbart, muss jedoch dann, wenn sich eine bestimmte Menge an Öl in der Ölwanne ansammelt, das bewegliche Teil nach unten bewegt werden, um das Öl daraus abzuführen. Daher vermindert diese Ausgestaltung die Arbeitseffizienz der Werkzeugmaschine. Alternativ könnte das Öl durch einen Schlauch abgelassen werden, der an der Ölwanne befestigt ist. Auch DE 862 701 B zeigt eine Anordnung, bei der ein Schlauch an dem beweglichen Teil (dem Schlitten) angeordnet ist. In diesen Fällen wird jedoch das bewegliche Teil einem Widerstand (Verformung, usw.) des Schlauchs ausgesetzt und es besteht ein Risiko, dass die Bewegungssteuerung des beweglichen Teils beeinträchtigt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der oben genannten Umstände entwickelt und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung bereitzustellen, die mit einem einfachen Aufbau ein einfaches Ablassen von Flüssigkeit für ein bewegliches Teil ermöglicht, während ein Zerstreuen der Flüssigkeit unterbunden und die Steuerung des beweglichen Teils erleichtert wird, sowie eine mit der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung ausgerüstete Werkzeugmaschine bereitzustellen.
Um die obengenannte Aufgabe zu lösen wird gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung zum Ablassen von Flüssigkeit aus einem beweglichen Teil, das sich entlang eines vorbestimmten Pfads bewegt, bereitgestellt, die umfasst: einen Strömungsdurchlass, der in dem beweglichen Teil vorgesehen ist und dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit des beweglichen Teils durchfließen zu lassen; einen Ausstoßer, der dazu ausgestaltet ist, sich einstückig mit dem beweglichen Teil zu bewegen und die durch den Strömungsdurchlass fließende Flüssigkeit auszustoßen; und ein festes Teil, das an einer Seite des beweglichen Teil vorgesehen ist, um sich parallel zu dem vorbestimmten Pfad zu erstrecken, wobei der Ausstoßer an einer Position angeordnet ist, die sich nahe an dem festen Teil befindet, aber nicht damit in Kontakt ist, wobei der Ausstoßer dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit abzuführen, sodass die Flüssigkeit das feste Teil erreicht, bevor die Flüssigkeit auf eine Oberfläche tropft, die unterhalb des Ausstoßers angeordnet ist.
Da, gemäß der obengenannten Ausgestaltung, die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung die Flüssigkeit aus dem Ausstoßer abführt, damit die Flüssigkeit das feste Teil erreichen kann, ist es möglich, die Flüssigkeit auszustoßen, während ein Zerstreuen der Flüssigkeit unterbunden wird. Das heißt, da sich der Ausstoßer und das feste Teil nahe beieinander befinden, wird die abgeführte Flüssigkeit vor einem Zerstreuen auf das feste Teil gegossen (oder erreicht es), und diese Flüssigkeit fließt an dem festen Teil entlang ab. Als Folge davon fällt die Flüssigkeit nicht frei von dem beweglichen Teil ab, und es ist somit möglich, die Flüssigkeit am Zerstreuen und Verschmutzen der Werkzeugmaschine und der unbeabsichtigten Bauteile um die Werkzeugmaschine herum zu hindern. Des Weiteren wird, wenn sich das bewegliche Teil bewegt, der Ausstoßer außer Kontakt mit dem beweglichen Teil gehalten, und somit wird die Bewegung des beweglichen Teils keinem Widerstand oder anderem nachteiligen Einfluss ausgesetzt. Folglich ermöglicht die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung, eine Bewegung des beweglichen Teils einfach und präzise zu steuern.
In diesem Fall ist bevorzugt, dass das bewegliche Teil dazu ausgestaltet ist, sich in der vertikalen Richtung als dem vorbestimmten Pfad hin und her zu bewegen, und ein Abstand eines Spalts zwischen dem Ausstoßer und dem festen Teil konstant gehalten wird, wenn das bewegliche Teil in unterschiedlichen Höhen positioniert wird.
Da in der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung der Abstand des Spalts zwischen dem Ausstoßer und dem festen Teil konstant gehalten wird, wenn das bewegliche Teil in unterschiedlichen Höhen positioniert wird, ist es möglich, die Flüssigkeit von dem Ausstoßer zuverlässig auf das feste Teil aufzutragen.
Zusätzlich zu den obengenannten Ausgestaltungen kann das bewegliche Teil eine Dreheinrichtung umfassen, die einen Rotor und einen Stator, der dazu ausgestaltet ist, den Rotor drehbar zu lagern, aufweist, und die Flüssigkeit kann Öl sein, das zwischen den Rotor und den Stator zugeführt wird, um dadurch ein hydrostatisches Drucklager zu bilden.
Das hydrostatische Drucklager der Dreheinrichtung kann das Dämpfungsverhalten des Rotors durch Öl verbessern. Des Weiteren ermöglicht die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung durch Abführen des in dem hydrostatischen Drucklager verwendeten Öls, das Öl vorteilhaft am Abtropfen von der Dreheinrichtung zu hindern.
Es ist bevorzugt, dass der Strömungsdurchlass dazu ausgestaltet ist, mit einem ausgenommenen Abschnitt, der unter einem Gehäuseraum des Stators, in dem der Rotor untergebracht ist, ausgebildet ist, zu kommunizieren und das Öl durch den Strömungsdurchlass zu dem Ausstoßer fließt.
Da sich das in dem hydrostatischen Drucklager verwendete Öl in einem unteren Abschnitt des Gehäuseraums des Stators ansammelt, ist es möglich, das Öl aus dem Gehäuseraum des Stators durch den Strömungsdurchlass, der mit dem ausgenommenen Abschnitt kommuniziert, zuverlässig abzuführen.
Des Weiteren ist bevorzugt, dass das feste Teil eine Nut aufweist, die einem Auslass des Ausstoßers gegenüberliegt und sich in eine Richtung erstreckt, in die sich das feste Teil erstreckt, wobei die Flüssigkeit von dem Ausstoßer durch den Auslass abgeführt wird.
In der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung ist es aufgrund der Nut, die sich in die Richtung erstreckt, in die sich das feste Teil erstreckt, möglich, dass die aus dem Auslass des Ausstoßers abgeführte Flüssigkeit entlang der Nut fließt, wodurch die Flüssigkeit vorteilhaft abgelassen wird.
Hierbei ist das feste Teil bevorzugt ein Führungselement, das dazu ausgestaltet ist, die Bewegung des beweglichen Teils zu führen.
Da der an dem beweglichen Teil vorgesehene Ausstoßer die Flüssigkeit zu dem Führungselement ausstößt, das das bewegliche Teil führt, ist es möglich, die Flüssigkeit einfach abzulassen. Da es nicht notwendig ist, ein separates Teil zum Ablassen der Flüssigkeit vorzusehen, können zusätzlich die Installationskosten der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung reduziert werden.
Alternativ kann das feste Teil ein Ablassführungselement sein, das am Umfang des beweglichen Teils so angeordnet ist, dass es sich parallel zu dem vorbestimmten Pfad erstreckt.
Das Ablassführungselement ermöglicht der aus dem Ausstoßer abgeführten Flüssigkeit durch einen gewünschten Pfad zu fließen und kann die Wiederverwendung der Flüssigkeit und andere Zwecke erleichtern.
Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Werkzeugmaschine bereitgestellt, die umfasst: ein bewegliches Teil, das dazu ausgestaltet, sich entlang eines vorbestimmten Pfads zu bewegen; und eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, Flüssigkeit von dem beweglichen Teil abzulassen, wobei: die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung umfasst: einen Strömungsdurchlass, der in dem beweglichen Teil vorgesehen ist und dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit des beweglichen Teils durchfließen zu lassen; einen Ausstoßer, der dazu ausgestaltet ist, sich einstückig mit dem beweglichen Teil zu bewegen und die durch den Strömungsdurchlass fließende Flüssigkeit auszustoßen; und ein festes Teil, das am Umfang des beweglichen Teil vorgesehen ist, um sich parallel zu dem vorbestimmten Pfad zu erstrecken, und der Ausstoßer an einer Position angeordnet ist, die sich nahe an dem festen Teil befindet, aber nicht damit in Kontakt ist, wobei der Ausstoßer dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit abzuführen, sodass die Flüssigkeit das feste Teil erreicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung sowie in der mit der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung bereitgestellten Werkzeugmaschine möglich, Flüssigkeit abzulassen, während ein Zerstreuen der Flüssigkeit des beweglichen Teils mit einer einfachen Ausgestaltung unterbunden wird, und die Steuerung des beweglichen Teils zu vereinfachen.
Die obengenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung durch ein erläuterndes Beispiel gezeigt wird, ersichtlicher werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Werkzeugmaschine mit einer Flüssigkeits-Ablasseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Seitenansicht, die eine Y-Achsen-Vorschubeinrichtung und eine C-Achsen-Dreheinrichtung einer mit einer Flüssigkeits-Ablasseinrichtung der vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Werkzeugmaschine zeigt;
3 ist eine Seiten-Querschnittsansicht der Y-Achsen-Vorschubeinrichtung und der C-Achsen-Dreheinrichtung von 2;
4A ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, die die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung von 3 zeigt;
4B ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, die einen Arbeitsablauf zeigt, bei dem eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung Öl abführt; und
5 ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung und eine Werkzeugmaschine mit der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch Beschreiben einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich dargelegt.
Wie in 1 gezeigt ist eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als ein an einem hydrostatischen Drucklager einer Werkzeugmaschine 12 vorgesehenes Bauteil ausgestaltet, um als Fluid verwendetes Öl (Flüssigkeit: Schmiermittel) abzulassen. Insbesondere ist die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf einem beweglichen Teil (einem später beschriebenen Y-Achsenschlitten 54) vorgesehen, das sich in der vertikalen Richtung bewegt, und unterbindet das Zerstreuen des Öls durch Verhindern, dass das Öl von dem beweglichen Teil frei abfällt. Zusätzlich ist die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 so angebaut, dass sie die Bewegungssteuerung des beweglichen Teils nicht beeinträchtigt, wodurch es möglich ist, das Verhalten des beweglichen Teils während dessen Bewegung zu stabilisieren.
Nachfolgend wird zum leichteren Verständnis der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung zuerst die mit der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 ausgerüstete Werkzeugmaschine 10 beschrieben.
Um ein Werkstück W zu bearbeiten, ist die Werkzeugmaschine 12 dazu ausgestaltet, eine 5-achsige Bearbeitung unter der Steuerung einer nicht dargestellten numerischen Steuerung auszuführen. Insbesondere ist die Werkzeugmaschine 12 dazu ausgestaltet, einen Tisch 14 mit einem darauf abgelegten Werkstück W in der X-Achsenrichtung hin und her zu bewegen und den Tisch 14 um eine B-Achse zu drehen. Des Weiteren ist die Werkzeugmaschine 12 dazu ausgestaltet, ein Werkzeug 16 zum Bearbeiten des Werkstücks W in der Z-Achsenrichtung (der Richtung zum und weg vom Tisch 14) und der Y-Achsenrichtung (vertikalen Richtung) hin und her zu bewegen und ein Schwenken des Werkzeugs 16 um eine C-Achse (Positionieren der Stellung des Werkzeugs 16) zu ermöglichen.
Das heißt, zusätzlich zu den drei Vorschubachsen weist die Werkzeugmaschine 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Drehachse in dem Tisch 14 und eine Drehachse der Spindel auf. Hierbei sollte die Werkzeugmaschine 12, an der die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 eingesetzt wird, nicht besonders durch die Anzahl von Achsen eingeschränkt werden. Weiterhin sollte der eingebaute Zustand der Drehachsen ebenfalls nicht eingeschränkt werden. Beispielsweise kann die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 an einer Maschine mit zwei Drehachsen auf der Seite des Tisches 14 oder einer Maschine mit zwei Drehachsen auf der Seite des Werkzeugs 16 eingesetzt werden.
Die X-Achsen-Vorschubeinrichtung 20 der Werkzeugmaschine 12 besteht aus einem X-Achsen-Führungselement 22, einem X-Achsenschlitten 24, der der sich auf dem X-Achsen-Führungselement 22 hin und her bewegen kann, und einem hydrostatischen Drucklager 26 für die Vorschubachse, das zwischen dem X-Achsen-Führungselement 22 und dem X-Achsenschlitten 24 vorgesehen ist. Das hydrostatische Vorschubachsen-Drucklager 26 wird von einer nicht dargestellten Ölversorgungseinrichtung mit Öl eines vorbestimmten Öldrucks versorgt, um dadurch einen Ölfilm zwischen dem X-Achsen-Führungselement 22 und dem X-Achsenschlitten 24 zu bilden. Dadurch werden Schwingungen, die beim Bewegen des X-Achsenschlittens 24 erzeugt werden, gedämpft, sodass der X-Achsenschlitten 24 leichtgängig gleiten kann.
Eine Dreheinrichtung 30 für die B-Achse der Werkzeugmaschine 12 besteht aus einem auf der Oberseite des X-Achsenschlittens 24 befestigten Stator 32 und einem im Innern des Stators 32 Rotors 34, der so angeordnet ist, dass er relativ zu dem Stator 32 drehbar ist, und umfasst ferner ein hydrostatisches Drucklager 36 zwischen dem Stator 32 und dem Rotor 34 für die Drehwelle. Dieses hydrostatische Drucklager 36 für die Drehwelle kann eine Einrichtung einsetzen, in der Luft als ein Fluid zwischen den Stator 32 und den Rotor 34 zugeführt wird, um einen Luftfilm zu bilden. Alternativ kann dieselbe Einrichtung (zum Zuführen von Öl als ein Fluid) wie die, die in der später beschriebenen C-Achsen-Dreheinrichtung 70 vorgesehen ist, übernommen werden. Der Tisch 14 zum Befestigen und Halten des Werkstücks W ist an der Oberseite des Rotors 34 angeordnet, sodass das Werkstück W auf der Oberseite des Tisches 14 positioniert und befestigt ist.
Die Z-Achsen-Vorschubeinrichtung 40 der Werkzeugmaschine 12 besteht aus einem Paar von Z-Achsen-Führungselementen 42 und einem Z-Achsenschlitten 44, der auf dem Paar von Z-Achsen-Führungselementen 42 hin und her fahren kann. Zwischen jedem der Z-Achsen-Führungselemente 42 und dem Z-Achsenschlitten 44 ist ein hydrostatisches Vorschubachsen-Drucklager 46 der vorgesehen, das dieselbe Struktur aufweist, wie die der X-Achsen-Vorschubeinrichtung 20. Eine Y-Achsen-Vorschubeinrichtung 50 ist auf der Oberseite des Z-Achsenschlittens 44 vorgesehen und eine Ölwanne 82, die einen Teil der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 darstellt, ist ebenfalls darauf vorgesehen.
Die Y-Achsen-Vorschubeinrichtung 50 umfasst ein Paar von Y-Achsen-Führungselementen 52 und einen Y-Achsenschlitten 54 (bewegliches Teil), der entlang des Paars von Y-Achsen-Führungselementen 52 hin und her fahren kann. Zwischen jedem der Y-Achsen-Führungselemente 52 und dem Y-Achsenschlitten 54 ist ein hydrostatisches Vorschubachsen-Drucklager 56 vorgesehen, das eine ähnliche Struktur wie die der hydrostatischen Vorschubachsen-Drucklager 26 und 46 des X-Achsen- und des Z-Achsen-Vorschubmechanismus 20 und 40 aufweist. Des Weiteren umfasst die Y-Achsen-Vorschubeinrichtung 50 einen Stützkörper 58, der aufrecht auf der Oberseite des Z-Achsenschlittens 44 befestigt ist, und eine mechanische Luftausgleichseinheit 60 zum Unterstützen einer Aufwärts-/Abwärtsbewegung des Y-Achsenschlittens 54.
Das Paar von Y-Achsen-Führungselementen 52 erstreckt sich parallel zu der Bewegungsrichtung (vorbestimmter Pfad) des Y-Achsenschlittens und führt die Bewegung des Y-Achsenschlittens 54. Die Y-Achsen-Führungselemente 52 weisen jeweils eine rechtwinklige rohrförmige Form einer vorbestimmten Länge auf und sind so installiert, dass sie sich vertikal an einer voneinander beabstandeten Position erstrecken. Die Y-Achsen-Führungselemente 52 sind jeweils an einer Bodenfläche 82a befestigt und bilden einen Speicherraum 83 der Ölwanne 82. Von den vier Seiten der Y-Achsen-Führungselemente 52 bilden die Seitenflächen, mit Ausnahme einer Seitenfläche, die einem anderen Y-Achsen-Führungselement gegenüberliegt, Gleitflächen (eine der Lagerflächen des hydrostatischen Vorschubachsen-Drucklagers 56), auf denen der Y-Achsenschlitten 54 gleitet. Das dem hydrostatischen Vorschubachsen-Drucklager 56 zugeführte Öl haftet an diesen Gleitflächen und fließt nach unten.
Des Weiteren ist das Paar von Y-Achsen-Führungselementen 52 an dem auf der Z2-Seite in 1 (siehe auch 2) befindlichen Stützkörper 58 befestigt, wodurch deren vertikale Stellung beibehalten wird. Obwohl der in 1 gezeigte Stützkörper 58 eine rechtwinklige parallelflache Blockform aufweist, kann der Stützkörper, um das auf den Z-Achsenschlitten 44 aufgelegte Gewicht zu reduzieren, in einer Rahmenstruktur mit einem Hohlraum ausgebildet werden.
Eines (das rechte in 1) der paarweisen Y-Achsen-Führungselemente 52 ist ein festes Element, das Teil der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 ist. Nachfolgend wird dieses Y-Achsen-Führungselement 52 auch als ein Y-Achsen-Ablassführungselement 52a bezeichnet. Die spezifischen Funktionen des Y-Achsen-Ablassführungselements 52a werden später beschrieben.
Der Y-Achsenschlitten 54 besteht aus einem Befestigungswandabschnitt 54, an dem die C-Achsen-Dreheinrichtung 70 befestigt ist, und einem Paar von Führungswandabschnitten 54b, die auf beiden Seiten des Befestigungswandabschnitts 54a angeordnet sind. Der Y-Achsenschlitten 54 ist aus einem einzigen Stück durch einstückiges Formen ausgebildet. Der Befestigungswandabschnitt 54a weist eine flache Oberfläche auf und ist dick genug, um eine Steifigkeit zum Halten der C-Achsen-Dreheinrichtung 70 bereitzustellen. Die paarweisen Führungswandabschnitte 54b decken jeweilige Y-Achsen-Führungselemente 52 hakenartig ab, um den Y-Achsenschlitten 54 in der vertikalen Richtung zu verschieben, während ein Spiel oder Taumeln in der X-Richtung und der Z-Richtung unterbunden wird. Das heißt, die durch den Befestigungswandabschnitt 54a und das Paar von Führungswandabschnitten 54b gebildete Innenfläche definiert die andere Lagerfläche des hydrostatischen Vorschubachsen-Drucklagers 56, die der Gleitfläche eines jeden Y-Achsen-Führungselements 52 gegenüberliegt.
Des Weiteren wird der Y-Achsenschlitten 54 durch die an einer Verlängerungsplatte 48 auf dem Z-Achsenschlitten befestigte mechanische Luftausgleichseinheit 60 beim vertikalen Verschieben unterstützt. Die mechanische Luftausgleichseinheit 60 umfasst ein Paar von festen Wellen 62, die auf der Oberseite an beiden Seiten der Verlängerungsplatte 48 vorgesehen sind, und ein Paar von beweglichen Zylindern 64, die außen an den jeweiligen festen Wellen 63 so befestigt sind, dass sie sich relativ dazu bewegen können.
Die paarweisen festen Wellen 62 weisen jeweils eine zylindrische Form auf, die sich mit einer vorbestimmten Länge von einer an einem unteren Ende derselben vorgesehenen Befestigungsplatte 62a, die an der Verlängerungsplatte 48 befestigt ist, nach oben erstreckt. Die paarweisen beweglichen Zylinder 64 weisen jeweils einen inneren Hohlraum 64a mit einem Durchmesser, der etwas größer als der Außendurchmesser der festen Welle 62 ist, auf, und die festen Wellen 62 werden mit den beweglichen Zylindern 64 abgedeckt. Ein Brückenrahmen 66 erstreckt sich von dem unteren Ende eines jeden der paarweisen beweglichen Zylinder 64 in Richtung auf jede Seite des Y-Achsenschlittens 54 und ist mit dem Y-Achsenschlitten 54 verbunden.
In der so ausgestalteten mechanischen Luftausgleichseinheit 60 wird den inneren Hohlräumen 64a des Paars von beweglichen Zylindern 64 zu angemessenen Zeiten Arbeitsluft durch eine nicht dargestellten Arbeitsluft-Versorgungseinrichtung zugeführt oder daraus abgeführt. Dadurch werden die beweglichen Zylinder 64 relativ zu den festen Wellen 62 bewegt. Das heißt, wenn der Y-Achsenschlitten 54 in der vertikalen Richtung bewegt wird, steuert die mechanische Luftausgleichseinheit 60 den Antrieb der Y-Achsen-Vorschubeinrichtung 50, und als Ergebnis der Steuerung des Antreiben wird die Last des Y-Achsenschlittens 54 (mit der C-Achsen-Dreheinrichtung 70, der Spindeleinrichtung 76, dem Werkzeug 16, usw.) verteilt und durch die mechanische Luftausgleichseinheit 60 aufgenommen. Als ein Ergebnis kann sich der Y-Achsenschlitten leichtgängig auf und ab bewegen.
Des Weiteren umfasst der Y-Achsenschlitten 54 eine Ölversorgungseinrichtung 68 an einem oberen Teil desselben, um der Y-Achsen-Vorschubeinrichtung 50 und der C-Achsen- Dreheinrichtung 70 Öl zuzuführen. Die Ölversorgungseinrichtung 68 umfasst einen Öltank 68a zum Speichern von Öl und einen im Innern des Y-Achsenschlittens 54 vorgesehenen Vorschubachsen-Strömungsdurchlass 68b, um dem hydrostatischen Vorschubachsen-Drucklager 56 Öl zuzuführen. Eine (nicht gezeigte) Pumpe ist an einem Ölversorgungsanschluss des Öltanks 68a vorgesehen und wird angetrieben, um das Öl aus dem Öltank 68a auszulassen. Es wird angemerkt, dass die Ölversorgungseinrichtung 68 an einer anderen Position in der Werkzeugmaschine 12 angeordnet werden kann und die Einrichtung 68 beispielsweise an dem Stützkörper 58 oder dergleichen angebracht werden kann, um über ein nicht dargestelltes Rohr Öl an den Strömungsdurchlass des Y-Achsenschlittens 54 zu liefern.
Die C-Achsen-Dreheinrichtung 70 besteht aus einem an dem Y-Achsenschlitten 54 befestigten Stator 72 und einem relativ zu dem Stator 72 drehbaren Rotor 74. Der Rotor 74 ist teilweise im Innern des Stators 72 untergebracht und ist an einer von dem Y-Achsenschlitten 54 entfernten Seite (Z1-Seite in 1) freigelegt. Eine Spindeleinrichtung 76 zum Antreiben des Werkzeugs 16, um das Werkstück W zu bearbeiten, ist an einer Vorderseite (der Z1-Seite in 1) des Rotors 74 angebracht.
Die Spindeleinrichtung 76 ist nicht besonders eingeschränkt, sondern kann ein Sägen, Entgraten, Schneiden und andere Bearbeitungen ausführen. Die Spindeleinrichtung 76 umfasst zum Beispiel einen in Seitenansicht L-förmigen Träger 76a und eine Spindel 76b, die ein Werkzeug 16 auf einer verlängerten Seite des Trägers 76a trägt und das Werkstück 16 um eine Achse dreht. Das heißt, das bewegliche Teil gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Baugruppe, die die C-Achsen-Dreheinrichtung 70, die Spindeleinrichtung 76 und das Werkzeug 16 umfasst.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist der Stator 72 als Teil der C-Achsen-Dreheinrichtung in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet und weist ein Gehäuseraum 73 zum Aufnehmen des Rotors 74 auf. An einer Innenumfangsfläche, die den Gehäuseraum 73 des Stators 72 definiert, ist ein ringförmig vorstehender erster innerer Vorsprung 72a in der Umfangsrichtung ausgebildet. Des Weiteren ist ein zweiter innerer Vorsprung 72b, der radial nach innen vorsteht, am Innenumfang im vorderen Teil des Stators 72 ausgebildet, um Öl am Auslaufen zur Vorderseite (der Z1-Seite in 1) des Rotors 74 zu hindern.
Das heißt, an der Innenumfangsfläche des Stators 72 ist eine erste Nut 72d (ausgenommener Abschnitt) zwischen einer an dem Y-Achsenschlitten 54 zu befestigenden Bodenwand 72c und dem ersten inneren Vorsprung 72a ausgebildet, und eine zweite Nut 72e (ausgenommener Abschnitt) ist zwischen dem ersten inneren Vorsprung 72a und dem zweiten inneren Vorsprung 72b ausgebildet.
Andererseits hat der Rotor 74 einen zylindrischen Abschnitt 75, der in dem Gehäuseraum 73 des Stators 72 gelagert ist, und einen Scheibenabschnitt 74a, der mit der Vorderseite des zylindrischen Abschnitt 75 verbunden ist und von dem Stator 72 freigelegt ist. Zwei ringförmige Vorsprünge 75a sind an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 75 ausgebildet. Die zwei ringförmigen Vorsprünge 75a sind in der ersten und zweiten Nut 72d und 72e des Stators 72 untergebracht, sodass der Rotor 74 nicht vom Stator 72 gelöst werden kann. Der Rotor 74 wird um die axiale Mitte (C-Achse) durch einen in einer in der Mitte ausgebildeten Bohrung eingebrachten Motor (zum Beispiel eine nicht dargestellte, aus Spulen und Magnete bestehende Einrichtung) gedreht.
In der C-Achsen-Dreheinrichtung 70 bildet ein Freiraum C, der zwischen dem ersten inneren Vorsprung 72a des Stators 72 und den zwei ringförmigen Vorsprüngen 75a ausgebildet ist und der Fläche 75b des Rotors 74 gegenüberliegt, ein hydrostatisches Drehwellen-Drucklager 78. Des Weiteren nutzt die Werkzeugmaschine 12die obengenannten Ölversorgungseinrichtung 68, um Öl an das hydrostatische Drehwellen-Drucklager 78 zu liefern.
Insbesondere ist ein Drehwellen-Strömungsdurchlass 77 im Innern des Y-Achsenschlittens 54 und im Innern des Stators 72 ausgebildet, um mit dem Öltank 68a der oben beschriebenen Ölversorgungseinrichtung 68 zu kommunizieren. Beispielsweise öffnet sich ein Ende des Drehwellen-Strömungsdurchlass 77 an der vorstehenden Fläche des ersten inneren Vorsprungs 72a des Stators 72 und kommuniziert mit dem durch die gegenüberliegende Fläche 75b gebildeten Freiraum C. Als ein Ergebnis wird Öl über den Drehwellen-Strömungsdurchlass 77 von dem Öltank 68a an das hydrostatische Drehwellen-Drucklager 78 geliefert. Hierbei kann die Einrichtung zum Zuführen von Öl an das hydrostatische Drehwellen-Drucklager 78 getrennt von der Ölversorgungseinrichtung 68 zum Zuführen von Öl an das hydrostatische Vorschubachsen-Drucklager 56 vorgesehen werden.
Öl wird an den Gehäuseraum 73 des Stators 72 über den Drehwellen-Strömungsdurchlass 77 geliefert, wodurch ein Ölfilm in dem Freiraum C des hydrostatischen Drehwellen-Drucklagers 78 gebildet wird und der Rotor 74 leichtgängig drehen kann. Um das Öl aus dem hydrostatischen Drehwellen-Drucklager 78 abzulassen, wird die Werkzeugmaschine 12 mit der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 versehen.
Die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 umfasst einen Teil der C-Achsen-Dreheinrichtung 70 (Stator 72), eine an einer Außenumfangsfläche des Stators 72 angebrachte Düse 80 (Ausstoßer), ein Y-Achsen-Ablassführungselement 52a und die Ölwanne 82.
Wie in 4A gezeigt weist die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 eine Mehrzahl von Ausströmlöchern 84 (Strömungsdurchlässe) unter dem Stator 72 auf, um dem Öl zu erlauben, aus dem Gehäuse zur Außenseite auszufließen. Ein erstes Ausströmloch 84a ist so ausgebildet, dass es von der ersten Nut 72d des Stators 72 vertikal nach unten zu der Außenumfangsfläche durchdringt. Ein zweites Ausströmloch 84b ist so ausgebildet, dass es von der zweiten Nut 72e des Stators 72 vertikal nach unten zu der Außenumfangsfläche durchdringt. Das heißt, das Öl des hydrostatischen Drehwellen-Drucklagers 78 bildet einen Ölfilm und fließt dann in die erste und zweite Nut 72d, 72d, die in einer niedrigeren Ebene liegen als der erste innere Vorsprung 72a. Aufgrund des ersten und zweiten Ausströmlochs 84a, 84b kann das Öl leicht aus dem Gehäuseraum 73 abgeführt werden. Es wird angemerkt, dass ein oder mehrere Ausströmlöcher 84 vorgesehen werden können.
Andererseits wird die Düse 80 der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 in einer rechtwinkligen rohrförmigen Form vorgesehen. Die Düse 80 ist an einer unteren Position des Stators 72 so befestigt, dass sie die ersten und zweiten Ausströmlöcher 84a und 84b abdeckt. Des Weiteren erstreckt sich die Düse 80 von dem festen Abschnitt des Stators 72 in Richtung auf den Y-Achsenschlitten 54 (Z2-Seite), krümmt sich zur X1-Seite unterhalb des Y-Achsenschlittens 54, wie in 1 gezeigt, und erstreckt sich weiter zu der Y-Achsen-Ablassführungselementseite 52a (die X1-Seite in 1). Eine Seitenfläche auf der Z2-Seite eines verlängerten Endabschnitts 81 der Düse 80 (die nachfolgend als eine Düsen-Stirnseitenfläche 81a bezeichnet wird) liegt dem Y-Achsen-Ablassführungselement 52a gegenüber. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Stator 72 und die Düse 80 getrennt ausgebildet, wobei jedoch diese Bauteile einstückig ausgebildet werden können.
Wie in den 1 und 4A gezeigt ist ein Düsen-Strömungsdurchlass 86 (Strömungsdurchlass) für durchfließendes Öl im Innern der Düse 80 von dem festen Abschnitt des Stators 72 zu dem verlängerten Endabschnitt 81 ausgebildet. Der Düsen-Strömungsdurchlass 86 besteht aus einem ersten Strömungsdurchlass 86a, der mit dem ersten Ausströmloch 84a kommuniziert, einem zweiten Strömungsdurchlass 86b, der mit dem zweiten Ausströmloch 84b kommuniziert, und einem dritten Strömungsdurchlass 86c, der mit einem an der Düsen-Stirnseitenfläche 81a vorgesehenen Ausstoßanschluss 88 kommuniziert. Die ersten bis dritten Strömungsdurchlässe 86a bis 86c treffen in der Düse 80 zusammen. Das aus dem ersten und zweiten Ausströmloch 84a, 84b ausfließende Öl wird durch den ersten und zweiten Strömungsdurchlass 86a, 86b aufgenommen und fließt in den dritten Strömungsdurchlass 86c. Dann lässt der dritte Strömungsdurchlass 86c das Öl entlang der verlängerten Form der Düse 80 fließen, und führt das Öl aus dem Ausstoßanschluss 88 (Auslass) an der Düsen-Stirnseitenfläche 81a ab. Es sollte angemerkt werden, dass der Düsen-Strömungsdurchlass 86 nach unten in Richtung auf den Ausstoßanschluss 88 geneigt sein kann.
Hierbei ist ein Spalt 90 zwischen der Düsen-Stirnseitenfläche 81a (Ausstoßanschluss 88) der Düse 80 und einer Seitenfläche (einer Seitenfläche auf der Z1-Seite) des Y-Achsen-Ablassführungselements 52a, das der Düsen-Stirnseitenfläche 81a gegenüberliegt, vorgesehen. Der Abstand d des Spalts 90 kann und sollte auf einen solchen Abstand eingestellt werden, dass das aus dem Ausstoßanschluss 88 ausgestoßene Öl die Seitenfläche auf der Z1-Seite erreichen kann, zum Beispiel auf ungefähr 0,5 mm bis 3 mm. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand d auf 1 mm eingestellt. Dieser Spalt 90 erlaubt der Düse 80 sich einstückig vertikal mit dem Y-Achsenschlitten 54 zu bewegen, während sie außer Kontakt mit dem Y-Achsen-Ablassführungselement 52a bleibt. Des Weiteren kann das aus dem Ausstoßanschluss 88 abgeführte Öl zuverlässig auf das sich in der Nähe befindliche Y-Achsen-Ablassführungselement 52a gegossen werden.
Zusätzlich ist der Ausstoßanschluss 88 an einer Position vorgesehen, die einer Abflussnut 92 (Nut) des Y-Achsen-Ablassführungselement 52 gegenüberliegt. Die in dem Y-Achsen-Ablassführungselement 52a ausgebildete Abflussnut 92 erstreckt sich vertikal auf der Gleitfläche (der Seitenfläche auf der Z1-Seite in 1) des Y-Achsen-Führungselements 52, das der C-Achsen-Dreheinrichtung 70 gegenüberliegt, und bildet eine Pfad, um das Öl nach unten fließen zu lassen. Das aus dem Ausstoßanschluss 88 abgeführte Öl tritt ohne weiteres in die Abflussnut 92 ein, ohne dass die Gleitfläche des Y-Achsen-Ablassführungselement 52a berührt wird. Wenn Öl auf das Y-Achsen-Führungselement 52a gegossen wird, wird als Ergebnis das Öl am Zerstreuen in alle Richtungen gehindert.
Da das aus der Düse 80 abgeführte Öl stetig auf dieselbe Stelle in der Abflussnut 92 gegossen wird, ist es möglich, mit Leichtigkeit eine Durchflussrate sicherzustellen, bei der das Öl leicht nach unten fließt. Hierbei kann die Abflussnut 92 relativ flach ausgebildet werden (beispielsweise mit einer Tiefe, die kürzer als der Abstand d ist). Ferner kann die Abflussnut 92 in jedem der paarweisen Y-Achsen-Führungselemente 52 vorgesehen werden. Weiterhin kann in dem Y-Achsen-Führungselement 52 das Öl entlang einer Gleitfläche fließen, ohne dass es eine Abflussnut 92 aufweist.
Wie in den 1 und 3 gezeigt, ist die Ölwanne 82 der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 unter dem Y-Achsen-Führungselement 52 vorgesehen. Die Ölwanne 82 ist in einer oben offenen Kastenform ausgebildet, die einen Speicherraum 83 aufweist, der Öl zwischenspeichern kann, das entlang der Abflussnut 92 nach unten geflossen ist. Die Ölwanne 82 hat einen Abführanschluss 83a, um das Öl in dem Speicherraum 83 nach außen abzuführen, und ein Rohr 94 einer (nicht gezeigten) Ölsammeleinrichtung ist mit dem Abführanschluss 83a verbunden. Eine Bodenfläche 82a der Ölwanne 82 ist bevorzugt nach unten in Richtung auf den Abführanschluss 83 geneigt, wodurch Öl zwangsweise zum Abführanschluss 83 angeströmt werden kann. Des Weiteren wird bevorzugt, dass die Ölsammeleinrichtung dazu ausgestaltet ist, das Öl zurückzugewinnen und das gesammelte Öl an die Ölversorgungseinrichtung 68 zurückzuführen.
Die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und die mit der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung ausgerüstete Werkzeugmaschine 12 sind im Grunde wie oben beschrieben ausgestaltet. Nun werden nachfolgend die Arbeitsweise und die Wirkung beschrieben.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks W unter der Steuerung der Numerischen Steuerung bewegt die Werkzeugmaschine 12 den Y-Achsenschlitten 54 in der vertikalen Richtung und dreht den Rotor 74 der C-Achsen-Dreheinrichtung 70, um dadurch die Spindeleinrichtung 76 (Werkzeug 16) zu positionieren. Wenn der Y-Achsenschlitten 54 vertikal bewegt wird, wird über den Vorschubachsen-Strömungsdurchlass 68b des Y-Achsenschlittens 54 Öl OL von der Ölversorgungseinrichtung 68 an das hydrostatische Vorschub-Drucklager 56 geliefert. Der Abstand d des Spalts 90 zwischen der Düse 80 der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 und dem Y-Achsen-Ablassführungselement 52a wird konstant gehalten, um dadurch eine leichtgängige Bewegung des Y-Achsenschlittens 54 sicherzustellen.
Wenn die C-Achsen-Dreheinrichtung 70 angetrieben wird, wird ferner durch die Ölversorgungseinrichtung 68 das Öl OL an das hydrostatische Drehwellen-Drucklager 79 geliefert. Das Öl OL wird aus dem Öltank 68a an den Gehäuseraums 73 über den Drehwellen-Strömungsdurchlass 77 geliefert, um einen Ölfilm in dem Freiraum C zwischen dem Stator 72 und dem Rotor 74 zu bilden.
Wie in 4A gezeigt sammelt sich daher das an das hydrostatische Drehwellen-Drucklager 78 in dem unteren Teil des Gehäuseraums 73 des Stators 72 an. Dieses Öl OL fließt in die erste und zweite Nut 72d, 72e und fließt aus dem ersten und zweiten Ausströmloch 84a, 84b, die als Teil der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 vorgesehen sind, am unteren Abschnitt des Stators 72 aus. Des Weiteren fließt das Öl OL nach unten durch das erste und das zweite Ausströmloch 84a, 84b und fließt dann in den Düsen-Strömungsdurchlass 86 der Düse 80.
Im Innern der Düse 80 fließt das Öl OL durch den ersten und zweiten Strömungsdurchlass 86a, 86b, kommt am dritten Strömungsdurchlass 86c zusammen und fließt weiter durch den dritten Strömungsdurchlass 86c zu dem verlängerten Endabschnitt 81 der Düse 80. Dann, wie in 4B gezeigt, wird das Öl, das den dritten Strömungsdurchgang 86c durchlaufen hat, aus dem Ausstoßanschluss 88 an der Düsen-Stirnseitenfläche 81 in Richtung auf das Y-Achsen-Abflussführungselement 52a abgeführt.
Da, wie oben beschrieben, die Düsen-Stirnseitenfläche 81a und die Seitenfläche des Y-Achsen-Ablassführungselements 52 nur durch den kleinen Spalt 90 beabstandet sind, tropft das aus dem Ausstoßanschluss 88 ausgestoßene Öl OL nicht direkt aus der Düse 80, sondern wird auf (erreicht) die Seitenfläche des Y-Achsen-Führungselements 52 gegossen. Da des Weiteren der Ausstoßanschluss 88 dazu angeordnet ist, das Öl an die Abflussnut 92 des Y-Achsen-Führungselements 52 abzuführen, fließt das Öl OL entlang der Abflussnut 92 nach unten. Da weiterhin das in dem hydrostatischen Vorschubachsen-Drucklager 56 verwendete Öl auf der Oberfläche des Y-Achsen-Führungselements 52a abfließt, läuft das aus dem Ausstoßanschluss 88 abgeführte Öl OL dort zusammen und fließt zusammen nach unten.
Das heißt, die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 hindert das Öl OL am freien Fallen von der C-Achsen-Dreheinrichtung 70. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Öl OL vorteilhaft am Zerstreuen und Verschmutzen der Werkzeugmaschine 12 und deren näheren Umgebung zu hindern. Das Öl OL, das durch die Abflussnut 92 geflossen ist, wird in dem Speicherraum 83 der Ölwanne 82 gespeichert und danach über den Abführanschluss 83a in der Ölsammeleinrichtung gesammelt.
Wie oben beschrieben führen die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 und die Werkzeugmaschine 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Öl OL aus der Düse 80 ab, sodass das Öl auf das Y-Achsen-Ablassführungselement 52a gegossen werden kann (oder es erreichen kann), wodurch es möglich ist, das Öl abzulassen, während ein Zerstreuen des Öls OL unterbunden wird. Das heißt, da sich die Düse 80 und das Y-Achsen-Führungselement 52 nahe beieinander befinden, wird das Öl OL auf das Y-Achsen-Führungselement 52 gegossen, oder erreicht es, bevor das Öl zerstreut wird, und das Öl fließt entlang dem Y-Achsen-Führungselement 52 nach unten. Als ein Ergebnis fällt das Öl nicht frei von dem Y-Achsenschlitten 54 nach unten, und es ist somit möglich, das Öl OL am Zerstreuen und Verschmutzen der Werkzeugmaschine 12 und unbeabsichtigter Bauteile um die Werkzeugmaschine herum zu hindern. Des Weiteren wird, wenn sich der Y-Achsenschlitten 54 bewegt, die Düse 80 außer Kontakt mit dem Y-Achsen-Führungselement 52 gehalten und daher wird die Bewegung des Y-Achsenschlittens 54 keinem Widerstand oder nachteiligen Einfluss ausgesetzt. Somit kann die Werkzeugmaschine 12 die Bewegung des Y-Achsenschlittens 54 leicht und präzise steuern.
In diesem Fall wird in der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 80 der Abstand d des Spalts 90 zwischen der Düse 80 und dem Y-Achsen-Ablassführungselement 52 konstant gehalten, wenn der Y-Achsenschlitten 54 auf unterschiedlichen Höhen positioniert wird. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, das Öl OL beständig aus der Düse 80 auf das Y-Achsen-Führungselement 52 zu gießen. Da des Weiteren die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 das durch das hydrostatische Drehwellen-Drucklager verwendete Öl OL ablässt, ist es möglich, das Öl OL in geeigneter Weise am Abtropfen von der C-Achsen-Dreheinrichtung zu hindern. Weiterhin kommunizieren in der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 das erste und zweite Ausströmloch 84a, 84b mit der ersten und zweiten Nut 72d, 72e, und somit ist es möglich, das Öl OL zuverlässig aus dem Gehäuseraum 73 des Stator 72 abzuführen.
In der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 kann das aus dem Ausstoßanschluss 88 der Düse 80 abgeführte Öl dazu gebracht werden, entlang der Abflussnut 92 zu fließen, die sich in einer Richtung erstreckt, in der sich das Y-Achsen-Ablassführungselement 52a erstreckt, wodurch es möglich ist, das Öl OL reibungslos abzulassen. Da des Weiteren die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 dazu ausgestaltet ist, das Öl OL zu dem Y-Achsen-Führungselement 52a zum Führen des Y-Achsenschlittens 54 abzuführen, ist es nicht notwendig, ein Element zum Ablassen des Öl OL getrennt vorzusehen, und somit ist es möglich, die Installationskosten der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 zu reduzieren.
Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, und es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist das Element zum Abführen des Öls OL aus der C-Achsen-Dreheinrichtung 70 nicht darauf beschränkt, dass die Düse 80 in sich den Düsen-Strömungsdurchlass 86 aufweist, sondern es können verschiedene Elemente (Rohre, Rinnen, Stangen usw.), die Öl OL abfließen lassen können, übernommen werden. Beispielsweise kann eine nicht dargestellte Rinne vorgesehen werden. In diesem Fall wird ein Ende der Rinne unterhalb des Ausströmlochs 84 des Stators 72 positioniert, und die Rinne wird so angeordnet, dass sie sich in Richtung auf das Y-Achsen-Ablassführungselement 52a erstreckt. Des Weiteren wird das andere Ende der Rinne mit einem Auslass verssehen, durch den das Öl abgeführt wird. Diese Ausgestaltung kann die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 im Aufbau vereinfachen, und daher können die Installationskosten reduziert werden.
Eine in 5 gezeigte Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10A gemäß einem Modifikationsbeispiel unterscheidet sich von der oben beschriebenen Flüssigkeits-Ablasseinrichtung dadurch, dass ein Ablass-Führungselement 100 (festes Element), das dem aus einer Düse 80 ausgestoßenen Öl OL ermöglicht, nach unten zu fließen, getrennt von dem Y-Achsen-Führungselement 52 vorgesehen ist. Diese Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10A ist dazu ausgestaltet, das Öl OL aus einer Hydraulikvorrichtung 102 abzuführen, die in dem Y-Achsenschlitten 54 der Werkzeugmaschine 12 vorgesehen ist. Kurzgesagt kann die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 oder 10A gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur auf die besonders eingeschränkten beweglichen Elemente angewendet werden, sondern kann ebenfalls auf verschiedene Strukturen angewendet werden, die sich entlang einem vorbestimmten Pfad bewegen und einen Flüssigkeitsablass benötigen.
In diesem Fall wird das Ablass-Führungselement 100 am Umfang des Y-Achsenschlittens 54 angeordnet so installiert, dass es sich parallel zu der Bewegungsrichtung des Y-Achsenschlittens 54 erstreckt. Des Weiteren wird das Ablass-Führungselement 100 so befestigt, dass zwischen dem Ablass-Führungselement 100 und einen verlängerten Endabschnitt 81 der Düse 80 der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10A ein Spalt 90 gebildet wird (das heißt, das Führungselement wird außer Kontakt mit der Düse gehalten). Wenn der Y-Achsenschlitten 54 bewegt wird, wird daher der Abstand d des Spalts 90 zwischen der Düse 80 und dem Ablass-Führungselement 100 konstant gehalten und das Öl OL, das durch den Düsen-Strömungsdurchlass 86 in der Düse 80 fließt, kann ausgestoßen und auf das Ablass-Führungselement 100 aufgetragen werden.
Eine Ölwanne 82 ist unten an dem Ablass-Führungselement 100 vorgesehen. Die Ölwanne 82 speichert das entlang des Ablass-Führungselements 100 nach unten fließende Öl OL und ermöglicht einer Ölsammeleinrichtung oder dergleichen das Öl aufzufangen. Hierbei kann das Ablass-Führungselement 100 bevorzugt eine Abflussnut 92 an einer Position aufweisen, die, in gleicher Weise wie bei der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10, dem Ausstoßanschluss 88 der Düse 80 gegenüberliegt.
Wie oben beschrieben können die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10A und die Werkzeugmaschine 12 gemäß dem Modifikationsbeispiel ferner dieselbe Wirkung wie die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugen. Insbesondere kann das Ablass-Führungselement 100 der Flüssigkeits-Ablasseinrichtung 10A ferner bewirken, dass das aus der Düse 80 abgeführte Öl durch einen gewünschten Pfad fließt. Daher kann, zum Beispiel, das Ablass-Führungselement 100 dazu ausgestaltet sein, das Öl OL direkt zu der Ölsammeleinrichtung zu führen, um die Wiederverwendung des Öls und andere Zwecke zu unterstützen.

Claims

Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A) zum Ablassen von Flüssigkeit aus einem beweglichen Teil (54), das sich entlang eines vorbestimmten Pfads bewegt, umfassend: einen Strömungsdurchlass (84), der in dem beweglichen Teil (54) vorgesehen ist und dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit des beweglichen Teils (54) durchfließen zu lassen; einen Ausstoßer (80), der dazu ausgestaltet ist, sich einstückig mit dem beweglichen Teil (54) zu bewegen und die durch den Strömungsdurchlass (84) fließende Flüssigkeit auszustoßen; und ein festes Teil (52, 100), das an einer Seite des beweglichen Teils (54) so vorgesehen ist, dass es sich parallel zu dem vorbestimmten Pfad zu erstreckt, wobei der Ausstoßer (80) an einer Position angeordnet ist, die sich nahe an dem festen Teil (52, 100) befindet, aber nicht damit in Kontakt ist, wobei der Ausstoßer (80) dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit abzuführen, sodass die Flüssigkeit das feste Teil (52, 100) erreicht, bevor die Flüssigkeit auf eine Oberfläche tropft, die unterhalb des Ausstoßers angeordnet ist.
Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A) nach Anspruch 1, wobei: das bewegliche Teil (54) dazu ausgestaltet ist, sich in der vertikalen Richtung als dem vorbestimmten Pfad hin und her zu bewegen; und ein Abstand eines Spalts (90) zwischen dem Ausstoßer (80) und dem festen Teil (52, 100) konstant gehalten wird, wenn das bewegliche Teil (54) in unterschiedlichen Höhen positioniert wird.
Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A) nach Anspruch 2, wobei: das bewegliche Teil (54) eine Dreheinrichtung (70) umfasst, die einen Rotor (74) und einen Stator (72), der dazu ausgestaltet ist, den Rotor (74) drehbar zu lagern, aufweist; und die Flüssigkeit Öl ist, die zwischen den Rotor (74) und den Stator (72) zugeführt wird, um dadurch ein hydrostatisches Drucklager zu bilden.
Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A) nach Anspruch 3, wobei der Strömungsdurchlass (84) dazu ausgestaltet ist, mit einem ausgenommenen Abschnitt (72d, 72e), der unter einem Gehäuseraum des Stators (72), in dem der Rotor (74) untergebracht ist, ausgebildet ist, zu kommunizieren und das Öl durch den Strömungsdurchlass (84) zu dem Ausstoßer (80) fließt.
Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das feste Teil (52, 100) eine Nut (92) aufweist, die einem Auslass des Ausstoßers (80) gegenüberliegt und sich in eine Richtung erstreckt, in die sich das feste Teil (52, 100) erstreckt, wobei die Flüssigkeit aus dem Ausstoßer (80) durch den Auslass abgeführt wird.
Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das feste Teil (52) ein Führungselement ist, das dazu ausgestaltet ist, die Bewegung des beweglichen Teils (54) zu führen.
Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das feste Teil (100) ein Ablass-Führungselement ist, das an der Seite des beweglichen Teils (54) so angeordnet ist, dass es sich parallel zu dem vorbestimmten Pfad erstreckt.
Werkzeugmaschine (12), umfassend: ein bewegliches Teil (54), das dazu ausgestaltet, sich entlang eines vorbestimmten Pfads zu bewegen; und eine Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A), die dazu ausgestaltet ist, Flüssigkeit von dem beweglichen Teil (54) abzulassen, wobei: die Flüssigkeits-Ablasseinrichtung (10, 10A) umfasst: einen Strömungsdurchlass (84), der in dem beweglichen Teil (54) vorgesehen ist und dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit des beweglichen Teils (54) durchfließen zu lassen; einen Ausstoßer (80), der dazu ausgestaltet ist, sich einstückig mit dem beweglichen Teil (54) zu bewegen und die durch den Strömungsdurchlass (84) fließende Flüssigkeit auszustoßen; und ein festes Teil (52, 100), das an einer Seite des beweglichen Teils (54) so vorgesehen ist, dass es sich parallel zu dem vorbestimmten Pfad zu erstreckt, und der Ausstoßer (80) an einer Position angeordnet ist, die sich nahe an dem festen Teil (52, 100) befindet, aber nicht damit in Kontakt ist, wobei der Ausstoßer (80) dazu ausgestaltet ist, die Flüssigkeit abzuführen, sodass die Flüssigkeit das feste Teil (52, 100) erreicht, bevor die Flüssigkeit auf eine Oberfläche tropft, die unterhalb des Ausstoßers angeordnet ist.