DE1934930A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents
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Description
DIPL-ING. DIETER K. SPEISER I ei O H 3 O U
• BORGERMEISTER-SMIDT-STR, 58
Giddings & Lewis, Inc. itrinidad-hausi
TELEFONr (0421)313877 TELEGRAMME: FERROPAT
BREMER BANK 100 9072
POSTSCHECK HAMBURG 255787
10. Juli 1969
Giddings & Lewis, Inc., eine Gesellschaft nach den
Gesetzen des Staates Wisconsin, Fond du Lac, Staat
Wisconsin (V.St.A.) -
Gesetzen des Staates Wisconsin, Fond du Lac, Staat
Wisconsin (V.St.A.) -
Werkzeugmaschine .
Die Erfindung betrifft Werkzeugmaschinen, bei welchen eine Arbeitsspindel in Längsrichtung in beliebis
viele Arbeitsstellungen innerhalb eines Einstellbereiches einstellbar ist, so daß ein am äußeren
Ende der genannten Arbeitsspindel befestigtes
Schneidwerkzeug in eine gewünschte Stellung gebracht werden kann. Werkzeugmaschinen dieser Art haben eine Reihe charakteristischer Vorteile.
Schneidwerkzeug in eine gewünschte Stellung gebracht werden kann. Werkzeugmaschinen dieser Art haben eine Reihe charakteristischer Vorteile.
Die Genauigkeit, mit welcher Bearbeitungsvorgänge
von solchen Maschinen ausgeführt werden können, kann jedoch dadurch nachteilig beeinflußt werden, daß
bei der präzisen Halterung der das Werkzeug tragenden Arbeitsspindel in der eingestellten Arbeitsstellung Ungenauigkeiten oder Abweichungen von dem
genauen Wert auftreten. Selbst kleine Ungenauigkeiten in der Einhaltung der Lage der betreffenden
von solchen Maschinen ausgeführt werden können, kann jedoch dadurch nachteilig beeinflußt werden, daß
bei der präzisen Halterung der das Werkzeug tragenden Arbeitsspindel in der eingestellten Arbeitsstellung Ungenauigkeiten oder Abweichungen von dem
genauen Wert auftreten. Selbst kleine Ungenauigkeiten in der Einhaltung der Lage der betreffenden
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Arbeitsspindel, welche für viele Bearbeitungsvorgänge
ohne besondere Bedeutung und ohne nachteilige Folgen sind, können zu beträchtlicher Fehlerhaftigkeit bei
der Ausführung von Präzisions-Bearbeitungen führen, bei welchen sehr strenge Toleranzen einzuhalten sind.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Werkzeugmaschinen,
bei welchen die Arbeitsspindel in einer
drehbaren Spindelhülse gehaltert ist, durch welche
hindurch die Spindel in Längsrichtung derart eingestellt werden kann, daß ein an der Spindel angeordnetesSchneidwerkzeug in eine gewünschte Arbeits-" stellung gelangt. Während des Bearbeitungsvorganges wird die zuvor eingestellte Spindel hydraulisch an
der sie umgebenden Spindelhülse festgespannt und überträgt auf diese die beispielsweise vom Spanndruck
herrührenden Radialkräfte des Schneidwerkzeuges.
drehbaren Spindelhülse gehaltert ist, durch welche
hindurch die Spindel in Längsrichtung derart eingestellt werden kann, daß ein an der Spindel angeordnetesSchneidwerkzeug in eine gewünschte Arbeits-" stellung gelangt. Während des Bearbeitungsvorganges wird die zuvor eingestellte Spindel hydraulisch an
der sie umgebenden Spindelhülse festgespannt und überträgt auf diese die beispielsweise vom Spanndruck
herrührenden Radialkräfte des Schneidwerkzeuges.
Das Verhindern einer Radialverlagerung der Arbeitsspindel unter radial gerichteten, auf die Spindeln
wirkenden Reaktionskräften gestaltet sich durch die Notwendigkeit besonders schwierig, die Suppord-Konstruktion für die Arbeitsspindel so auszubilden, daßnach Lösen der Einspannung der Spindel genügend k Spiel erreicht wird, um eine Längsverstellung der
wirkenden Reaktionskräften gestaltet sich durch die Notwendigkeit besonders schwierig, die Suppord-Konstruktion für die Arbeitsspindel so auszubilden, daßnach Lösen der Einspannung der Spindel genügend k Spiel erreicht wird, um eine Längsverstellung der
Spindel in der Suppord-Konstruktion zu ermöglichen.
Durch die Erfindung soll also die Aufgabe gelöst
werden, eine Werkzeugmaschine so auszubilden, daß
einerseits die Arbeitsspindel in der Arbeitsstellung mit großer Genauigkeit gehaltert wird, andererseits aber eine gute Verstellbarkeit der Spindel ohne Be-
werden, eine Werkzeugmaschine so auszubilden, daß
einerseits die Arbeitsspindel in der Arbeitsstellung mit großer Genauigkeit gehaltert wird, andererseits aber eine gute Verstellbarkeit der Spindel ohne Be-
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einflussung der soeben geforderten Genauigkeit möglich
ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von
einer Werkzeugmaschine mit einem Werkstück-Aufspanntisch und einer diesem zugeordneten, starren
Suppord-Konstruktion, an welcher über Lageranordnungen eine Spindelhülsejdrehbar gelagert ist, die
ihrerseits eine in der Spiedelhülse verschiebliche und zusammen mit der .Spindelhülse umlaufende Werkzeugspindel aufzunehmen vermag, und mit einer in
der Spindelhülse angeordneten, zur einstellbaren Festlegung der Werkzeugspindel in einer .vorbestimmten
Stellung mit Bezug auf die Spindelhülse dienenden Spannvorrichtung aus, welche von einer in der Spindelhülse
vorgesehenen Bohrung einerseits und einer in dieser befindlichen, ringförmigen Spannbüchse
andererseits gebildet ist, welch letztere zumindest eine Druckmittelkammer begrenzt, die über einen
Druckmittelkanal mit einer Hochdruck-Quelle derart verbindbar ist, daß das in die Druckmittelkammer
eintretende, hochgespannte Druckmittel die Spannbüchse im Sinne einer Einspannung der in der Spindelhülse
befindlichen Werkzeugspindel um diese herum zusammenpreßt.
Lösung der, angegebenen Aufgabe wird dadurch erzielt, daß die Außenfläche der Spannbüchse im noch
nicht eingebauten, spannungslosen Zustand gegenüber der Innenfläche der Bohrung der Spindelhülse im
noch nicht zusammengebauten, spannungslosen Zustand hinsichtlich des jeweiligen Durchmessers solches
Übermaß hat, daß beim Zusammenbau ein Preßsitz zwischen
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diesen Teilen herrscht, der im gesamten Betriebsbereich der Spannvorrichtung steht, erhalten bleibt.
Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ergeben die baulichen und funktioneIlen Merkmale
bisher bekannter, vergleichbarer Werkzeugmaschinen hinsichtlich der präzisen Halterung der
drehbaren Arbeitsspindel in der jeweils gewünschten, genau eingestellten Arbeitsstellung eine beträchtlich
niedrigere Genauigkeit. Jeder merkliche Genauigkeitsfehler in der radialen Einstellung der Arbeitsspindel
während des Einwirkens radialer Belastungen L· bei einem Bearbeitungsvorgang ist die Quelle von
Unvollkommenheiten der ausgeführten Bearbeitung und kann zu Schwierigkeiten bei der automatischen Steuerung der Maschine zur Ausführung eines Präzisions-Bearbeitungsvorganges
führen.
Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter "Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
Werkzeugmaschine nach der Erfindung,
^ deren Arbeitsspindel in einer in
P Längsrichtung vorgeschobenen Stellung
mittels durchgehender Liriien wiedergegeben
ist, während eine zurückgezogene Stellung der Arbeitsspindel durch gestrichelte Linien angedeutet
". ist;
Fig. 2 eine Schnitt-Teildarstellung der
erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
• nach Fig. 1 entsprechend der in dieser Zeichnung angegebenen Schnittlinie
2r-2 zur Abbildung der Arbeitsspindel
in ihrer im wesentlichen ganz zurückgezogenen Stellung-, wobei die Arbeits-
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spindel und die damit zusammenwirkende Halterungs- und Lagerungskonstruktion
in vergrößertem Maßstab wiedergegeben sind;
Fig. 3 einen ausschnittsweise in nochmals
vergrößertem Maßstab wiedergegebenen Radialschnitt durch eine hydraulisch
betätigte Spindel-Einspannvorrichtung in ihrer Lage mit bezug auf die benachbarten Teile der Arbeitsspindel und
der Spindelhülse, welche durch die genannte Spannvorrichtung lösbar
zusammengespannt werden können;
Fig. 4 eine vergrößert wiedergegebene perspektivische Teilansicht des Aufbaues der,
der Arbeitsspindel zugeordneten Spannvorrichtung, wobei die Innenseite wiedergegeben und ein dargestellter
Teil der Spannbüchse aufgebrochen abgebildet ist, um die darunter liegenden Teile sichtbar zu machen;
Fig. 5 eine vergrößerte Abbildung eines Querschnittes durch die Arbeitsspindel,
die Spindelhülse und die Spannvorrichtung entsprechend der in Fig. 2 angedeuteten
Schnittlinie b-b;
Fig. 6 einen Ausschnitt aus einer stark vergrößerten Ciuerschnittsdarstellung
entsprechend der in Fig. 2 angedeuteten
Schnittlinie 6-6, aus welcher die relative Lage der Spindel-Spannbüchse gegenüber einem umgebenden Teil der
Spindelhülse und gegenüber dem von der Spannbüchse umfaßten Teil der Spindel ersichtlich ist, wenn die Spindel
zum Zwecke der Längseinstellung freigegeben ist, wobei das zwischen der
Spindel und der umgebenden Spannhülse vorhandene Spiel aus Gründen einer übersichtlicheren
Darstellung stark übertrieben gezeichnet ist;
Fig. 7 eine ähnliche ausschnittsweise Schnittdarstellung
wie Fig. 6, in der jedoch die Beziehung der. Teile abgebildet ist, wenn die hydraulisch betätigte
Spannvorrichtung im Sinne eines Festspannens
der Arbeitsspindel an der
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umgebenden Spindelhülse beaufschlagt ist, so daß die Arbeitsspindel in der
gewählten Längseinstellung festgehalten und in einer genauen koaxialen Lage
mit Bezug auf die umgebende Spindelhülse gehalten wird;
Fig. 8 eine im Längsschnitt wiedergegebene
Seitenansicht einer Arbeitsvorrichtung zur Erläuterung des Arbeitsganges,
durch welchen die Spannbüchse mit Preßsitz in· Längsrichtung in eine die
Spannbüchse aufnehmende Bohrung der Spindelhülse eingeschoben wird, so daß
sich eine hohe Rest-Druckvorspannung ~ . in der Spannbüchse ergibt;
Fig. 9 einen ausschnittsweise wiedergegebenen Längsschnitt entsprechend der in Fig.
angedeuteten Schnittlinie 9-9 zur Erläuterung der Art und Weise, in welcher
die Spannbüchse über ihre Längsachse hin fortschreitend zusammengedrückt wird,
während die Spannbüchse unter Krafteinwirkung mit Preßsitz in die umgebende Spindelhülse eingeschoben wird, wobei
die radiale Deformation der betreffenden Teile in Fig. 9 aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung etwas übertrie-'-■
ben gezeichnet ist;
Fig. 10 eine Schnitt-Teilansicht ähnlich dem
mittleren Teil von Fig. 9, wobei jedoch die relativen Lagen des inneren
Endes der Spannbüchse einerseits gegenüber dem äußeren Ende der Bohrung der Spindelhülse andererseits in einem
Zustand wiedergegeben sind, in welchem diese beiden Teile zu Beginn des Eintreibens
der Spannbüchse in die Spindelhülse einander berühren und in koaxiale
Lage zueinander gebracht sind, wobei die Jberdeckung der genannten Teile
in Radialrichtung aus Gründen größerer Deutlichkeit übertrieben dargestellt ist;
Fig. 11 einen Ausschnitt eines Radialschnittes entsprechend der in Fig. 9 angedeuteten
Schnittlinie 11-11, welcher die radiale Deformation der Spännbüchse beim
Eintreiben der Spannbüchse in die Spindelhülse zeigt, wobei jedoch diese
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radiale Deformation der Spannbüchse wieder aus Darstellungsgründen übertrieben
eingezeichnet,ist;
Fig. 12 eine Teildarstellung eines Längsschnittes
entsprechend dem mittleren Teil von Fig. 2, welcher in.etwa vergrößertem
Maßstab eine abgewandelte Ausführungsform der hydraulisch betätigten
Spannvorrichtung wiedergibt, die zwischen der Spindelhülse und der
Werkzeugspindel angeordnet ist und zur lösbaren kraftschlüssigen Verspannung
dieser beiden Teile mii-ein-,ander dient;
Fig. 13 eine Teildarstellung eines Längsschnittes ähnlich Fig; 3, welcher jedoch
die abgewandelten Bauteile Jiach Fig. zeigt;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer
entsprechend den Fig. 12 und 13 abgewandelt ausgebildeten hydraulischen
Spannvorrichtung;
Fig. 15 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Vorrichtung, zur
Erläuterung des Arbeitsganges, bei welchem zwei zueinander koaxiale Bauteile der zweiteiligen Spannvorrichtung
nach Fig. 14 mit Preßsitz zusammengefügt werden, so daß eine gewünschte
Rest—Druckvorspannunq des inneren
Bauteiles erhalten wird;
Fig. Ib eine perspektivische, teilweise im
Längsschnitt dargestellte Teilansicht des Aufbaues der Spannvorrichtung nach
Fig. 14 von innen nach außen gesehen, wobei das innere Bauteil der Spannvorrichtung
teilweise aufgebrochen abgebildet ist, uni darunter die Gestalt
der Innenfläche des äußeren Bauteiles der Spannvorrichtung besser sichtbar
zu machen;
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f Ap ORIGINAL
Fig. 17 eine Schnitt-Teilansicht einer nochmals
anderen Ausführungsform der Erfindung in vergrößertem Maßstab, ähnlich
der Darstellung nach Fig. 3 und schließlich
Fig. 18 eine perspektivische Teilansicht der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsfform
einer Spannvorrichtung nach der Erfindung, wobei Bereiche der Spindelhülse und der Spannbüchse aufgebrochen
abgebildet sind, um den darunter liegenden Aufbau besser sichtbar zu machen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung selbstverständlich
nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispieie in ihrer besonderen konstruktiven
Ausgestaltung beschränkt ist, sondern daß sich dem Fachmann im Rahmen der Erfindung noch eine Reihe
von Abwandlungsmöglichkeiten bietet.
Nachfolgend sei auf die Zeichnungsfiguren in» einzelnen
Bezug genommen.
Eine das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel'darstellende
Werkzeugmaschine 20 enthält einen.Arbeitsschlitten 22, der in senkrechter Richtung längs
einer Säule 24 verfahrbar ist, die neben einem Werkstückaufspanntisch
26 angeordnet ist. Letzterer ist in der dargestellten Weise neben der Basis der erwähnten
Säule 24 gelegen.
Eine drehbare Arbeitsspindel 28, welche an dem Schlitten 22 angeordnet und von dem Schlitten aus
angetrieben ist, kann in Längsrichtung innerhalb eines größeren Einstellbereiches in eine beliebig
große Zahl von Arbeitsstellungen gebracht werden.
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An dem äußeren,oder vorstehenden Ende der Spindel 28
kann ein Bearbeitungswerkzeug befestigt werden, welches im vorliegenden Falle durch einen sich drehenden
Fräser 30 dargestellt ist, welcher abnehmbar an dem äußeren Ende der Spindel 28 befestigt ist. Zur Ausführung
eines bestimmten gewünschten Bearbeitungsvorganges an einem nicht dargestellten, an dem Tisch
26 aufgespannten Werkstück wird die Arbeitsspindel zuvor in Längsrichtung so eingestellt, daß das Werkzeug
bzw. der Fräser 30 mit Bezug auf die Achse der Spindel 28 genau in die Längs-Stellung gelangt, die
für den betreffendenBearbeitungsvorgang erforderlich ist. Eine solche Längsverstellung der Spindel 28
kann durch eine geeignete Längsverstellungseinrichtung vorgenommen werden, welche der Spindel 28 zugeordnet
und in einem rückwärtigen Ansatz 32 des Gehäuses oder
der^Rahmenkonstruktion 34 des Schlittens 22 untergebracht ist, wie Fig. 1 der Zeichnungen entnommen
werden kann. Geeignete Vorrichtungen zur Längsein— ' stellung der Spindel 28 sind auf diesem Gebiet der
Technik allgemein bekannt und bedürfen keiner weiteren Beschreibung. '
Das Werkzeug, im vorliegenden Falle der an dem vorstehenden Ende der umlaufenden Arbeitsspindel 28
befestigte Fräser 30, nimmt während eines Bearbeitungsvorganges normalerweise eine Reaktionskraft in
radialer Richtung auf, welche sich über die um- ■ laufende Arbeitsspindel 28 der in dem Schlitten 22
vorgesehenen, zur Abstützung der Spindel während des Betriebes dienenden Halterungskonstruktion mitteilt.
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Wie sich am besten aus Fig. 2 der Zeichnungen entnehmen läßt, enthält die Konstruktion, welche zur
Abstützung der Arbeitsspindel 28 und zur Aufnahme der von dem Werkzeug 30 auf die Spindel 28 übertragenen
Reaktionskräfte dient, eine langgestreckte, hohle Pinole oder Spindelhülse 36, welche die Spindel 28 umgibt und unmittelbar auf derjenigen Seite
innerhalb des Schlittengehäuses oder der Rahmenkon- ~ struktion 34 gelegen ist,von welcher aus das'vorstehende
Ende der Spindel 28 über dem Tisch 26 ge-
. " legen hinausragt, wie aus den Zeichnungen zu verkennen
W ist»·
Das Schlittengehäuse oder die Rahmenkonstrulction
kann zwar in senkrechter Richtung längs der zugeordneten
Säule 24 bewegt werden, doch stellt das. Teil selbst eine starre.Konstruktion dar, welche eine unbewegliche
Abstützung für die Pinole oder Spindelhülse 36 bildet, welche mittels zweier Keile 38 so
formschlüssig mit der Spindel 28 verbunden ist, daß
sich die Spindelhülse zusammen mit der Spindel dreht. Von den beiden Keilen 38 ist nur einer aus Fig. 2
der Zeichnungen zu erkennen. Die Keile oder Paßfedern 38 sind an der Spindelhülse 36 befestigt und ragen
in längsgerichtete Keilnuten 40 hinein, die in der im übrigen zylindrischen Spindel 28 vorgesehen sind, -:
wie man aus den B'ig. 2 und 5 der Zeichnungen erkennt.
Die Spindelhülse 36 ist vorzugsweise mittels zweier Präzisionslager 42 und 44, welche die Spindelhülse
in der dargestellten Weise nahe dem inneren und dem äußeren Ende umgeben, in der starren Rahmen- oder
Gehäusekonstruktion 34 sehr genau gelagert. Das vor-·
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dere Lager 42, welches das äußere Ende der Spindelhülse 36 urr.giDt, hat, wie ersichtlich, die Form
eines Kegelrollenlagers, welches die Aufgabe erfüllt, die Spindelhülse 36 mit hoher Genauigkeit.in
bezug auf die radiale Lage gegenüber der Gehäuseoder Rahmenkonstruktion 34 drehbar zu lagern, während
gleichzeitig die Spindelhülse 36 von dem genannten Lager auch in axialer Richtung mit großer Genauigkeit
in einer bestimmten Axial- oder Längsstellung mit Bezug auf die Rahmenkonstruktion 34 gehalten wird.
Zu diesem Zwecke weist die Stirnfläche eines ringförmigen Anschlaqflansches 46 an der Rahmenkonstruktion
34 in axialer Richtung nach auswärts und liegt unter axialer Begrenzung der Lage des äußeren Laufringes
48 des Lagers 42 an jenem an, während eine feste radiale Abstützung des Laufringes 48 durch
eine umgebende Lagergehäusefläche 5C der Rahmenkonstruktion
34 erreicht wird. Der innere Laufring 52 des Lagers 4? ist mit genauer Passung über eine
zylindrische Fläche 54 der Spindelhülse 36 geschoben,
wodurch die genaue Lagerung der Spindelhülse in radialer Richtung erreicht wird. Ein nach rückwärts
weisender ringförmiger Anschlagflansch 56 an der
Spindelhülse 36 liegt an der mit bezug auf die Axialrichtung äußeren Fläche des inneren Laufringes 52
de*s Lagers 42 'an und bewirkt zusammen mit diesem und dem Anschlagflansch 56 der Rahmenkonstruktion
34, daß die Spindelhülse 36 mit hoher Genauigkeit in einer bestimmten axialen Lage innerhalb der Rahmenkonstruktion
34 abgestützt ist.
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Das innere oder hintere Präzisionslager 44 ist an einer umgebenden Lagergehäusefläche 60 der Rahmenkonstruktion
34 abgestützt und ist. außerdem mit enger Toleranz über eine zylindrische Fläche 62 der
Spindelhülse 36 geschoben, so daß auch am inneren Ende der Spindelhülse 36 die gewünschte genaue Radial-.
. abstützung- erreicht wird. Die optimale Wirkungsweise
der beiden Kegelrollenlager 42 und 44 wird dann noch
dadurch erzielt, daß eine bestimmte axiale Rest-Belastunq
auf die Deiden Lager ausgeübt wird, welche im vorliegenden Falle, wie der Zeichnung zu entnehmen
, " ist, mittels eines hydraulisch betätigten, ringförmi-"
gen Vcrspannkolbens 64 erzeugt wird, der sich gegen den äußeren Laufring 66 des Lagers 44 abstützt und
über das Lager 44 eine axiale Vorspannkraft überträgt, welche sich über einen an der Spindelhülse
vorgesehenen und an dem inneren Laufring 70 des Lagers 44 anliegenden ringförmigen Ansatz 68 auf die
Spindelhülse 36 überträgt. Die auf diese Weise auf die Spindelhülse 36 ausgeübte axiale Vorspannkraft
wird über die Spindelhülse 36 selbst zu dem Lager
übertragen, so daß sich sogleich eine optimale Wirkungsweise beider Lager im Sinne einer drehbaren
Abstützung der Hülse 36 in einer Stellung ergibt, welche sowohl in axialer als auch in radialer Richtung
mit hoher Genauigkeit festgelegt ist.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß jede
Abweichung oder Abbiegung der Arbeitsspindel.28 aus der genauen koaxialen Lage mit Bezug auf die
umgebende, mittels der Präzisionslager 42 und 44
gelagerte Spindelhülse 36 eine entsprechende Fehler-
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haftigkeit in der Genauigkeit ergibt, mit welcher der betreffende Bearbeitungsvorgang durch das an
der Arbeitsspindel befestigte Werkzeug ausgeführt werden kann. Dies ergibt sich aus der Tatsache', daß
eine Fehlerhaftigkeit bei der genauen Einstellung
und Lagerung des Werkzeuges 30 in einer gewünschten Arbeitsstellung unmittelbar zu einer entsprechenden
Fehlerhaftigkeit der Genauigkeit bei dem auszuführenden
ßearbeitungsvorgang führen muß, woraus sich
beträchtliche Schwierigkeiten ergeben, wenn Bearbeitungsvorgänge unter Einhaltung strenger Toleranzen
auszuführen sind. ·.
Die Schwierigkeiten, die umlaufende Arbei ..sspindel
28 während des Betriebes der betreffenden Maschine in genau koaxialer Lage mit Bezug auf die umlaufende
Spindelhülse 36 zu halten, werden noch durch beträchtliche Reaktionskräfte erhöht, die insbesondere
in radialer Richtung wirksam sind und von dem an
der Spindel-. 28. ^ange ordne ten Werkzeug 30 herrühren.
Die Einhaltung der Forderung, daß die Arbeitsspindel 28 auch gegen die Wirkung der Reaktionskräfte, welche die .Spindel in Radialrichtung mit Bezug auf die
Spindelhülse 36 zu verlagern suchen, in-genau koaxialer
Lage mit Bezug auf die Spindelhülse 36 zu halten ist, wird weiter dadurch bedeutend erschwert,
daß es notwendig ist, zwischen der Arbeitsspindel und der Lagerungskonstruktion ein ausreichendes Spiel
zur Ermöglichung der Längseinstellung der Spindel gegenüber der Lagerungskonstruktion dann vorzusehen,
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ClAf*
wenn die Spindel zum Zwecke dieser Längseinstellung freigegeben ist. Durch den Einsatz besonderer Präzisions-Bearbeitungsverfahren
kann das Spiel zwischen der Spindel 28 und der damit zusammenwirkenden Lagerungskonstruktion zum Zwecke der für diese Art von Werkzeugmaschinen charakteristischen Längsverstellbarkeit
det Arbeitsspindel auf minimalem Wert gehalten werden.
Trotzdem ist es sehr erwünscht, daß dieses zwischen der Arbeitsspindel 28 und der zugehörigen Lagerungskonstruktion vorgesehene Spiel nicht zu einer Fehler—
t quelle für die Genauigkeit werde, mit welcher die
Arbeitsspindel 28 und die Spindelhülse 36 mit Bezug aufeinander koaxial gehalten werden, wenn radiale
Reaktionskräfte auf die Spindel einwirken.
■Während diese Überlegungen für die Ausführung verhältnismäßig
grober Bearbeitungsvorgänge, bei welchen eine Präzision nicht erforderlich ist, von geringerer
Bedeutung sind, haben sie besonderes Gewicht bei der
Durchführung von Bearbeitungsgängen, bei welchen selbst minimale Abweichungen von einer nahezu theoretischen
Maßgenauigkeit vermieden werden müssen. Im Idealfall soll also erreicht werden, daß Abweichungen der Lage
) der Arbeitsspindel 28 aus der genau koaxialen Stellung gegenüber der Spindelhülse 36 vollständig ausgeschaltet
werden, damit an dieser Stelle keine Fehler auftreten, welche sich mit anderen kleinen Fehlern oder
Fehlerquellen der Werkzeugmaschine so aufaddieren könnten, daß sich ein unzulässiger Summenfehler ergeben könnte, insbesondere bei Betrieb der betreffenden
Werkzeugmaschine unter automatischer Steuerung,
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-Ib-
welche als besonders vorteilhaft angestrebt wird.
Nach Voreinstellung in Längsrichtung in die gewünschte
Arbeitsstellung wird die Arbeitsspindel 28 mit Bezug
auf die gewählte Längseinstellung für den Bearbeitungsvorgang vermittels einer hydraulisch betätigten Spannvorrichtung
oder Kupplung 72 lösbar festgespannt, welche am vorderen oder äußeren Ende der Spindelhülse
36 angeordnet ist und erfindungsgemäß so ausgebildet isti daß die Spindel 28 wahlweise für die Längseinstellung freigegeben werden kann oder bei hydraulischer
Beaufschlagung der Spannvorrichtung in koaxialer Stellung in der Spindelhülse 36 in radialer Richtung eingespannt
werden kann, so daß eine radiale Verlagerung der Spindel 28 aus der koaxialen Stellung mit Bezug
auf die Spindelhülse 36 unter der Wirkung radialer Reaktionskräfte des Werkzeugs 3C entweder praktisch
ausgeschaltet oder zumindest in so starkem Maße auf einen Minimalwert gebracht wird, daß ein großer Fortschritt
gegenüber dem entsprechenden Betriebsverhalten bekannter Werkzeugmaschinen dieser Art festgestellt
werden kann.
Die zur Erfüllung der beschriebenen Funktionen vorgesehene
und in den Zeichnungsfiguren 2 bis 7 dargestellte, hydraulisch betätigte Kupplung oder Spannvorrichtung
72 enthält eine zylindrische Spannbüchse 74, welche vorzugsweise aus einem nahtlosen Längenabschnitt eines hochfesten, federnden Stahles gefertigt
ist. Die Spannbüchse 74 ist in das äußere Ende der Spindelhülse 36 eingesetzt und umgibt die Spindel
28 in einer nachfolgend noch zu beschreibenden Weise. Die Spannbüchse ist in ihrer Bohrung so bemessen, daß
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die Arbeitsspindel 28 durch die Büchse 74 hindurch in Längsrichtung zum Zwecke der Einstellung verschoben
werden kann, wenn die Spannvorrichtung 72 entlastet
ist, so daß eine Axialverschiebung der Arbeitsspindel stattfinden kann.
Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, kann die Spannbüchse 74 mittels eines.unter sehr hohem
Druck stehenden, auf die Außenfläche der Spannbüchse 74 wirkenden Betätigungsdruckmittels radial nach einwärts
gepreßt werden, so daß die Spannbüchse fest an
der Arbei sspindel 28 anliegt. In diesem Zustand ist
jede radiale Verlagerung der Spindel 28 mit Bezug auf die Spannbüchse 74 ausgeschlossen. Gleichzeitig
ist dafür Sorge getragen, daß bestimmte Bereiche der Spannbüchse 74, welche unmittelbar neben den an die
Spindel 28 angepreßten Spannbüchsenbereichen liegen, mit großer Kraft gegen eine umgebende Halterungskon-!
struktion der Spindelhülse 36 gepreßt bleiben, wodurch
erreicht wird, daß die Spannbüchse 74 keinerlei
radiale Verlagerungen gegenüber der Spindelhülse 36 erleidet, so daß die Spindel 28 offensichtlich mit
großen Kräften in der genauen koaxialen Lage gegen
über der Spindelhülse 36 gehalten und eingespannt ist.
Damit nun während des Betriebes der Werkzeugmaschine
die starke Anpressung der Spannbüchse 74 an die umgebende Halterungskonstruktion der Spindelhülse 36
gleichzeitig mit der starken Anpressung der Spannbüchse 74 an die Arbeitsspindel 28 aufrechterhalten
werden kann, erfolgt der Zusammenbau der Spannbüchse
74 mit der umgebenden Halterungskonstruktion der
Spindelhülse 36 in solcher Weise, daß die Spannbüchse
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74 durchmessermäßig fortwährend stark zusammengepreßt
wird. Hierdurch wird in der Spannbüchse 74 eine Rest-Druckvorspannung
beträchtlicher Große erzeugt, welche unabhängig von dem hydraulisch zur Wirkung ge—
brachten, auf die Außenfläche der Spannbüchse einwirkenden Druck aufrechterhalten bleibt und dazu dient,
die kraftschlüssige Verbindung der Spannbüchse mit
der umgebenden Halterungskonstruktion der Spindelhülse 36 beizubehalten, wenn die Spannvorrichtung 72
v/ährend des Betriebes der Maschine zum Zwecke der Einspannung der Spindel 28 gegen axiale und radiale
Verlagerung hydraulisch beaufschlagt wird.
Bei dem in den Zeichnungsfiguren 1 bis 11 dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Spannbüchse 74 mit Preßsitz in eine nach außen offene
Bohrung 76 eingetrieben, welche am äußeren Ende der Spindelhülse 36 koaxial zur Spindel 28 gebildet ist
und in der dargestellten Weise zur Aufnahme der Spannbüchse 74 dient. Im vorliegenden Falle wird die
die Spannbüchse aufnehmende Bohrung 76 von einer Gegenbohrung gebildet, welche im Bereich des äußeren
Endes einer zentrischen Axialbohrung 78 liegt, die in der Spindelhülse 36 vorgesehen ist und die Arbeitsspindel 28 aufnimmt.
Die kräftige radiale Zusammenpressung der Spannbüchse 74 zur Schaffung der gewünschten Druckvorspannung der
Spannbüchse wird dadurch erreicht, daß die Spannbüchse 74 mit Bezug auf die Abmessungen, welche sie
im noch nicht eingebauten Zustand ohne das Einwirken
äußerer Kräfte hat, beträchtlich größeren Durchmesser erhält,als die die Spannbüchse aufnehmende Bohrung
aufweist, bevor die Spannbüchse in axialer Richtung
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in diese Bohrung eingetrieben wird, worauf nachfolgend
'noch näher eingegangen werden soll. Der so gebildete Preßsitz der Spannbüchse 74 innerhalb der Bohrung 76
ergibt eine Druckvorspannung der.Spannbüchse.
Die abmessungsmäßigen Beziehungen zwischen der Spann·!-
'büchse 74 einerseits und der am Außenende der' Spindelhülse
36 vorgesehenen, die Spannbüchse aufnehmenden Bohrung 76 andererseits und die Art und Weise, wie die
Spannbüchse und die Spindelhülse unter Preßsitz zusammengebaut werden, sind in.Fig. 8 bis 11 der Zeichk
nungen dargestellt.
' Beispielsweise kann die nahtlose Spannbüchse 74, die vorzugsweise aus hochfestem, federnden Stahl
gefertigt ist, wie bereits erwähnt wurde, eine Wandstärke von etwa 4,7 mm aufweisen, wenn es,sich um
eine Werkzeugmaschine handelt, deren Arbeitsspindel 28 einen Durchmesser von 87,5 mm aufweist. Die äußere
zylindrische Fläche 78 (Fig. 9 und 10) der Spannbüchse
74 ist auf einen Durchmesser feingeschliffen,
welcher innerhalb Grenzen von 0,05 mm genau ist. Die die Spannbüchse aufnehmende Bohrung 76 ist in entsprechender
Weise auf einen Durchmesser feingeschlif-
P fen, welcher innerhalb Grenzen von 0,025 mm genau ist.
Bei dem angegebenen Beispiel, in welchem die Spannbüchse 74 einen Außendurchmesser von etwa 9 7 mm besitzt, ' wobei eine Spannbüchse mit einer Wandstärke
von 4,7 mm Verwendung findet, ist der Durchmesser der
äußeren zylindrischen Fläche 78 der Spannbüchse 74 vor ihrem Einbau in die Bohrung 76 um einen Durch-
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messerdiiferenzbetrag in der Größenordnung von O,35 mm
bis etwa 0,42 mm größer als der Innendurchmesser der
Bohrung "'6.
Der gegenüber dem Durchmesser der Bohrung 76 vor dem
Eintreiben der Spannbüchse in diese Bohrung größere Durchmesser der äußeren zylindrischen Fläche 78 der
Spannbüchse 74 läßt sich am besten aus Fig. 10 der Zeichnungen erkennen, in welcher der Unterschied der
Radien der Außenfläche■78 der Spannbüchse einerseits,
und der Innenfläche der Bohrung 76 andererseits aus
Gründen deutlicherer Darstellung stark übertrieben dargestellt und in den Fig. 10 und 11 durch die Bezugszahl
80 näher bezeichnet ist.
Die Art und Weise des Eintreibens der Spannbüchse 74
in die Bohrung ,76 der Spindelhülse 36 istin-Fxg. 8
der Zeichnungen gezeigt, in welcher zum Zwecke der Darstellung die Spindelhülse 36 mit ihrem einen Ende
auf eine Unterstützungsplatte oder .einen Amboß 82 aufgesetzt ist, während die Spannbüchse 74 mittels
eines in axialer Richtung bewegbaren Stempels 86, welcher schematisch angegeben ist und beispielsweise
von einer hydraulischen Presse angetrieben wird, in axialer Richtung in die Bohrung 76 eingetrieben wird.
Bei dem angegebenen Beispiel der Abmessungsverhältnisse
kann eine Kraft von annähernd 2,5 Tonnen zum Eintreiben der Spannbüchse 74 in axialer Richtung in die
umgebende Bohrung 76 der Spindelhülse 36 hinein notwendig sein. . '
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Das Eintreiben der Spannbüchse 74 in die Bohrung der Spindelhülse geht mit einer durchmessermäßigen
Zusammenpressung der Spannbüchse 74 einher, wobei diese Zusammenpressung am axial äußeren Ende der
Bohrung 76 begißnt und in axialer Richtung über die
Spannbüchse 74 hinwandert, während der Zusammenbau
der genannten Bauteile fortschreitet. Die erwähnte durchmessermäßige Zusammenpressung der Spannbüchse
74 wird noch durch eine ringförmige Phase oder Ab-• schrägung 88 unterstützt, welche am äußeren Ende der
Bohrung 76 der Spindelhülse 36 vorgesehen ist und
W welche sich in axialer Richtung nach außen radial erweitert. Die radiale Zusammendrückung der Außenfläche
der Spannbüchse 74 beim Eintreten in die Bohrung 76 ist in Fig. 9 der Zeichnungen schematisch
angedeutet und durch die Bezugszahl 90 bezeichnet.
Die Druckvörspannung, welche in der Spannbüchse 74
durch das kräftige Zusammendrücken der Spannbüchse
bermittels der umgebenden Spindelhülse 36 erzeugt wird, übt eine radial nach auswärts gerichtete Druckkraft
auf die Spindelhülse 36 aus, so daß eine bestimmte
Durchmesseraufweitung der Bohrung 76 der Spin- ~ delhülse eintritt, wobei aber das Maß der Durchmesser—
vergrößerung der Bohrung 76 auf einen kleinen Bruchteil desjenigen Wertes beschränkt bleibt, um welchen
die Außenfläche 78 der Spannbüchse in ihrem Durchmesser von dem vorderen, die Spannbüchse 74 umgebenden
Teil 92 der Spindelhülse 36 zusammengepreßt wird, da dieser vordere Spindelhülsenteil 92 eine
größere radiale Wandstärke und daher eine bedeutend größere Festigkeit aufweist, als sie die in ihrer
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radialen Wandstärke und in der entsprechenden Festigkeit schwächer bemessere Spannbüchse 74 besitzt. Die
Aufweitung der Bohrung 76 der Spindelhülse durch die radial nach auswärts gerichtete, auf die Spindelhülse
36 wirkende Reaktionskraft der Spannbüchse 74 wird, wie in Fig. 9 schematisch angedeutet ist,
von dem in die Bohrung 76 eintretenden inneren Ende 94 der Außenfläche 78 der Spannbüchse ausgeübt.
Ist das axiale Einschieben der Spannbüchse 74 in die Bohrung 76 abgeschlossen, so werden die in ihrem
Durchmesser zusammengedrückte Außenfläche 78 der Spannbüchse
einerseits und die' in ihrem Durchmesser in geringerem Maße aufgeweitete Innenfläche der Bohrung
76 der Spindelhülse an einer gemeinsamen, in den Fig. 9 und 11 bei 96 angedeuteten Trennfläche kräftig
zusammengepreßt, was auf den radial nach auswärts gerichteten Reaktionskräften aufgrund der in der
Spannbüchse 74 erzeugten Druckvorspannung beruht.
Nachdem die Spannbüchse 74 in die Spindelhülse 36 eingepreßt ist, wird die zylindrische Innenfläche 98
der Spannbüchse mit Bezug auf die in den Fig. 5 und 6
angedeutete zylindrische Außenfläche 100 der Arbeitsspindel 28 mit hoher Genauigkeit feingeschliffen, und
auch die Arbeitsspindel 28 wird sehr genau feingeschliffen,
so daß sich zwischen der Innenfläche 98 der Spannbüchse einerseits und der Außenfläche 100
der Arbeitsspindel 28 andererseits bei von der Spannbüchse 74 freigegebener Arbeitsspindel ein außerordentlich
geringes Spiel ergibt, welches gerade noch
eine Längseinstellung der Arbeitsspindel durch die
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Spannbüchse hindurch zulaßt. Zu diesem Zwecke wird bei
dem oben angegebenen Beispiel der Abmessungen die Innenfläche 98 der Spannbüchse 74 so ausgeschliffen,
daß ihr Durchmesser den Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 1OÜ der Arbeitsspindel um einen Differenzwert in der Größenordnung von .0,015 mm bis 0,020 mm
übertrifft.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß
der Durchmesser der Außenfläche 78 der Spannbüchse 74t
gemessen im spannungslosen Zustand der Spannbüchse fc vor dem Zusammenbau der Spannbüchse und der Spindelhülse
36,»den Durchmesser der die Spannbüchse aufnehmenden Spindelhülsenbohrung 76 vor deren in der
beschriebenen Weise stattfindenden Aufweitung im Falle des zuvor angegebenen Zahlenbeispieles für die
Abmessungen um eine Durchmesserdifferenz übertrifft, welche größenordnungsmäßig 2 5 mal bis 30 mal größer
ist als das Durchmesserspiel zwischen der Innenfläche 98 der Spannbüchse 74 und der Außenfläche 100 der
Arbeitsspindel 28, wenn die Spannvorrichtung gelöst bzw. die Spann-büchse zur Freigabe der Längseinstellbarkeit
der Spindel von dieser abgehoben und entlastet ist.
Es leuchtet ein, daß die angegebenen relativen Abmessungen
der zuvor betrachteten Bauteile bedeutsam sind, um den gewünschten Kraftschluß zwischen der Außenfläche 78 der Spannbüchse 74 und der umgebenden Bohrung
76 der Spindelhülse aufrechtzuerhalten, wenn
die Spannbüchse 74 hydraulisch belastet wird, um in der nachfolgend beschriebenen Weise die Spindel 28
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in einer Arbeitsstellung festzuspannen.
Wie aus den Fig. 2 bis 7 der Zeichnungen ersichtlich
ist, hat die Bohrung 76 der Spindelhülse -36, welche die Spannbüchse 74 aufnimmt, innen eine solche Gestalt,
daß sie in Verbindung mit der zylindrischen Außenfläche
78 der Spannbüchse 74 eine Reihe von Druckmittelräumen 102 umgrenzt, die eine die Spannbüchse
74 umgebende Anordnung bilden.
Bei der in den Zeichnungsfiguren 2 bis 7 dargestellten
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
die Druckmittelkammern 102 von einer Anzahl am Umfang in bestimmtem Abstand voneinander angeordneter,
in Längsrichtung verlaufender Rillen 104 gebildet, die sich, wie aus dem Radialschnitt nach Fig.6 zu
ersehen ist, in radialer Richtung erweitert und der Außenfläche 78 der Spannbüchse 74 gegenüberliegend in
die Innenwandung der Spindelhülsenbohrung 76 eingeschnitten sind.
Aus den Fig. 2 bis 4 ist au entnehmen, daß die Rillen
104 jeweils auf einander gegenüberliegenden Enden kurz vor dem jeweils benachbarten Ende der. Außenfläche
78 der Spannbüchse enden. Die am Umfang im Abstand voneinander angeordneten Rillen 104 sind
körperlich jeweils durch dazwischenliegende Stege 106 der Spindelhülse 36 getrennt, wie aus Fig. 6 der
Zeichnungen zu erkennen ist. Die Stege 106 begrenzen mit ihren einander entsprechenden Flächenbereichen
108 die zylindrische Bohrungsinnenfläche 76.
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Wie in den Fig. 6 und 7 durch die kleinen.Pfeile 110
angedeutet ist, preßt sich die in Durchmesserrlfahtung
zusammengedrückte Spannbüchse 74 aufgrund der ihr innewohnenden Druckvorspannung kräftig nach außen
gegen die Flächenbereiche 108 der Bohrung 76 an und bildet so einen starken Kraftschluß zwischen der
Spannbüchse 74 einerseits und den Flächenbereichen 108 der Spindelhülsenbohrung 76 andererseits, welche
die Ränder der Rillen oder Ausnehmungen 104 jeweils miteinander verbinden. Dieser starke Kraftschluß der
miteinander in Berührung stehenden Teile der Spannbüchse und der Spindelhülse bleibt in der noch be-"
sehriebenen Weise auch während der hydraulischen Beaufschlagung der Spannbüchse zu deren Anpressung an
die Arbeitsspindel erhalten.
Eine Verbindung zwischen sämtlichen Druckroittelkammerη
102 zum Zwecke der genau steuerbaren Zuführung von Betätigungsdruckmitteln zu diesen Steuerkammern wird,
wie aus Fig. 2 bis 4 zu entnehmen ist, durch einen Ringkanal 112 hergestellt, der in die Innenfläche
der Spindelhülsenbohrung 76 rundum bis zu einer radialen Tiefe eingeschnitten ist, welche der Tiefe der Rillen
104 ungefähr gleich ist, so daß der Ringkanal jeweils κ von der Seite im mittleren Bereich sämtlicher Rillen
104 mit diesen eine Verschneidung bildet.
Das die Einspannung bewirkende Druckmittel wird dem
Ringkanal 112 mit einem sehr hohen Speisedruck in der Größenordnung von etwa 350 at zugeführt. Wie aus
Fig. 2 zu ersehen ist, wird das zur Einspannung der
Arbeitsspindel verwendete hochgespannte Druckmittel
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in den Kanal 112 vermittels einer Hochdruck-Pumpenanordnung eingepumpt, welche zusammen mit der Spindelhülse
36 umläuft und in der dargestellten Weise eine Reihe im gegenseitigen Abstand am Umfang verteilter
Kolbenpumpen 114 enthält, von denen in Fig. 2 nur eine wiedergegeben ist. Die Kolbenpumpen sind jeweils
in dem nach einwärts weisenden Ende der Spindelhülse 36 untergebracht und über nach vorne verlaufende
Bohrungen oder Kanäle 116 der Spindelhülse 36 mit Radialbohrungen 118 verbunden, die ihrerseits wieder,
wie ebenfalls der Zeichnung zu entnehmen ist, mit dem Ringkanal 112 Verbindung haben. Ein mittels eines
herausnehmbaren Stopfens 122 verschlossener Füllungskanal 120 ermöglicht eine Füllung oder Nachfüllung
des Hochdruckraumes, welcher das Betätigungsdruckmittel enthält und die Druckmittelräume 102 mitumfaßt.
Wenn die Arbeitsspindel 28 in Längsrichtung genau auf die gewünschte Arbeitsstellung eingestellt, ist,
wird die Hochdruck-Pumpenanordnung.114 betätigt,
so daß sie die im Abstand voneinander angeordneten Druckmittelräume 1Q2 mit hochgespanntem Druckmittel
beaufschlagt, das, wie erwähnt, einen Druck in der
Größenordnung von 350 at besitzt, was zur Folge hat, daß die im Abstand voneinander gelegenen Teile der
Außenfläche 78 der Spannbüchse 74, welche jeweils den entsprechenden Druckmittelräumen 102 gegenüberliegen,
mit sehr großer Kraft von dem hochgespannten Druckmittel nach innen gedruckt werden, wie inFig.
der Zeichnungen durch die Pfeile 124Jangedeutet ist.
Die bogenförmig gekrümmte Gestalt der entsprechenden, den Kräften des Betätigungsdruckmittels innerhalb der
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Druckmittelräume 102 ausgesetzten Bereiche der Spannbüchse 74 wird unter der Kraft des Druckmitteldruckes
so verändert, daß die Innenflächen der genannten Be-■
reiche der Spannbüchse sich an die gegenüberliegenden Bereiche der Außenfläche 100 der Arbeitsspindel 28
anlegen. Die Druckkräfte, durch welche die im Abstand
gelegenen, sich in radialer Richtung mit den Druckmittelräumen 102 deckenden Bereiche der Spannbüchse
in feste Anlage an die Arbeitsspindel 28 gepreßt werden, sind in Fig. 7 durch die Pfeile 126 versinnbildlicht.
Aufgrund der in der Spannbüchse 74 durch den zuvor
beschriebenen Preßsitz zwischen der Spannbüchse und der umgebenden Spindelhülse 36 erzeugten hohen Druckvorspannung
werden die Bereiche 128 (Fig. 7) der Außenfläche 78 der Spannbüchse, welche jeweils
zwischen benachbarten Druckmittelräumen 102 liegen und den im Abstand'voneinander angeordneten Trennstegen
106 der. Innenfläche der Spindelhülsenbohrung 76 gegenüberliegen, fortwährend gegen die Flächen
der Trennstege· angepreßt gehalten, selbst wenn die Druckmittelräume 102 zur Einspannung der Arbeitsspindel
ΐ in ihrer Arbeitsstellung in der beschriebenen Weise
■ voll druckbeaufschlagt sind.
Während der -Betätigung der Spannvorrichtung zum Einspannen der Arbeitsspindel in der Arbeitsstellung
wird also die Spannbüchse 74 so verformt, daß sie gleichzeitig harte, unmittelbare Berührung .sowohl
mit der Außenfläche 100 der Arbeitsspindel 28 als auch jeweils an einer Vielzahl in ringförmiger Anordnung die Arbeitsspindel 28 umgebender Stellen mit
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der umgebenden Spindelhulsenbohrung 76 hat. Durch die
Anpressung der Spannbüchse 74 in harte, unmittelbare
Berührung an die umgebende Innenwandung der Bohrung
aufgrund der innewohnenden Druckvorspannung und durch die gleichzeitige Anpressung der Spannbüchse in harte,
unmittelbare Berührung mit der zuvor eingestellten Arbeitsspindel 28 wird folglich erreicht, daß zwischen
den im Abstand voneinander gelegenen Berührungsstellen der Spannbüchse einerseits und der Arbeitsspindel 28
sowie der Spindelhulsenbohrung 76 andererseits kein Ölfilm und auch.kein Spiel vorhanden ist, welches
sonst zu einem Radialspiel der Spannbüchse 74 gegenüber der Spindelhülse 36 bei wirksamer Einspannung
führen könnte.
Bei der Darstellung der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 7 der Zeichnungen ist der Zustand
wiedergegeben, bei welchem die Spannvorrichtung wirksam
ist und in diesem Zustand ist die Spannbüchse 74 einer Gesamt-Druckbelastung ausgesetzt, bei wdlcher
die Spannbüchse in unmittelbarer Druck-Berührung sowohl mit der Arbeitsspindel 28 als auch mit der Spindelhülse
36; bleibt, so daß die Arbeitsspindel 28 und die Spindelhülse -36 in vollkommener Weise und mit
großer Kraft koaxial zueinander gehalten werden, wenn sich die Spindel und die Spindelhülse bei einem Bearbeitungsvorgang
zusammen drehen.
In Verbindung mit der Tatsache, daß auch bei wirksamer
Spannvorrichtung die Anpressung zwischen der Spannbüchse
74 und der umgebenden Spindelhulsenbohrung 76 fortwährend erhalten bleibt, ist es erwähnenswert,
daß das hochgespannte Druckmittel am Entweichen aus
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den Druckmittelräumen 102 in erster Linie aufgrund
der ständig beibehaltenen unmittelbaren Berührung der Außenfläche 78 der Spannbüchse 74 mit dem umgebenden
Teilen der Innenfläche der Spindelhülsenbohrung
76 verhindert wird, welche jeweils rund um
die Berandung der jeweiligen Druckmittelräume 102
liegen. Als zusätzlicher Schutz gegen ein Entweichen ■ v.on Betatigunqsdruckmitteln aus dem ,Raum zwischen
der Spannbüchse 74 und der umgebenden Spindelhülsenbohrung 36 sind zwei Dichtungsringe 130 und 132 vorgesehen,
die zwischen die Spannbüchse 74 und die
ψ Spindelhülsenbohrunq 76 so eingesetzt sind, daß sie,
wie den Fig.2 und 3 zu entnehmen ist, jeweils die einander gegenüberliegenden Enden der Spannbüchse
74 xomfassen.
Es sei noch bemerkt, daß die Spindelhülse 36, welche
sowohl zum Antrieb als auch zur Abstützung der Arbeitsspindel 28 dient, ihrerseits über ein Stirnrad
134 angetrieben wird, das drehfest mit der Spindelhülse 36 verbunden ist und von einem gebräuchlichen
Antriebsmechanismus angetrieben wird, der in dem Schlitten 22 untergebracht und mit einem Antriebsmotor
^ 136 gekuppelt ist, wie den Fig. 1 und 2 der Zeichnun^·
v gen entnommen werden kann. Eine, in das hintere oder
innere Ende der Spindelhülse 36 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise eingesetzte Lagerbuchse 133 umgibt
die Arbeitsspindel 28 mit enger Passung und sorgt für eine radiale Abstützung der Arbeitsspindel
in einem Spindelabschnitt, der in axialer Richtung . nach einwärts in bestimmtem Abstand von der hydraulischen Spannvorrichtung 72 gelegen ist.
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In dem abgewandelten, durch die Zeichnüngsfiguren 12
bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Bauteile, welche den Bauteilen der zuvor beschriebenen
Ausführungsform der Erfindung entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet,, die jedoch noch den
Zusatz "a" tragen.
Die die Arbeitsspindel umgebende Spannbüchse 74a der
in den Fig. 12 bis, 16 wiedergegebenen hydraulischen
Spannvorrichtung 72a wird, wie Fig. 15 zu entnehmen ist, in axialer Richtung in eine Außenhülse oder einen
Einsatz 14C eingetrieben, der im zusammengebauten Zustand nach Fig. 13 als Teil der Spindelhülse 36a
betrachtet .Werden kann und dann gleichsam die radial
innere Seitenwandung der Spindelhülsenbohrung begrenzt. Die Außenhülse oder der Einsatz 140 hat im wesentlichen
die gleiche Länge und annähernd die gleiche radiale Stärke wie die Spannbüchse 74a, so daß diese
beiden Teile praktisch eine zweiteilige Konstruktionseinheit bilden, welche mit 142 bezeichnet und in
Fig. 14 perspektivisch dargestellt ist.
Die innere Spannbüchse 74a und der äußere Einsatz 140 sind mit Preßsitz zusammengefügt. Beispielsweise
kann der Außendurchmesser der Spannbüchse 74a den
Innendurchmesser der Außenhülse oder des Einsatzes 140 vor dem Zusammenbau dieser beiden Teile um einen
Durchmesser-Differenzwert in der Größenordnung von 0,625 mm übertreffen, wobei dieses Zahlenbeispiel für
eine Anordnung gilt, bei welcher der Innendurchmesser
der Spannbüchse 74a in der Größenordnung von 125 mm liegt und die Büchsen bzw. Hülsen 74a und Ϊ40 eine
Wandstärke von annähernd 4,7 m aufweisen. Sowohl die
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Spannbüchse 74a als auch der Einsatz 140 sind aus hochfestem, federnden Stahl gefertigt.
Die zwischen den inneren und äußeren Hülsen- bzw. Einsatzteilen vorgesehene, durchmessermäßige überdeckung
ist größer als diejenige, welche beispielsweise bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
erwähnt worden ist, weil die äußerejHülse oder der Einsatz 140 geringere Wandstärke als der Teil 92
der Spindelhülse aufweist, welcher bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die
W Spannbüchse 74 umgab. Die größere, zwischen den Durchmessern der Spannbüchse 74a und der äußeren
Hülse 140 vorgesehene dürchmessermäßige Überdeckung führt zu einer stärkeren Aufweitung der Außenhülse
140, während gleichuzeitig das gewünschte Maß an radialer Druck-Vorspannung und Druckbelastung der
innen liegenden Spannbüchse 74a erreicht wird, wie zuvor anhand der Fig. 6 und 7 erläutert wurde. Aus
den Fig. 12 und 13 der Zeichnungen ist nun zu entnehmen,
daß die Baueinheit 142 so in eine Bohrung 76a der umgebenden Spindelhülse 36a eingeschoben ist, daß
sie die Arbeitsspindel 28a umgibt.
Im vorliegenden Falle haben die mit der äußeren zylindrischen
Fläche 78a der Spannbüchse 74a zusammenwirkenden Rillen 104a, welche die Druckmittelkammern
102a bilden, die Form von Ringrillen, welche in die Innenfläche der Außenhülse 140 so eingeschnitten
sind, daß sie in der aus den Fig. 13, 15 und 16 ersichtlichen Weise in axialem Abstand nebeneinanderliegen*
Die Spahnbüchse 74a ist demgemäß von einer
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größeren Zahl in axialem Abstand voneinander angeordneter,
ringförmiger Druckkammern 102a umqeben.
Aus den Zeichnungsfiguren 12 und 15 ist weiter ersichtlich,
daß in die Außenfläche der Außenhülse 140 eine seichte Umfangsrille 144 eingeschnitten ist,
welche mit radial verlaufenden Forrsetzungen 118a
der.Hochdruck—Speisekanäle 116a in radialer Richtung
flöchtet, so daß diese Rille hochgespanntes Betätigungsdruckmittel aufzunehmen vermag, welches über
radiale Kanäle 146 in der Aüßenhülse 140 zu vier Verteilungskanälen 112a gelangt, die jeweils zwischen
der Spannbüchse 74a und der Außenhülse 140 verlaufen und Verbindung mit sämtlichen Hochdruckkammern 102
haben. Im vorliegenden Falle sind vier umfangsmäßig verteilt angeordnete, axial verlaufende Verteilungskanäle 112a vorgesehen und sind zweckmäßigerweise
in die Außenfläche 78a der Spannbüchse 74a eingefräst. In der Außenhülse 140 sind die zuvor schon erwähnten
vier Radialkanäle 146 gebildet, die sich von dem jeweils zugehörigen axialen Vertei lungskanal 112a. bis
zum Grunde der Umfangsrille 144 erstrecken, welche von den Druckmittelkanälen ]18a aus mit hochgespanntem
Druckmittel gespeist werden kann.
Aus Fig. 13 der Zeichnungen ist zu erkennen, daß die einander gegenüberliegenden seitlichen Berandurigen
der seichten Umfangsrille 144 so vertieft sind, daß sie zwei Dichtungsringe 147 und 149 aufnehmen können,
welche die Aüßenhülse 140 umgeben und an der Spindelhülsenbohrung 76a so anliegen, daß ein Entweichen von
Druckmittel in axialer Richtung längs der Außenhülse
140 verhindert wird.
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Wie in Fig. 13 durch die Teile 110a angedeutet ist,
hält die in der innen liegenden Spannbüchse 74a erzeugte
Druckvorspannung jeweils ringförmige, im Ab*-
stand voneinander gelegene Abschnitte der Spannbüchse in fester, unmittelbarer Berührung mit ringförmigen
Stegen 106a, welche an der Außenhülse 14o jeweils zwischen den ringförmigen Druckmittelkammern 102a
vorgesehen sind, während die mit den Druckmittelkammern
102a in radialer Richtung fluchtenden ringförmigen Abschnitte der innen liegenden Spannbüchse 74a in
harte, unmittelbare Berührung an die Arbeitsspindel 28a angepreßt werden, was durch die Teile 126a angedeutet ist und durch die radial nach innen gerichteten Kräfte des in den Druckmittelkammern 102a anstehenden
Druckmittels erreicht wird, wie in Fig. durch.die Pfeile 124a versinnbildlicht ist.
:3
Ein Radialsp'iel zwischen der Konstruktionseinheit nach den Fig. 13 und 14 einerseits und der Spindelhülse
36a andererseits wird durch eine strenge Passung zwischen der äußeren Umfangsflache der Außenhülse
und der Spindelhülsenbohrung 76a ausgeschlossen, wobei sich dieser stramme Sitz noch verstärkt,· wenn
die Spannvorrichtung beaufschlagt wird, da die Außenhülse 14C das Bestreben hat, sich radial gegen die
Seitenwandung der Spindelhülsenbohrung 76a aufzuweiten, wodurch ein Radialspiel der Einheit 142 gegenüber
der Spindelhülse in jedem Falle verhindert wird.
An den einander gegenüberliegenden Enden der Konstruktionseinheit 142 ist der Zwischenräum zwischen den
Hülsen oder Büchsen '4a und 140 in radialer Richtung
so erweitert, daß Dichtungsnuten 150 und 152 ent-
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stehen, die sich in axialer Richtung nach außen öffnen. In diesenJNuten sind in der dargestellten Weise
Dichtungsringe 154 und 156 untergebracht, welche ein Entweichen von Druckmittel aus dem genannten Zwischenraum
verhindern. Eine Verlagerung der Dichtungsringe 154 und 156 nach außen wird durch Abdeckringe 158 und
160 verhindert, welche in die äußeren Enden der Dichtungsnutenk 150 bzw. 152 fest eingesetzt sind.
Es seien nun die Zeichnungsfiguren 17 und 18 näher betrachtet,
in welchen nochmals eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die hier allgemein mit 74b bezeichnete Spannbüchse an ihrem Umfang mit einer. Ausnehmung versehen, welche eine in axialer Richtung
langgestreckte, rundum laufende Rille 170 bildet. Diese Umfangsrilie 170 besitzt im Vergleich zur
radialen Wandstärke der Sparmbüchse 74b geringe Tiefe,
welche in der Größenordnung von beispielsweise etwa 0,08 75 mm liegt. Es sei bemerkt, daß die Radialbreite
der Spannbüchsenwandung, welche im Bereich der genannten Ausnehmung oder Rille 170 liegt, im Vergleich
zur Wandstärke der Spannbüchse 74b an sich beträchtlich ist. Es ist also festzuhalten, daß praktisch
das Verhältnis der Abmessung der Spannbüchsenwandung zur Abmessung des Spindeldurchmessers beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel bedeutend größer als bei den zuvor betrachteten Ausführungsbeispielen ist.
Dieses Merkmal ergibt zusammen mit weiteren Eigenschaften der Spannbüchse 74b eine verbesserte Steifigkeit
der Anordnung in radialer Richtung und ein Dämpfungsverhalten, worauf nachfolgend genauer eingegangen'
werden soll.
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Im Vergleich zu dem vorstehend angegebenen Beispiel, bei welchem die Spannbüchse 74 eine Wandstärke von
etwa 4,7 mm aufwies, beträgt hier die radiale Wandstärke des Spannteiles der Spannbüchse 74b bei Verwendung
einer Arbeitsspindel 28b von 87,5 nun Durchmesser größenordnungsmäßig 9,4 mm oder noch darüber.
An jedem Ende der breiten Ausnehmung oder Rille 170 ist jeweils eine Nut 172 zur Aufnahme von Dichtungsringen
vorgesehen, welche bedeutend tiefer als die Rille 17C gehalten ist. In die Ringnuten 172 ist
k jeweils ein Dichtungsring 173 eingesetzt, dessen
Außendurchmesser jeweils so bemessen ist, daß er etwas über dem größten Außendurchmesser der Spannbüchse
74b liegt*
Die breite Rille 170 begrenzt in Verbindung mit der Dichtu.nqsringnut 172 jeweils zu beiden Seiten einen
verhältnismäßig breiten rundum laufenden Steg 174. Diese jeweils an den einander gegenüberliegenden Enden
der Spannbüchse 74b gelegenen Stege 174 legen den größten Außendurchmesser der Spannbüchse fest und
dieser Außendurchmesser ist etwas größer gewählt als
der Innendurchmesser der die Spannbüchse aufnehmenden Bohrung 76b, welche in der Spindelhülse 36b gebildet
ist. Demgemäß wird die Spannbüchse 74b wie bei den beiden zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen »it der
Spindelhülse 36b unter Preßsitz zusammengefügt, welcher zwischen den Stegen 74 und der Bohrung 76b zustande
kommt, so daß in derselben Weise und» zu im
wesentlichen gleichen Zwecken, wie zuvor angegeben, wieder eine Druckvorspannung in der Spannbüchse 74b
erzeugt wird. Ferner ist zu erkennen, daß die Dich-
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tungsringe 173 im zusammengebauten Zustand der Anordnung die Stege 174 wirkungsvoll von dem Druckmitteldruck getrennt halten, welcher die aneinandergepreßten
Flächen .zu trennen sucht und den Preßsitz zerstören
würde. Wie nachfolgend genauer ausgeführt wird, ermöglicht die besondere Konstruktion der Spannbüchse 74b,
daß das Maß oder die Stärke des verwendeten Preßsitzes nicht.so groß zu sein braucht wie bei den zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
Ist die Spannbüchse 74b in der aus den Zeichnungsfiguren 17 und 18 ersichtlichen Weise in die Bohrung
76b der Spindelhülse 36b eingesetzt, so erkennt man,
daß die rundum laufende, breite Ausnehmung oder Rille
170 zusammen mit der inneren zylindrischen Fläche der Spindelhülsenbohrung 76b einen außerordentlich schmalen
Ringraum 176 begrenzt. Wie bei den zuvor betrachteten
Ausführungsbeispielen besitzt die Spindelhülse 36b einen in der Spindel hülse eingeformten Kanal 116b,"
der mit einer Druckmittelquelle in Verbindung steht, so daß der Ringraum 176 mit Druckmittel gespeist
werden kann und eine Zusanunendrückunq der Spannbüchse
74b in Anlage an die Arbeitsspindel 28b erzielt wird.
Es sei nochmals auf die verhältnismäßig geringe Breite
der ringförmigen Druckkammer 176 hingewiesen und eine Betrachtung .von Fig. 18 zeigt deutlich, daß diese
Kammer sich um den gesamten Umfang der Spannbüchse herumerstreckt, wobei im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen,
Avisführungsbeispielen die Druckkammer durchgehend und ohne Unterbrechung ausgebildet ist,,
so daß keine Unterteilung der Druckkammer in mehrere
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Unterkammerh vermittels Stegabschnitten oder dergl.
vorgesehen ist. .
Praktisch wird durch das Merkmal einer solchen durchgehenden
Druckkammer in Verbindung mit der verhältnismäßig großen Wandstärke der Spannbüchse 74b ein
Verhältnis von Einspannkraft zu Betätigungsdruck erzielt, welches bedeutend günstiger als bei den
beiden vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen"~ ist. Zusätzlich wirkt bei der Ausführungsform nach
den Fiq. 17 und 18 die Einspannkraft, welche von der
ψ Spannbüchse 74b auf die Arbeitsspindel 28b ausgeübt wird, auf einen bedeutend breiteren Ringabschnitt
oder Bandabschnitt der Spindel , als das bei den oben stehenden Anordnungen der Fall ist. Dies bedeutet,
daß die axiale Länge des eingespannten Flächenbereiches großer als bei Anordnungen ist, in.denen
unterteilte Druckmittelkammern vorgesehen sind.
Im Endergebnis kann mit der soeben beschriebenen Konstruktion die erforderliche Hältekraft oder Einspannkraft
mit einem Druckmitteldrück in der Größencrdnung
von 140 at t>is 210 at erreicht werfen* wäih-
^ rend hierzu bei den Ausführungsbeispielen nach den
- Fig. 1 bis 16 Drücke von annähernd 350 at notwendig
sind.
Wie sich aus der weiter oben durchgeführten Betrachtung der Fig. 6 .und 7 ergibt, ist die Aufweitling
der Spindelhülse 36b bei niedrigeren Drücken des
Betätiqungsdruckmittels ebenfalls geringer* Diese geringere Ausdehnung oder Aufweitung der Spindelhülse
bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 17 und 18
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ist aus verschiedenen Gründen vorteilhaft. In erster
Linie werden diejenigen Kräfte herabgesetzt, welche bei Aufweitung der Spindelhülse entstehen und das
Bestreben haben, die Lager 42b und 44b festzusetzen oder in anderer Weise ihre Reibung zu erhöhen. Weiter
findet bei der Zusammendrückung der Spannbüchse. 74b in Anlage an die Arbeitsspindel 28b eine geringere
Verminderung der anfänglichen Druclcvoi spannung statt,
welche der Sapnnbüchse 74b beim Zusammenbau mitgeteilt wurde und demgemäß muß der beim Zusammenbau
hergestellte Preßsitz nicht so stark gewählt werden, wie dies bei den anderen beiden Aus führungs formen
der Fall ist.
Die genannten Vorteile lassen sich bei der Spannvorrichtung 7 2b nach den Fig. 17 und 18 mit einem weniger
starken Preßsitz erreichen,und gleichzeitig wird eine
verbesserte radiale Steifigkeit der Spindelhalterung
erzielt. ·
Bezüglich der Stärke des bei den oben beschriebenen Au-3führungsbeispielen, beispielsweise bei der Anordnung
mit der Spannbüchse 74, verwendeten Preßsitzes ist zu bemerken, daß die unter der Kraft des Druckmitteldruckes
in Anlage an die Arbeitsspindel 28 gepreßte Wandungskonstruktion hier verhältnismäßig
dünn ist. Der Verbindungsbereich dieses Wandungsab—
schnittes mit dickeren Wandungsbereichen der Spannbüchse
ist daher ähnlich einem Scharnier, wirksam'.' Das bedeutet, daß bei Beaufschlagung der Druckmittelkammer
Iü2 sich dieser Wandungsbereich radial nach
einwärts beult, was unabhängig von den dickeren Wan-
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dungsbereichen der Spannbüchse geschieht. Im Gegensatz
hierzu ist die Wandungskonstruktion der Spannbüchse 74b
verhältnismäßig dick und daher tritt diese schajrnierartige
Wirkung bestimmter Wandunqsbereiche nicht auf.
Praktisch wird bei Betätigung der Spannvorrichtung 72b der an der Arbeitsspindel angreifende Teil der Spannbüchse
74b nach einwärts gebeult oder gepreßt. Aufgrund der verformungssteifen Verbindung dieses mittleren
Teiles der Spannbüchse mit den die Abschlußstege tragenden Endbereichen und aufgrund der Abtrennung
dieser Endbereiche von dem Druckmitteldruck vermittels der Dichtungsringe 173 führt jedoch diese Einbeulung
im mittleren Bereich zu dem Bestreben der endständigen Bereiche, sich nach außen abzubiegen oder sich aufzuweiten, so daß die Stege 174 noch stärket." gegen die
Wandung der Bohrung 76 b gepreßt wnarden. Diese Wirkung
unterstützt also die beim Zusammenbau erzeugten Druckkräfte
171 und gestattet es·, einen noch schwächeren Preßsitz vorzusehen.
Bezüglich der verbesserten radialen Steifigkeit der
Spindelhalterung ist zu bemerken, daß die Schnittkräfte
während des Betriebes über das Werkzeug 3Öb auf die Spindel 28b übertragen werden, wodurch Schwingungen
der Arbeitsspindel 28b erregt oder erzwungen werden können. Nimmt man an, daß die Arbeitsspindel 28b
durch die hydraulisch beaufschlagte Spannbüchse 74b
eingespannt ist, so ergibt sich, daß es für das Zustandekommen von Spindelschwingungen erforderlich ist, daß
das Betätigungsdruckmittel in der Druckmittelkanuner
176 verdrängt wird.
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Während bei den Ausführurigsformen nach den Fig. 1
bis 16, bei denen verhältnismäßig tie-fe Druckmittelkammern
102 bzw. 102a vorgesehen sind, eine im wesentlichen freie Verschiebung oder Verdrängung des
Druckmittels stattfinden kann·, ist bei der sehr schmalen Druckmittelkammer- 176 die Verdrängung oder Verschiebung des Druckmittels verzögert oder gedrosselt
und demgemäß ergibt sich eine Dämpfungswirkung bei. Spindelschwingungen. Diese Verminderung oder D^-v-ung
von S.·- hwingungen der Spindel 28b ergibt einie erhöhte
radiale Steifigkeit und ermöglicht bessere Ergebhisse
bei der Ausführung von Präzisiöns-Beärbeitungsvorqängen.
Bei einer gegenüber Fig. 17 und 18 abgewandelten Ausführungsform ist vorgesehen, die seichte Rille oder
Ausnehmung 1"7C und die Dichtungs-Ringnut 172 in der Wandung der Spindelhülsenbohrung 76b anzuordnen* Es
kann dann eine gleichförmige zylindrische Spamnbüchse
74b verwendet ,werden, deren allgemeine Gestalt und Wirkungsweise jedoch im wesentlichen gleich bleibt.
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BAD ORIGINAL
Claims (9)
- AnsprücheIy Werkzeugmaschine mit einem Werkstück-Aufspann- - tisch und einer diesem zugeordneten, starren Suppord-Konstruktion, an welcher über Lageranordnungen eine 'Spindelhülse drehbar gelagert ist, die ihrerseits eine der Spindelhülse verschiebliehe und zusammen mit der Spindelhülse umlaufende Werkzeugspindel auf-" zunehmen vermag, und mit einer in der Spindelhülse angeordneten, zur einstellbaren Festlegung der- Werkzeugspindel in einer vorbestimmten Stellung mit Bezug auf die Spindelhülse dienenden Spannvorrichtung, welche von einer in der Spindelhülse vorgesehenen Bohrung einerseits und einer in dieser befindlichen, ringförmigen Spannbüchse andererseits gebildet ist, welch letztere zumindest eine Druckmittelkammer begrenzt, die über einen Druckmittelkanal mit einer Hochdruck-Quelle derart verbindbar ist, daß das in die Druckmittelkammer eintretende, hochgespannte Drucke mittel die Spannbüchse im Sinne einer Einspannungϊ der in der Spindelhülse befindlichen Werkzeugspindel um diese herum zusammenpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche ( 78 bzw. 78a bzw. 78b) der Spannbüchse ("4 bzw.a bzw. 74b) im noch nicht eingebauten, spannungslosen Zustand relativ zu der Innenfläche der Bohrung (76 bzw. 76a bzw. 76b) der Spindelhülse (36 bzw. 36a, b.zw. 36b) im noch nicht zusammengebauten, spannungslosen Zustand hinsichtlich des jeweiligen Durchmessers solches "Übermaß hat, daß beim Zusammenbau909883/0449ein Preßsitz zwischen diesen Teilen herrscht., der im gesamten Betriebsbereich der Spannvorrichtung (72 bzw. 72a bzw. 72b). stets erhalten bleibt.
- 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflache(78 bzw. 78a bzw. 78b) der Spannbüchse (74 bzw. 74a bzw. 74b) mit der seitlichen Wandung der Bohrung.. (76 bzw. 76a bzw. 76b) der Spindelhülse (36 bzw. 36a bzw. 36b) die Druckmittelkammer (102 bzw. 102a bzw. 102b) begrenzt.
- 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (76) der Spindelhülse (36) einerseits und die Spannbüchse (74) andererseits zusammen eine Reihe in axialer Richtung verlaufender, in bestimmtem gegenseitigen Abstand am Umfang angeordneter Druckmittelkammern (102) begrenzen (Fig. 2 bis 11)
- 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Wandung der Bohrung (76) der Spindelhülse (36) eine Reihe am Umfang in bestimmtem gegenseitigen Abstand angeordneter, in axialer Richtung verlaufender Rillen (104) aufweist, welche durch'Trennstege (106) voneinander getrennt und über eine Ringrille (112) miteinander verbunden sind, derart., daß die Trennstege unter Druck an der Außenfläche (78) der Spannbüchse (74) anliegen und derart, daß die genannten Rillen (104) zusammen mit der Außenfläche der Spannbüchse eine Reihe von Druckmittelkairanern (102) umgrenzen (Fig. 2 bis 11). .. '909883/0U9
- 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (76b) ein hülsenförmiger Einsatz (142) eingeschoben ist, welcher die seitlichen Wandungen der Spannbohrung begrenzt (Fig. 12 bis 16).
- 6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn- . zeichnet, daß die Spannbüchse (74b) eine in axialer Richtung ausgedehnte, seichte, rundum laufende Nut oder Ausnehmung (I7C) aufweist, die in der Außenfläche (78) der Spannbüchse gebildet und ein PaarW in axialem Abstand voneinander gelegener, ringförmiger Stege oder Bünde (174) abteilt, welche den größten Außendurchmesser der Spannbüchse festlegen und an der Innenfläche der Bohrung (76b) der S^^ndelhülse derart anliegen, daß die Spannbüchse und die Spindelhülsenbohrung zusammen einen durchgehenden, rundum laufenden, verhältnismäßig schmalen "Druckmittelraum (17c) begrenzen (Fig. 17 und 18).
- 7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Wändung der Bohrung (76a) der Spindelhülse (36a) eine Reihe ringförmiger, in^ bestimmtem axialen Abstand voneinander angeordneter Rillen (104a) aufweist, welche zusammen mit der Spannbüchse (74a) eine Anzahl ringförmiger, in axialem Abstand voneinander gelegener Druckmittelkammern (102a) umgrenzen und daß in der Spannbüchse (74a) ein Verbindungskanal (112a) vorgesehen ist, welcher die genannten Druckrnittelkammern mit dem in der Spindelhülse vorgesehenen Druckmittelkanal (118a, 116a) verbindet (Fig. 12 bis 16). '909883/0449
- 8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Quelle (114 bzw. 114a bzw. 114b) zur Lieferung von hochgespanntem Druckmittel zu der Spannvorrichtung (72 bzw. 72a bzw. 72b) an .bzw. in der Spindelhülse (3,6 bzw. 36a bzw. 36b) angeordnet ist und zusammen mit dieser umläuft.
- 9 09883/0449
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