DE19621464A1 - Machine-tool with tool holders on telescopic arms - Google Patents

Machine-tool with tool holders on telescopic arms

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Abstract

The tool has several telescopic arms (3) formed from interconnecting tubes (1,2), the outer tube (1) in each case having several recesses (7) distributed over its circumference for the location of circulating ball units (8). Each ball unit consists of a support body (9) with an endless ball groove (10) divided into a load section (11) and a load-free return section (12) connected to it. Balls (14) which are guided from the load section into the return section roll in the load section. They also roll in a groove (13) which is provided in the inner tube and lies opposite the load section.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, mit mehreren je aus ineinander angeordneten Rohren gebildeten Teleskoparmen, die einerseits an einem Rahmen und andererseits an einer Werkzeugaufnahme gelenkig befestigt sind. Eine derartige Werkzeugmaschine ist beispielsweise aus der US-A 54 01 128 bekannt. Im Gegensatz zu konventionellen Werkzeugmaschinen werden hier geringere Massen bewegt. Dies hat zur Folge, daß höhere Stell­ geschwindigkeiten gefahren werden, wobei insbesondere die Steifigkeit zwi­ schen Rahmen und Werkzeugaufnahme sehr hoch ist. In vielen Fällen sind insgesamt sechs Teleskoparme vorgesehen, wobei alle Teleskoparme vonein­ ander unabhängig ein- bzw. ausgefahren werden können. Dies hat zur Folge, daß die Werkzeugaufnahme jede gewünschte Position im Raum einnehmen kann. Eine hohe Steifigkeit der Teleskoparme ist bei derartigen Werkzeugma­ schinen von besonders großer Bedeutung.The present invention relates to a machine tool, each with several tubes arranged in one another formed telescopic arms on the one hand a frame and on the other hand articulated to a tool holder are. Such a machine tool is known for example from US-A 54 01 128 known. In contrast to conventional machine tools lower masses are moved here. As a result, higher positions speeds are driven, in particular the stiffness between frame and tool holder is very high. In many cases a total of six telescopic arms are provided, all telescopic arms of one can be retracted or extended independently. As a consequence, that the tool holder take up any desired position in the room can. A high degree of rigidity of the telescopic arms is with such tool dimensions seem of great importance.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Werk­ zeugmaschine derart weiterzubilden, daß die Teleskoparme einerseits sehr steif ausgebildet und andererseits leichtgängig ein- bzw. ausfahrbar gebildet sind.The object of the present invention is therefore a generic work to further develop the machine tool in such a way that the telescopic arms are very stiff on the one hand trained and on the other hand smoothly retractable or extendable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das äußere Rohr mit mehreren über den Umfang verteilten Aussparungen versehen ist, in denen Kugelumlaufeinheiten angeordnet sind, die jeweils aus einem Tragkörper mit einer in einen Lastabschnitt und einen daran anschließenden lastfreien Rückfüh­ rungsabschnitt unterteilten endlosen Kugelrille bestehen, an deren Lastabschnitt und an einer an dem inneren Rohr vorgesehenen, dem Lastabschnitt gegen über­ liegenden Kugelrille Kugeln abwälzen, die aus den Lastabschnitt in den Rück­ führungsabschnitt geführt werden. Bei dieser Anordnung ist eine leichtgängige Verschiebbarkeit der Teleskoparme gewährleistet, wobei das innere und das äußere Rohr mittels der Kugellagerung zueinander verdrehgesichert sind. Die Länge des Lastabschnitts bzw. die Anzahl der im Lastabschnitt abwälzenden Kugeln wird entsprechend der Geometrie des Teleskoparms bzw. entsprechend den zu erwartenden Belastungen ausgelegt. Vorzugsweise sind mehrere über den Umfang des inneren Rohres verteilt angeordnete Paare von Kugelrillen vorgesehen, wobei die zueinander parallelen, einander benachbarten Kugelril­ len eines jeden Paares gegenläufig geneigt sind. Die Tragkörper der Kugel­ umlaufeinheiten sind entsprechend mit Paaren von Kugelrillen versehen, so daß im Querschnitt gesehen jeweils zweireihige Schrägkugellager gebildet sind, wobei die beiden Drucklinien der Kugelreihen vorzugsweise einen Winkel von ca. 90° einschließen.According to the invention this object is achieved in that the outer tube with several recesses distributed over the circumference are provided, in which  Recirculating ball units are arranged, each with a support body one in a load section and a subsequent load-free return tion section divided endless ball groove exist at the load section and at a provided on the inner tube, the load section opposite lying ball groove roll off balls from the load section into the back guide section. This arrangement is easy Movability of the telescopic arms ensured, the inner and the outer tube are secured against rotation by means of the ball bearing. The Length of the load section or the number of rolling in the load section Balls are made according to the geometry of the telescopic arm or designed for the expected loads. Preferably, several are over the circumference of the inner tube arranged pairs of ball grooves provided, the mutually parallel, adjacent Kugelril len of each pair are inclined in opposite directions. The supporting body of the ball Circulation units are correspondingly provided with pairs of ball grooves, so that seen in cross section, double-row angular contact ball bearings are formed, the two pressure lines of the rows of balls preferably having an angle of enclose approx. 90 °.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vorgesehen, daß das äußere Rohr mit einer quer zur Längsachse angeordneten Tangentialbohrung versehen ist, wobei der Tragkörper mit einer zu der Tangentialbohrung koaxia­ len Gewindebohrung versehen ist, in die eine durch die Tangentialbohrung durchgeführte Schraube eingreift. Die Anlagefläche ist durch eine Wand der Aussparung gebildet, in der der Tragkörper angeordnet ist. Mittels Anziehen der Schraube wird der Tragkörper gegen diese Anlagefläche gepreßt, wobei ggf. zwischen Anlagefläche und Tragkörper Ausgleichsbeilagen zur einwandfreien Positionierung des Tragkörpers vorgesehen sein können. Zur radialen Abstüt­ zung der Kugelumlaufeinheit ist die äußere Mantelfläche des äußeren Rohres mit einem Deckel versehen, wobei dem Deckel eine Abflachung an der äuße­ ren Mantelfläche des äußeren Rohres zugeordnet ist. Vorzugsweise bildet der Deckel im Querschnitt gesehen einen Kreisabschnitt des äußeren Rohres. Auf diese Weise weist das äußere Rohr eine glattzylindrische Mantelfläche auf, ohne daß Verletzungsgefahr durch Vorsprünge und Kanten besteht. Der Deckel mag zweckmäßigerweise mittels Schrauben mit dem äußeren Rohr verbunden sein.In a further development according to the invention it is provided that the outer tube with a tangential bore arranged transversely to the longitudinal axis is provided, the support body having a coaxial to the tangential bore len threaded bore is provided, in one through the tangential bore performed screw engages. The contact surface is through a wall Formed recess in which the support body is arranged. By tightening the Screw the support body is pressed against this contact surface, whereby if necessary between the contact surface and the supporting body compensation inserts for perfect Positioning of the support body can be provided. For radial support The ball recirculation unit is the outer surface of the outer tube provided with a lid, the lid being flattened on the outside ren outer surface of the outer tube is assigned. Preferably, the Cover seen in cross section a circular section of the outer tube. On  in this way, the outer tube has a smooth cylindrical outer surface without that there is a risk of injury from protrusions and edges. The lid likes expediently be connected to the outer tube by means of screws.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below with reference to one in two figures illustrated embodiment explained in more detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in perspektivischer Darstellung und Fig. 1 shows a machine tool according to the invention in perspective and

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teleskoparm der Werkzeug­ maschine aus Fig. 1. Fig. 2 shows a cross section through a telescopic arm of the machine tool in FIG. 1.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in der Fig. 1 abgebildete Werkzeugmaschine ist mit mehreren je aus ineinander angeordneten Rohren 1, 2 gebildeten Teleskoparmen 3 versehen. Die Teleskoparme 3 sind einerseits an einem Rahmen 4 und andererseits an einer Werkzeugaufnahme 5 gelenkig befestigt. Die Werkzeugaufnahme 5 ist mit einem nicht näher dargestellten Werkzeug versehen, das von einem Motor 6 angetrieben wird. Durch ein- bzw. ausfahren eines oder mehrerer Teleskoparme 3 läßt sich die Werkzeugaufnahme 5 in jeder gewünschten Position im Raum bewegen.The machine tool shown in FIG. 1 is provided with a plurality of telescopic arms 3 each formed from tubes 1 , 2 arranged one inside the other. The telescopic arms 3 are articulated on the one hand on a frame 4 and on the other hand on a tool holder 5 . The tool holder 5 is provided with a tool, not shown, which is driven by a motor 6 . The tool holder 5 can be moved in any desired position in space by retracting or extending one or more telescopic arms 3 .

Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen Teleskoparm 3, der in der Fig. 1 dargestell­ ten Werkzeugmaschine. Das äußere Rohr 1 ist mit mehreren über den Umfang verteilten Aussparungen 7 versehen, in denen Kugelumlaufeinheiten 8 angeord­ net sind. Jede Kugelumlaufeinheit 8 besteht aus einem Tragkörper 9, der zwei einander benachbarte endlose Kugelrillen 10 aufweist. Jede Kugelrille 10 weist einen Lastabschnitt 11 und einen an den Lastabschnitt 11 anschließenden last­ freien Rückführungsabschnitt 12 auf. An dem inneren Rohr 2 sind mehrere über den Umfang des inneren Rohres 2 verteilt angeordnete Paare von Kugelrillen 13 vorgesehen, wobei Kugeln 14 an den Kugelrillen 10, 13 des Tragkörpers 9 und des inneren Rohres 2 abwälzen. Das äußere Rohr 1 ist mit einer quer zur Längsachse angeordneten Tangentialbohrung 15 und der Tragkörper 9 ist mit einer zu der Tangentialbohrung 15 koaxialen Gewindebohrung 16 versehen, in die eine durch die Tangentialbohrung 15 durchgeführte Schraube 17 eingreift. Zwischen einer Anlagefläche 18 der Aussparung 7 und den Tragkörper 9 ist eine Ausgleichsbeilage 19 angeordnet, die beim Anziehen der Schraube 17 zwischen dem Tragkörper 9 und dem äußeren Rohr 1 eingespannt ist. Fig. 2 shows in cross section a telescopic arm 3 , the machine tool shown in FIG. 1. The outer tube 1 is provided with several recesses 7 distributed over the circumference, in which recirculating ball units 8 are arranged. Each recirculating ball unit 8 consists of a support body 9 which has two endless ball grooves 10 which are adjacent to one another. Each ball groove 10 has a load section 11 and a load-free return section 12 adjoining the load section 11 . Provided on the inner tube 2 are a plurality of pairs of ball grooves 13 distributed over the circumference of the inner tube 2 , balls 14 rolling on the ball grooves 10 , 13 of the supporting body 9 and the inner tube 2 . The outer tube 1 is provided with a tangential bore 15 arranged transversely to the longitudinal axis and the support body 9 is provided with a threaded bore 16 which is coaxial with the tangential bore 15 and into which a screw 17 passed through the tangential bore 15 engages. Between a contact surface 18 of the recess 7 and the support body 9 , a compensation insert 19 is arranged, which is clamped between the support body 9 and the outer tube 1 when the screw 17 is tightened.

Die äußere Mantelfläche des äußeren Rohres 1 ist mit einer Abflachung 20 versehen, an der ein Deckel 21 anliegt. Der Deckel 21 bildet einen Kreisab­ schnitt des äußeren Rohres 1. Der Deckel 21 ist mittels Schrauben 22 mit dem äußeren Rohr 1 verschraubt.The outer circumferential surface of the outer tube 1 is provided with a flat 20 , against which a cover 21 rests. The cover 21 forms a circular section of the outer tube 1 . The cover 21 is screwed to the outer tube 1 by means of screws 22 .

BezugszeichenlisteReference list

1 äußeres Rohr
2 inneres Rohr
3 Teleskoparm
4 Rahmen
5 Werkzeugaufnahme
6 Werkzeug
7 Aussparung
8 Kugelumlaufeinheit
9 Tragkörper
10 Kugelrille
11 Lastabschnitt
12 Rückführungsabschnitt
13 Kugelrille
14 Kugel
15 Tangentialbohrung
16 Gewindebohrung
17 Schraube
18 Anlagefläche
19 Ausgleichsbeilage
20 Abflachung
21 Deckel
22 Schraube 1 outer tube
2 inner tube
3 telescopic arm
4 frames
5 tool holder
6 tools
7 recess
8 recirculating ball unit
9 supporting body
10 ball groove
11 load section
12 return section
13 ball groove
14 bullet
15 tangential bore
16 threaded hole
17 screw
18 contact surface
19 Compensatory supplement
20 flattening
21 lid
22 screw

Claims (7)

1. Werkzeugmaschine, mit mehreren je aus ineinander angeordneten Rohren (1, 2) gebildeten Teleskoparmen (3), die einerseits an einem Rahmen (4) und andererseits an einer Werkzeugaufnahme (5) gelenkig befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (1) mit mehreren über den Umfang verteilten Aussparungen (7) versehen ist, in denen Kugelumlaufeinheiten (8) angeordnet sind, die jeweils aus einem Tragkörper (9) mit einer in einen Last­ abschnitt (11) und einen daran anschließenden lastfreien Rückführungsabschnitt (12) unterteilten endlosen Kugelrille (10) bestehen, an deren Lastabschnitt (11) und an einer an dem inneren Rohr (2) vorgesehenen, dem Lastabschnitt (11) gegenüberliegenden Kugelrille (13) Kugeln (14) abwälzen, die aus den Last­ abschnitt (11) in den Rückführungsabschnitt (12) geführt werden.1. Machine tool, with several telescopic arms ( 3 ) each formed from tubes ( 1 , 2 ) which are articulated on the one hand to a frame ( 4 ) and on the other hand to a tool holder ( 5 ), characterized in that the outer tube ( 1 ) is provided with a plurality of recesses ( 7 ) distributed over the circumference, in which ball recirculating units ( 8 ) are arranged, each of which consists of a supporting body ( 9 ) with a section ( 11 ) into a load and a subsequent load-free return section ( 12 ) divided endless ball track (10) which roll on the load portion (11) and opposite to an opening provided on the inner tube (2), the load portion (11) ball groove (13), balls (14), the portion of the load (11) be guided into the return section ( 12 ). 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere über den Umfang des inneren Rohres (2) verteilt angeordnete Paare von Kugel­ rillen (13) vorgesehen sind, wobei die zueinander parallelen, einander benach­ barten Kugelrillen (13) eines jeden Paares gegenläufig geneigt sind.2. Machine tool according to claim 1, characterized in that several over the circumference of the inner tube ( 2 ) distributed pairs of ball grooves ( 13 ) are provided, wherein the mutually parallel, mutually disclosed ball grooves ( 13 ) of each pair inclined in opposite directions are. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (1) mit einer quer zur Längsachse angeordneten Tangentialbohrung (15) versehen ist, die eine an dem äußeren Rohr (1) vorgesehen Anlagefläche (18) für den Tragkörper (9) durchstößt, wobei der Tragkörper (9) mit einer zu der Tangentialbohrung (15) koaxialen Gewindebohrung (16) versehen ist, in die eine durch die Tangentialbohrung (15) durchgeführte Schraube (22) eingreift. 3. Machine tool according to claim 1, characterized in that the outer tube ( 1 ) is provided with a tangential bore ( 15 ) arranged transversely to the longitudinal axis, which has a bearing surface ( 18 ) provided on the outer tube ( 1 ) for the supporting body ( 9 ) pierces, the support body ( 9 ) being provided with a threaded bore ( 16 ) which is coaxial with the tangential bore ( 15 ) and into which a screw ( 22 ) passed through the tangential bore ( 15 ) engages. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen der Anlagefläche (18) und dem Tragkörper (9) wenigstens eine Aus­ gleichsbeilage (19) angeordnet ist.4. Machine tool according to claim 3, characterized in that between the contact surface's ( 18 ) and the support body ( 9 ) at least one equal insert ( 19 ) is arranged. 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche des äußeren Rohres (1) mit einer als Anlagefläche für einen Deckel (21) vorgesehenen Abflachung (20) versehen ist, wobei der Tragkörper (9) an dem Deckel (21) radial abgestützt ist.5. Machine tool according to claim 1, characterized in that the outer lateral surface of the outer tube ( 1 ) is provided with a flattening ( 20 ) provided as a contact surface for a cover ( 21 ), the support body ( 9 ) on the cover ( 21 ) is supported radially. 6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (21) im Längsschnitt gesehen einen Kreisabschnitt des äußeren Rohres (1) bildet.6. Machine tool according to claim 5, characterized in that the cover ( 21 ) seen in longitudinal section forms a circular section of the outer tube ( 1 ). 7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (21) mittels Schrauben (22) mit dem äußeren Rohr (1) verbunden ist.7. Machine tool according to claim 6, characterized in that the cover ( 21 ) by means of screws ( 22 ) with the outer tube ( 1 ) is connected.
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