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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer Spindel,
die eine Werkzeugaufnahme für
Werkzeughalter aufweist, einer Werkzeugwechselvorrichtung zum Überführen der
Werkzeughalter zwischen deren jeweiliger Magazinposition und einer
Arbeitsposition in der Werkzeugaufnahme, und einer Innenkühlung, die
durch ei nen längs durch
die Spindel verlaufenden Innenkanal einem in die Werkzeugaufnahme
eingespannten Werkzeughalter Kühlmittel
zuführt,
um ein im Einsatz befindliches Werkzeug zu durchspülen, wobei
zumindest ein Spülkanal
vorgesehen ist, dessen zumindest eine Auslaßöffnung im Bereich der Werkzeugaufnahme angeordnet
ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen
Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 10.
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Eine
Werkzeugmaschine der vorstehend genannten Art ist aus der
DE 84 34 433 U bekannt.
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Die
bekannte Werkzeugmaschine weist eine in einem Spindelgehäuse drehbar
gelagerte Spindel auf, an deren Stirnseite zentrisch eine Aufnahme
für Werkzeughalter
vorgesehen ist.
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Derartige
Werkzeughalter sind in der Regel genormt, sie weisen einen Steilkegel
auf, der komplementär
zu der Werkzeugaufnahme in der Spindel ausgebildet ist. An den Steilkegel
schließt
sich nach unten ein verdickter Bund an, an dem eine Greifernut vorgesehen
ist. Unterhalb des Bundes verläuft
ein Halteschaft, in dem Werkzeuge befestigt werden können.
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Beim
Einspannen des Werkzeughalters in die Spindel gelangt der Steilkegel
in Anlage mit einer konischen Innenfläche der Werkzeugaufnahme, wobei
für das
Einspannen des Werkzeughalten eine Spannvorrichtung vorgesehen ist,
die auf an sich bekannte Weise arbeitet.
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Die
bekannte Werkzeugmaschine umfaßt eine
Innenkühlung
mit einem längs
durch die Spindel verlaufenden Innenkanal, der im Bereich der Spannvorrichtung über einen
Drehverteiler in Zuführleitungen
mündet,
die durch die Spindel zu deren Stirnseite laufen und dort mit Kanälen in Eingriff
gelangen, die oben auf dem verdickten Bund des Werkzeughalters münden. Diese
Kanäle
führen
durch den Werkzeughalter in das von ihm getragene Werkzeug, um dieses
im Betrieb zu kühlen
und zu durchspülen.
Die Innenkühlung
kann auf Druckluft umgeschaltet werden, um das bearbeitete Werkstück abzublasen.
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Ferner
ist eine Spülvorrichtung
vorgesehen, die außermittige
Spülkanäle in einer
Spannstange der Spannvorrichtung umfaßt, wobei diese Spülkanäle über Ringkanäle mit einer
zentral in die Werkzeugaufnahme mündenden Bohrung in Verbindung
stehen. Die Spülvorrichtung
leitet durch dieses System ein Säuberungsmittel,
durch das die Werkzeugaufnahme beim Werkzeugwechsel gereinigt werden kann.
In Abhängigkeit
von der axialen Lage der Spannstange wird eine Zufuhr des Säuberungsmittels
möglich,
wobei im ausgekuppelten Zustand eine Querbohrung in der Spannstange
fluchtend mit einer Versorgungsbohrung im Gehäuse ist, die wiederum mit einer
Säuberungsmittelquelle
in Verbindung steht.
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Durch
konstruktiv aufwendige Maßnahmen wird
sichergestellt, daß kein
Kühlmittel
in die Werkzeugaufnahme hineingelangt.
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Statt
der Steilkegel können
auch Kegel-Hohlschäfte
vorgesehen sein, die mit einer oberen Öffnung versehen sind, durch
die die Zangensegmente und die Spannstange eines Spannsystems in
das Innere des Kegel-Hohlschaftes eingreifen, um diesen in die Werkzeugaufnahme
einzuziehen. Die Plananlage zwischen Spindel und Werk zeughalter
erfolgt hier nicht vorrangig über
die konische Außenfläche des
Kegel-Hohlschaftes, sondern über
eine nach oben weisende Ringfläche
des verdickten Bundes, die mit einer Anlagefläche an der Stirnseite der Spindel
in Plananlage kommt, wenn der Werkzeughalter in die Werkzeugaufnahme
eingezogen wird.
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In
der Spannstange verläuft
zentrisch ein Innenkanal, der mit einer Innenkühlung der Werkzeugmaschine
verbunden ist. An ihrem unteren Ende weist die Spannzange einen
verdickten Spannzapfen auf, in dem eine nach unten offene Bohrung
vorgesehen ist, in die der Innenkanal mündet. Zugeordnet befindet sich
innen in einem Kegel-Hohlschaft ein Kühlmittelröhrchen, das in die Bohrung
des Spannzapfens eingreift, wenn dieser beim Einspannen eines Werkzeughalters
in den Kegel-Hohlschaft hineingelangt. Das Kühlmittelrohrchen ist mit einer
Innenbohrung versehen, die zu dem eingespannten Werkzeug führt.
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Wenn
der Werkzeughalter mit dem Kegel-Hohlschaft in die Werkzeugaufnahme
eingespannt ist, kann folglich Kühlmittel
durch den Innenkanal in der Spannzange sowie die Innenbohrung in dem
Kühlmittelröhrchen zu
dem Werkzeug gelangen, um dieses von innen zu kühlen und gleichzeitig Späne abzuspülen.
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Bei
einer der Anmelderin bekannten Werkzeugmaschine ist an dem Spindelgehäuse eine
die Spindel umgebende Hülse
vorgesehen, die relativ zu der Längsachse
der Spindel verfahren werden kann. An der Hülse ist eine Werkzeugwechselvorrichtung angeordnet,
die eine Anzahl von Werkzeugwechslern umfaßt, von denen jeder einen wie
oben beschriebenen Werkzeughalter trägt. Jeder Werkzeugwechsler ist
mit einer Greiferhand ausgestattet, die den Werkzeughalter an der
Greifernut erfaßt.
Die Greiferhand wiederum ist an zwei Greiferarmen gelagert, die
eine Parallelogrammführung
bilden. Einer der Greiferarme ist mit einer Antriebseinheit aus
Zylinder und Kolbenstange verbunden, wobei durch das Aus- und Einfahren
der Kolbenstange die Greiferhand und damit der von ihr getragene
Werkzeughalter von der Magazinposition in die Arbeitsposition in
der Spindel bzw. von der Arbeitsposition zurück in die Magazinposition überführt wird.
Durch eine Längsverschiebung
der Hülse
und damit des Werkzeugwechslers zu der Spindel wird der Steilkegel
bzw. der Kegel-Hohlschaft in die Werkzeugaufnahme eingeschoben bzw.
aus ihr zurückgezogen.
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In
der Magazinposition sind die Werkzeughalter mit ihren Steilkegeln
oder Kegel-Hohlschäften in
Köcher
eingeführt,
die die Werkzeughalter vor Verschmutzung schützen.
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Es
ist bekannt, daß bei
der Bearbeitung eines Werkstückes
mit dem Werkzeug, das von dem jeweils in die Werkzeugaufnahme der
Spindel eingespannten Werkzeughalter getragen wird, bei der insoweit
beschriebenen Werkzeugmaschine der Arbeitsbereich mit Kühlmittel
gespült
wird, um zum einen das Werkstück
zu kühlen
und zum anderen die bei der Bearbeitung entstehenden Späne aus dem Arbeitsbereich
des jeweiligen Werkzeuges wegzuspülen und ferner Späne vom Werkzeug
und dessen Werkzeughalter zu entfernen. Wie es allgemein bekannt
ist, erfolgt dieses Spülen
im Bereich der Spindel nur während
der Bearbeitung des Werkstückes, während des
Werkzeugwechsels ist aus offensichtlichen Gründen keine Spülung erforderlich.
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Unterstützend zu
dieser "Außenspülung" ist bei der bekannten
Werkzeugmaschine noch die oben besprochene Innenkühlung vorgesehen,
durch die das Werkzeug von innen gekühlt wird, um eine Überhitzung
sowie die damit verbundenen Probleme des im Eingriff befindlichen
Werkzeuges zu vermeiden. Diese Innenkühlung ist aus offensichtlichen
Gründen nur
eingeschaltet, wenn das Werkzeug im Einsatz ist.
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Es
hat sich nun herausgestellt, daß offenbar wegen
unzureichender Außenspülung dennoch
Späne an
dem Steilkegel bzw. Kegel-Hohlschaft hängenbleiben, die in der Magazinstellung
des jeweiligen Werkzeughalters an der äußeren Konusfläche und/oder
an der Ringfläche
des verdickten Bundes antrocknen. Bei dem nächsten Einspannen eines derart
verschmutzten Werkzeughalters in die Werkzeugaufnahme der Spindel
kommt es dann insbesondere bei Werkzeughaltern mit Kegel-Hohlschaft zu
Fehlern bei der Plananlage, so daß das Werkzeug nicht zentrisch
und fluchtend zu der Spindelachse eingespannt wird.
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Aus
diesen Gründen
ist es erforderlich, insbesondere bei Werkzeughaltern mit Kegel-Hohlschaft
relativ häufig
Wartungsarbeiten durchzuführen,
um Bearbeitungsfehler durch infolge der Verschmutzung mit Spänen nicht
korrekt eingespannte Werkzeughalter zu vermeiden. Ferner müssen relativ häufig Werkzeughalter
und Spindeln ausgetauscht werden, weil die an dem Werkzeughalter
verbleibenden Späne
sich in die Anlageflächen
eindrücken,
was auf Dauer ein lagegenaues Einspannen von Werkzeughaltern auch
dann verhindert, wenn die Anlageflächen später wieder spänefrei sind.
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Derartige
Probleme sind aus dem Stand der Technik bereits seit längerem bekannt.
So gibt es Werkzeugmaschinen, bei denen durch eine Bohrung in der
Längsachse
der Spindel Luft zugeführt
wird, um die Werkzeugaufnahme vor dem Einkuppeln eines neuen Steilkegels
auszublasen. Aus der
DE
33 20 873 A1 ist in diesem Zusammenhang eine Ausblasanordnung
bekannt, bei der die Werkzeugaufnahme der Spindel in jeder beliebigen
Drehstellung der Spindel ausgeblasen werden kann. Hierzu ist an der
Spindel eine äußere Ringnut
vorgesehen, von der Kanäle
quer durch die Spindel in die Werkzeugaufnahme hinein verlaufen.
In dem Spindelgehäuse ist
eine zugeordnete Ringnut vorgesehen, die von außen mit Druckluft versorgt
wird. Über
die beiden Ringnuten und die Querbohrung gelangt so von außen Druckluft
in den oberen Bereich der Werkzeugaufnahme oberhalb der Innenkegelfläche.
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Eine
vergleichbare Konstruktion ist aus der
EP 0 417 549 B1 bekannt,
wo der Kanal jedoch in dem oberen Drittel der Innenkegelfläche mündet.
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Die
DE 26 32 228 A1 offenbart
ebenfalls eine vergleichbare Konstruktion, dort münden jedoch gleich
mehrere Kanäle über den
Umfang verteilt in der Kegelfläche,
und zwar an ihrem unteren Ende. Die Kanäle verlaufen schräg nach unten
und innen zur Spindelachse, wobei durch diese schräge Anordnung
nicht nur die Werkzeugaufnahme ausgeblasen, sondern auch der Steilkegel
abgeblasen werden soll. Die Neigung der Kanäle ist dabei so gewählt, daß der Steilkegel
weit vor Erreichen der Öffnung
der Werkzeugaufnahme abgeblasen wird, so daß die abgeblasenen Späne nicht
in die Werkzeugaufnahme gelangen können.
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Bei
allen drei insoweit beschriebenen Werkzeugmaschinen wird Druckluft
seitlich durch das Spindelgehäuse
und von dort über
eine entsprechende Anordnung von Kanälen und Ringnuten in die Spindel
geleitet. Sämtliche
Werkzeugmaschinen sind für
den Einsatz mit Werkzeughaltern mit Steilkegel ausgelegt und benötigen eine
gesonderte Druckluftzufuhr, die beim Einkuppeln bzw. Einspannen
eines Werkzeughalters entsprechend angesteuert werden muß.
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Die
gesondert zu steuernde und bereitzustellende Luftzufuhr bzw. Säuberungsmittelzufuhr
stellt bei dem Stand der Technik einen zusätzlichen Kostenfaktor dar und
erfordert weiteren Konstruktionsaufwand, was allgemein von Nachteil
ist. Ferner wurde festgestellt, daß z. B. das Abblasen teilweise
nicht effektiv genug ist, es bleiben immer noch Späne am Werkzeughalter
haften, insbesondere wenn sie infolge angetrockneten Kühlmittels
dort sozusagen verklebt sind.
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Aus
der JP 4-45653 U ist ferner eine Werkzeugmaschine bekannt, bei der
außen
am Spindelgehäuse
eine Zuleitung für
ein Spülmittel
vorgesehen ist, das im Bereich der Werkzeugaufnahme in einer oder
mehreren zentrisch angeordneten Öffnungen mündet, durch
die das Spülmittel
auf den Kegel des Werkzeughalters gerichtet werden kann.
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Hiervon
ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs
genannte Werkzeugmaschine und das eingangs genannte Verfahren so
weiterzubilden, daß auf
konstruktiv einfache Weise ein effektiveres Entfernen von Spänen von dem
Werkzeughalter erreicht wird.
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Bei
der eingangs genannten Werkzeugmaschine wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Ferner
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei dem
eingangs genannten Verfahren durch die Merkmale des Anspruches 10
gelöst.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen
gelöst.
Hinsichtlich des neuen Verfahrens haben die Erfinder der vorliegenden
Anmeldung erkannt, daß ein
Abspülen
des Werkzeughalters mit Kühlmittel
während
des Einkuppelns trotz des erhöhten
Kühlmittelverbrauchs
einen signifikanten Vorteil gegenüber dem Abblasen mit Druckluft
mit sich bringt. Durch das Kühlmittel
werden nämlich
die angetrockneten Späne
wieder abgelöst, das
getrocknete Kühlmittel
gibt so die an ihm haftenden Späne
wieder frei. Durch reines Abblasen mit Druckluft wäre dies
nicht möglich.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß die sowieso an der bekannten
Werkzeugmaschine vorhandene Steuerung für die Innenkühlung verwendet
werden kann, um das Abspülen
während
des Einkuppelns zu bewirken. Konstruktiv muß die bekannte Werkzeugmaschine
also nicht verändert
werden, um ein effektives Entfernen von Spänen zu erreichen. Dieses Spülen entfernt
nun aber nicht nur Späne
von dem gerade unter der Werkzeugaufnahme befindlichen Werkzeughalter,
vielmehr wird durch den hohen Druck, mit dem das Kühlmittel
gefördert
wird, auch die Werkzeugaufnahme innen gereinigt. Das Kühlmittel
tritt nämlich
unten an dem Spannzapfen aus, wird teilweise von dem Werkzeughalter
zurück
in die Werkzeugaufnahme reflektiert und entfernt dort ggf. anhaftende
Späne.
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Eine
weitere Steigerung der Effizienz wird erreicht, indem die Werkzeugmaschine
erfindungsgemäß weitergebildet
wird, also sozusagen einen Bypass aufweist, so daß während des
Einwechselns durch die Innenkühlung
auch Kühlmittel über den Spülkanal geführt wird,
wobei die Auslaßöffnung geeignet
gelegt werden kann, so daß sozusagen
ein doppelter Kühlmittelangriff
auf den einzuwechselnden Werkzeughalter erfolgt. Die Auslaßöffnung kann z.
B. im Spindelgehäuse
seitlich neben der Werkzeugaufnahme sitzen.
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Der
höhere
Kühlmittelverbrauch,
der durch das ggf. nur kurzfristige Einschalten der Innenkühlung während des Überführens eines
Werkzeughalters in seine Arbeitsposition erfolgt, wird durch die längeren Standzeiten
mehr als kompensiert, die sich jetzt bei der Werkzeugaufnahme und
den Werkzeughaltern ergeben, da diese nicht mehr durch klebengebliebene
Späne beschädigt werden.
Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens sowie der neuen Werkzeugmaschine
liegt selbstverständlich
darin, daß wegen
der effektiv entfernten Späne
eine sehr genaue Plananlage erreicht wird, was die Bearbeitungsgenauigkeit
deutlich erhöht,
so daß die
Wartungsintervalle verlängert
werden können.
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In
einer Weiterbildung der neuen Werkzeugmaschine ist bevorzugt, wenn
der Spülkanal
in der Spindel verläuft,
wobei die Auslaßöffnung vorzugsweise
in einer Stirn seite der Spindel liegt.
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Hier
ist von Vorteil, daß die
aus dem Stand der Technik bei der Druckluft bekannten Abdichtprobleme
zwischen dem Spindelgehäuse
und der drehbaren Spindel vermieden werden. Außerdem ist diese Anordnung
konstruktiv sehr einfach, es ist lediglich erforderlich, den Innenkanal
in der Spindel seitlich anzubohren und diesen Kanal dann nach unten zu
der Stirnseite der Spindel zu Führen.
Im einfachsten Fall sind also lediglich zwei Bohrungen erforderlich,
um den Bypass zu ermöglichen.
Selbstverständlich
können
viele Spülkanäle umfänglich gleichverteilt in
der Spindel vorgesehen werden, so daß eine entsprechende Anzahl
von Auslaßöffnungen
um die Werkzeugaufnahme herum angeordnet ist. Die dort dann austretenden
Spülstrahlen
treffen beim Einwechseln des Werkzeughalters dann sowohl auf die Außenkegelfläche als
auch auf den verdickten Bund.
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Dabei
ist es dann bevorzugt, wenn die Werkzeugaufnahme für Werkzeughalter
mit Hohlschaftkegel (HSK) ausgebildet ist, wobei an der Stirnseite eine
Anlagefläche
vorgesehen ist, die bei in die Werkzeugaufnahme eingespanntem HSK-Werkzeughalter
mit dessen Ringfläche
in Plananlage ist, wodurch der HSK-Werkzeughalter lagegenau positioniert
wird, und wenn die Auslaßöffnung in
der Anlagefläche
liegt.
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Hier
ist von Vorteil, daß zum
einen ein zielgenaues Abspülen
der Ringfläche
sowie durch zurückspritzendes
Kühlmittel
auch der Anlagefläche
möglich
ist. Ferner werden die verschiedenen Auslaßöffnungen sozusagen automatisch
verschlossen, wenn nämlich
die Anlagefläche
und die Ringfläche
miteinander in Plananlage sind. Damit ist sichergestellt, daß beim späteren Einsatz
der Innenkühlung
der Bypass verschlossen ist, so daß der Kühlmitteldruck ausreicht, um
Kühlmittel
durch das Werkzeug zu drücken.
Da die Position eines HSK-Werkzeughalters durch die Plananlage zwischen
Anlagefläche
und Ringfläche
bestimmt wird, ermöglicht
die genannte Ausgestaltung der neuen Werkzeugmaschine ein effektives
Entfernen der Späne
genau dort, wo sie besonders stören
würden.
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Weiter
ist es bevorzugt, wenn in der Spindel zum automatischen Einspannen
von Werkzeughaltern eine Spannvorrichtung vorgesehen ist, die eine koaxial
zu der Spindel in einer Innenbohrung längsverschieblich angeordnete
Spannstange umfaßt,
die von dem Innenkanal in Längsrichtung
durchsetzt ist und mit einem Kühlmittelröhrchen eines
Werkzeughalters bei dessen Einspannen in Eingriff gelangt, so daß dieser
durch den Innenkanal mit Kühlmittel
versorgt wird.
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Diese
Maßnahme
verbindet die an sich bekannte Innenkühlung mit Übergabe mittels eines Kühlmittelröhrchens
an das zu kühlende
Werkzeug auf konstruktiv einfache Weise mit dem Bypass infolge des
Spülkanals.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich beim Einspannen, also
dann, wenn das Kühlmittelröhrchen in
die Spannstange eingreift, dort allmählich ein zunehmender Gegendruck
aufbaut, der durch die kleinen Bohrungen in dem Werkzeug bedingt
ist, in das das Kühlmittel
hineingepreßt
wird. Durch diesen Gegendruck wird jetzt immer mehr Kühlmittel
unter immer höherem
Druck aus den Auslaßöffnungen
ausgestoßen,
wodurch ein immer stärkeres
und damit sehr effektives Abblasen sowohl der Ringfläche als
auch der Anlagefläche
erfolgt, bis bei Plananlage zwischen Anlagefläche und Ringfläche die
Auslaßöffnungen
verschlossen werden.
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In
einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn in der Spannstange zumindest
eine in den Innenkanal mündende
Querbohrung vorgesehen ist, die mit einem in der Spindel vorgesehenen,
zu der Innenbohrung offenen Übergaberaum
zusammenwirkt, in den der Spülkanal
mündet,
wobei vorzugsweise der Übergaberaum
ein Ringraum ist, der sich um die Spannstange herum erstreckt, wobei
ferner vorzugsweise oberhalb und unterhalb des Ringraumes in der Innenbohrung
Dichtungen vorgesehen sind, die zwischen der Spannstange und der
Spindel sitzen.
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Diese
Maßnahmen
sind konstruktiv von Vorteil, sie ermöglichen eine einfache Übergabe
des Kühlmittels
von der längsverschieblichen
Spannstange in die radial zu der Spannstange abgehenden Spülkanäle, wobei
durch die beiden Dichtungen eine einfache Abdichtung nach oben und
nach unten erfolgt. Diese Dichtungen beeinträchtigen die Funktion der Spannvorrichtung
nicht, denn bei einem Werkzeugwechsel wird die Spannstange lediglich
einmal um einen gewissen Hub nach unten gefahren, um das gerade
eingespannte Werkzeug zu lösen,
und dann beim Einspannen des neuen Werkzeuges um diesen Hub wieder
zurückgezogen.
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Weiter
ist es noch bevorzugt, wenn der Abstand der beiden Dichtungen in
Längsrichtung
der Spannstange größer ist
als ein von der Spannstange beim Einspannen eines Werkzeughalters
durchzuführender
Hub.
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Hier
ist von Vorteil, daß während des
ganzen Hubes der Spannstange der Innenkanal mit dem Spülkanal kommunizieren
kann, so daß während des gesamten
Einspannvorganges eines neuen Werkzeughalters dieser sowohl über den
Innenkanal als auch über
den Spülkanal
mit Spülmittel
abgespült werden
kann.
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Weitere
Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 in
einer schematischen Seitenansicht und im Längsschnitt eine Werkzeugmaschine,
auf der das neue Verfahren durchgeführt werden kann; und
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2 eine
erfindungsgemäße Weiterbildung der
Werkzeugmaschine aus 1 im Bereich der Spindel, wobei
in einem schematischen Längsschnitt der
untere Teil der Spindel sowie darunter ein HSK-Werkzeughalter angedeutet
sind.
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In 1 ist
schematisch eine Werkzeugmaschine 10 gezeigt, die ein Spindelgehäuse 11 aufweist,
in dem eine Spindel 12 drehbar gelagert ist.
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Die
Werkzeugmaschine 10 umfaßt eine Werkzeugwechselvorrichtung 13,
die einen an dem Spindelgehäuse 11 höhenverschiebbar
angeordneten Wechslerkorb 14 umfaßt, der auch Hülse genannt wird.
An dem Wechslerkorb 14 sind mehrere Werkzeugwechsler 15 vorgesehen,
von denen in 1 zwei schematisiert dargestellt
sind.
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Jeder
Werkzeugwechsler 15 umfaßt ein Parallelogrammgestänge 16,
das eine Greiferhand 17 trägt. In jeder Greiferhand 17 ist
ein Werkzeughalter 18 angeordnet, an dem ein Werkzeug 19 befestigt
ist, das jeweils nur schematisch dargestellt ist.
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Der
in 1 linke Werkzeugwechsler 15 hat, den
von ihm getragenen Werkzeughalter 18 in dessen Magazinposition
hochgeschwenkt, während
der rechte Werkzeugwechsler 15 den von ihm gehaltenen Werkzeugwechsler 18 unter
eine Werkzeugaufnahme 20 geschwenkt hat, die in der Spindel 12 zentrisch
vorgesehen ist. Wird jetzt die Hülse 14 in 1 nach
oben geschoben, so gelangt der Werkzeughalter 18 in die
Werkzeugaufnahme 20 hinein und befindet sich dann in seiner
Arbeitsposition.
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Bei
der insoweit beschriebenen Werkzeugmaschine 10 ist eine
Innenkühlung 21 vorgesehen, die
eine Pumpe 22 umfaßt,
die aus einem Kühlmittelbehälter 23 Kühlmittel
durch eine Zuleitung 24 zu der Werkzeugmaschine 10 pumpt.
In der Zuleitung 24 ist noch ein Absperrschieber 25 vorgesehen, über den die
Innenkühlung 21 ein geschaltet
bzw. ausgeschaltet wird.
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An
den Absperrschieber 25 schließt sich ein Innenkanal 26 an,
der die Spindel 12 zentrisch durchsetzt und unten in der
Werkzeugaufnahme 20 mündet,
unter der in 1 der Werkzeughalter 18 mit
seinem Kegel 28 sitzt.
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Wenn
jetzt die Innenkühlung 21 durch
Betätigen
des Absperrschiebers 25 eingeschaltet wird, so fließt Kühlmittel
in Richtung eines Pfeiles 29 durch den Innenkanal 26 und
tritt unten als Abspülstrahl 31 aus,
der den Kegel 28 außen
von anhaftenden Spänen
befreit, bevor er in die Werkzeugaufnahme 20 eingespannt
wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
der Kegel 28 ein üblicher
Steilkegel, der durch an sich bekannte Spannzangen in die Werkzeugaufnahme 20 eingezogen
wird, die aus Gründen
der Übersichtlichkeit
in 1 nicht dargestellt sind. Wenn der Werkzeughalter 18 in
die Werkzeugaufnahme 20 eingespannt ist, dann fließt das Kühlmittel
von dem Innenkanal 26 in eine Bohrung 32 des Werkzeughalters,
von wo es sich durch kleine, nicht dargestellte Kanäle in das
Werkzeug 19 verteilt, um dieses im Betrieb von innen zu
kühlen.
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Eine
Werkzeugmaschine, wie sie in 1 gezeigt
ist, befindet sich auf dem der Öffentlichkeit nicht
zugängigen
Werksgelände
der Anmelderin.
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Diese
Werkzeugmaschine wird nun auf neue Weise beim Einwechseln eines
Werkzeuges 18 so betrieben, daß die Innenkühlung 21 zumindest
vorübergehend
eingeschaltet wird, wenn ein neuer Werkzeughalter 18 mit
seinem Steilkegel 28 in die Werkzeugaufnahme 20 eingesetzt
wird. Der dabei entstehende Abspülstrahl 31 reinigt
zum einen die Werkzeugaufnahme 20 von innen und spült zum anderen anhaftende
Späne von
der Außenfläche des
Kegels 28 sowie den verdickten Bund des Werkzeughalters 18 ab.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ist eine
Weiterbildung der Werkzeugmaschine aus 1 gezeigt,
wobei lediglich der untere Bereich der Spindel 12 sowie
ein unter der Spindel 12 angeordneter Hohlschaftkegel-Werkzeughalter 34 schematisch
gezeigt sind. Dieser HSK-Werkzeughalter 34 weist einen
an sich bekannten Hohlschaftkegel 35 auf, der eine konische
Außenfläche 36 besitzt.
Nach unten schließt
sich an dem Hohlschaftkegel 3S ein verdickter Bund 37 an,
an dem außen
umlaufend eine Greifernut 38 vorgesehen ist, an der die
Greiferhand 17 (1) in bekannter Weise angreift,
Der verdickte Bund 37 weist eine nach oben zeigende Ringfläche 39 auf.
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In
seinem Inneren ist der Hohlschaftkegel 35 zunächst mit
einem Widerlager 40 versehen, wobei ferner zentrisch ein
Kühlmittelröhrchen 41 vorgesehen
ist, in dem eine Durchgangsbohrung 42 verläuft. Die
Dürchgangsbohrung 42 geht
in die schon aus 1 bekannte Bohrung 32 über, die
sich zu dem Werkzeug verzweigt. Ferner sind in 2 noch
Ablaufbohrungen 43 zu erkennen, durch die aus dem Inneren
des Hohlschaftkegels 35 Kühlmittel abgeführt wird.
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Der
insoweit beschriebene Hohlschaftkegel-Werkzeughalter 34 ist
der Öffentlichkeit
noch nicht zugänglich
gemacht worden, seine Entwicklung wurde bei der Anmelderin soeben
erst abgeschlossen.
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Komplementär zu der
konischen Außenfläche 36 ist
in der Werkzeugaufnahme 20 eine Innenkegelfläche 45 vorgesehen.
Die Spindel 12 weist an ihrer Stirnseite 46 ferner
eine Anlagefläche 47 auf, die
mit der Ringfläche 39 des
verdickten Bundes 37 in Plananlage gelangt und die Position
des HSK-Werkzeughalters 34 in der Spindel 12 bestimmt, wenn
er durch Spannzangen 48 einer an sich bekannten, automatischen
Spannvorrichtung 49 eingespannt wurde.
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Die
Spannvorrichtung 49 ist für HSK-Werkzeughalter 34 allgemein
bekannt, so daß die
Spannzangen 48 nur andeutungsweise gezeigt sind.
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In
einer Innenbohrung 50 der Spindel 12 verläuft eine
Spannstange 51, die an ihrem unteren Ende einen verdickten
Spannzapfen 52 trägt.
In dem Spannzapfen 52 ist eine nach unten offene, erweiterte
Bohrung 53 vorgesehen, in deren äußerem Bereich ein innerer Dichtring 54 angeordnet
ist.
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In 2 ist
zu erkennen, daß der
Innenkanal 26 zentrisch in der Spannstange 51 verläuft und
in die erweiterte Bohrung 53 mündet.
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Oberhalb
der Spannvorrichtung 49 sind zwischen Spindel 12 und
Spannstange 51 eine obere sowie eine untere Dichtung 56, 57 vorgesehen,
die zueinander einen Abstand 58 haben und zwischen sich
einen zur Spannstange 51 hin offenen Ringraum 59 aufweisen,
der in einer Wand der Innenbohrung 50 vorgesehen ist und
die Spannstange 51 umschließt.
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In
der Spannstange 51 sind mehrere Querbohrungen 61 vorgesehen,
von denen in 2 drei gezeigt sind. Von dem
Ringraum 59 erstrecken sich Spülkanäle 62 zunächst radial
zur Seite und dann nach unten, wo sie in Auslaßöffnungen 63 münden, die
in der Anlagefläche 57 angeordnet
sind und bei 65 angedeutete Spülstrahlen abgeben, wenn die
Innenkühlung 21 (1)
eingeschaltet ist.
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In
der in 2 gezeigten Situation soll der HSK-Werkzeughalter 34 in
die Werkzeugaufnahme 20 eingespannt werden, wozu er in 2 nach
oben bewegt wird. Um mögliche
Späne von
der konischen Außenfläche 36,
der Ringfläche 39 sowie
der Anlagefläche 47 zu
entfernen, wird während
dieses Einspannvorgangs die Innenkühlung 21 zumindest
zeitweise eingeschaltet. Das Kühlmittel
strömt
dabei in den Innenkanal 26 und tritt unten aus dem Spannzapfen 52 als
Abspülstrahl 31 aus,
der bereits aus 1 bekannt ist. Ein Teil des Kühlmittels
gelangt über
die Querbohrungen 61 in den Ringraum 59 und von
dort über
die Spülkanäle 62 zu
den Auslaßöffnungen 63,
wo es als Spülstrahlen 65 austritt.
Diese Spülstrahlen 65 treffen
wegen der Lage der Auslaßöffnungen 63 in
der Anlagefläche 47 genau
auf die Ringfläche 39,
so daß sie
diese effektiv von eventuell anhaftenden Spänen befreien. Durch gestrichelte Pfeile 66 ist
hochspritzendes Kühlmittel
bezeichnet, das die Anlagefläche 47 reinigt.
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Beim
Hochfahren des HSK-Werkzeughalters 34 in die Werkzeugaufnahme 20 hinein
gelangt zunächst
Kühlmittel
in den Innenraum des HSK-Werkzeughalters 34, das jedoch
durch die Ablaufbohrungen 43 wieder abgeführt wird.
Schließlich
greift das Kühlmittelröhrchen 41 mit
seinem verdickten Kopf in den Spannzapfen 52 ein, wobei
der Dichtring 54 für eine
gute Abdichtung zwischen Spannzapfen 52 und Kühlmittelröhrchen 41 sorgt.
Je weiter sich das Kühlmittelröhrchen 41 dem
Spannzapfen 52 nähert
und sich in diesen hineinschiebt, desto größer wird der Gegendruck, den
das Kühlmittel
in dem Innenkanal 26 erfährt. Dieser Gegendruck ist
insbesondere durch die feinen Bohrungen in dem zu durchspülenden Werkzeug
bedingt, die von der Bohrung 32 aus versorgt werden.
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Dieser
Gegendruck führt
jetzt dazu, daß immer
mehr Kühlmittel
unter immer höherem
Druck in die Spülkanäle 62 gelangt,
so daß die
Spülstrahlen 65 immer
stärker
werden, wodurch eine immer bessere Reinigungswirkung erzielt wird.
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Wenn
der HSK-Werkzeughalter 34 schließlich ganz in die Werkzeugaufnahme 20 eingeschoben
wurde, greifen die Spannzangen 28 hinter die Widerlager 40 und
ziehen die Ringfläche 39 in
Plananlage zu der Anlagefläche 47,
wodurch die Position des HSK-Werkzeughalters 34 bestimmt
wird. In diesem Zusammenhang wird dann die Spannstange 51 zurückgezogen,
so daß sie
mit ihrem ver dickten Spannzapfen 52 die Spannzangen 48 in
bekannter Weise nach außen
drückt.
Der Hub, den die Spannstange 51 dabei vollzieht, ist vorzugsweise
geringer als der Abstand 58 der Dichtungen 56 und 57,
so daß im
Betrieb mit Innenkühlung
kein Kühlmittel
zwischen Spannstange 51 und Spindel 12 entweichen
kann. Ein Entweichen durch die Auslaßöffnungen 63 wird durch
die feste Plananlage zwischen Ringfläche 39 und Anlagefläche 47 verhindert.