DE29614061U1

DE29614061U1 - Workpiece counter bearing for machine tools

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Publication number: DE29614061U1
Application number: DE29614061U
Authority: DE
Original assignee: Koepfer & Soehne Jos GmbH
Current assignee: Koepfer & Soehne Jos GmbH
Priority date: 1996-08-14
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2006-08-15

Description

13. August 1996 Ne/13 August 1996 Ne/

Anmelder: Jos. Koepfer & Söhne GmbH, 78120 Furtwangen Bezeichnung: Werkstückgegenlager für WerkzeugmaschinenApplicant: Jos. Koepfer & Söhne GmbH, 78120 Furtwangen Designation: Workpiece counter bearing for machine tools

Die Erfindung betrifft ein Werkstückgegenlager für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaischinen, Zahnradfräsmaschinen und dgl., mit einem auf einem Maschinenbett angeordneten und starr befestigbaren Reitstock, mit dessen Pinole ein in koaxialer Lage zur Pinolenachse sowie zur Spindelachse einer Arbeitsspindel eines gegenüberliegenden Spindelstocks angeordneter Werkstückgegenhalter über eine Gewindespindel mittels eines steuerbaren mechanischen und/oder hydraulischen Kraftantriebs axial verstellbar ist, um ein zu bearbeitendes Werkstück mit axialer Haltekraft zentriert zu fixieren.The invention relates to a workpiece counter bearing for machine tools, in particular for lathes, gear milling machines and the like, with a tailstock arranged on a machine bed and rigidly attachable, with the quill of which a workpiece counter holder arranged in a coaxial position to the quill axis and to the spindle axis of a work spindle of an opposite headstock can be axially adjusted via a threaded spindle by means of a controllable mechanical and/or hydraulic power drive in order to fix a workpiece to be machined in a centered manner with axial holding force.

Bei Werkzeugmaschinen der hier in Fracje stehenden Art, nämlich bei Drehmaschinen, Zahnradfräsmaschinen, insbesondere Wälzfräsmaschinen und ähnlichen Maschinen, werden die drehend zu bearbeitenden Werkstücke an ihrem von der Arbeitsspindel entfernten Ende gewöhnlich mit einer Zentrierspitze oder einem geeigneten anderen Werkstückgegen-In machine tools of the type described here in Fracje, namely lathes, gear milling machines, in particular gear hobbing machines and similar machines, the workpieces to be machined by rotation are usually provided with a centering point or other suitable workpiece counter at the end remote from the work spindle.

halter eines Reitstocks zusätzlich geführt, um Taumelbewegungen oder Schieflagen des Werkstücks zu vermeiden. Bei Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkstückwechsel kommt hinzu, daß mit der Zentrierspitze auf das Werkstück eine hohe axiale Spannkraft ausgeübt wird, um einerseits das Werkstück sicher mit der Zentrierspitze in Eingriff zu halten und die zentrierte Führung zu gewährleisten und um andererseits das Werkstück axial mit einer Mitnehmereinrichtung in Eingriff zu pressen. Dazu sind erhebliche Druckkräfte erforderlich, die bei den bekannten, in linearen Führungslagern verstellbar geführten Reitstöcken über deren Pinole und den Reitstockkörper als Kippmomente auf die Führungslager übertragen werden. Diese Führungslager haben gewöhnlich einen relativ crroßen Abstand von dem in der Pinolenachse liegenden Kraftvektor der an der Zentrierspitze wirksamen Spannkraft. Demzufolge die können auftretenden Kippmomente mehrere Nm betragen. Weil zudem die Führungslager nicht völlig spielfrei sind, kommt es bei diesen bekannten Werkzeucrmaschinen häufig zu Zentrierungsabweichnungen an den Zentrierspitzen, die außerhalb der zulässigen Toleranzen liecfen und folglich zu einer fehlerhaften Werstückbearbeituncf führen.holder of a tailstock to avoid wobbling or tilting of the workpiece. In machine tools with automatic workpiece change, the centering point exerts a high axial clamping force on the workpiece in order to hold the workpiece securely in engagement with the centering point and ensure centered guidance, and to press the workpiece axially into engagement with a driver device. This requires considerable pressure forces, which in the case of the known tailstocks, which are adjustably guided in linear guide bearings, are transferred to the guide bearings via their sleeve and the tailstock body as tilting moments. These guide bearings are usually a relatively large distance from the force vector of the clamping force acting on the centering point, which lies in the sleeve axis. As a result, the tilting moments that occur can amount to several Nm. In addition, because the guide bearings are not completely free of play, centering deviations at the centering tips often occur on these well-known machine tools, which run outside the permissible tolerances and consequently lead to faulty workpiece machining.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkstückgegenlager der eingangs genannten Art zu schaffen, dessenThe invention is based on the object of creating a workpiece counter bearing of the type mentioned above, the

Werkstückgegenhalter innerhalb einer größeren Strecke stufenlos in beliebigen Grundpositionen fixierbar und aus dieser jeweils eingestellten Grundposition um einen kurzen Spannweg mit einer axialen Spannkraft in Spannposition bringbar ist, derart, daß die Spannkräfte bzw. die daraus resultierenden Gegenkräfte die zur vorgegebenen Spindelachse der Arbeitsspindel der betreffenden Werkzeugmaschine koaxiale hochpräzise Lagegenauigkeit, d.h. die geforderte hohe Zentriergenauigkeit des Werkstückgegenhalters nicht beeinträchtigen.Workpiece counterholder can be fixed in any basic position over a longer distance and can be brought into the clamping position from this set basic position by a short clamping path with an axial clamping force, such that the clamping forces or the counterforces resulting therefrom do not impair the high-precision position accuracy coaxial to the specified spindle axis of the work spindle of the machine tool in question, i.e. the required high centering accuracy of the workpiece counterholder.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß einem auf dem Maschinenbett fixierten Kernreitstock ein mittels Präzisions-Linearführungen auf dem Maschinenbett in Richtung der Pinolenachse verschiebbar gelagerter Reitstockschlitten zugeordnet ist, in dem der Werkstückgegenhalter in präziser Koaxiallage zur Spindelachse angeordnet und der mit der Gewindespindel des Kernreitstocks sowie durch eine sich axial an der Gewindespindel abstützenden Hydraulikeinheit axial positionierbar ist.This object is achieved according to the invention in that a core tailstock fixed on the machine bed is assigned a tailstock slide which is mounted on the machine bed so as to be displaceable in the direction of the spindle sleeve axis by means of precision linear guides, in which the workpiece counterholder is arranged in a precise coaxial position to the spindle axis and which can be axially positioned with the threaded spindle of the core tailstock as well as by a hydraulic unit axially supported on the threaded spindle.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Werkstückgegenlagers wird vor allem erreicht, daß auch bei hohen Spann-The inventive design of the workpiece counter bearing ensures that even at high clamping

kräften, die in axialer Richtung von dem in seiner einfachsten Form als Zentrierspitze ausgebildeten Werkstückgegenhalter auf das mit seinem anderen Ende in oder an der Arbeitsspindel des gegenüberliegenden Spindelstockes zentrierten Werkstück ausgeübt werden, keinerlei nachteilige Auswirkungen auf die vorzugsweise als Präzisionsführungen ausgebildeten Führungen des Reitstockschlittens haben können. Somit ist. auch sichergestellt, daß der Werkstückgegenhalter sowohl im axial belasteten als auch im unbelasteten Zustand die gleiche, hochpräzise Koaxiallage zur Spindelachse einnimmt und daß die Drehachse des Werkstückes exakt mit der Drehachse der Arbeitsspindel zusammenfällt. Dieser Vorteil beruht vor allem darauf, daß der mit Präzisionsführungen auf dem Maschinenbett axial verschiebbar gelagerte Reitstockschlitten, der den Werkstückgegenhalter in seiner zur Spindelachse koaxial in Position hält, selbst keinen Kippmomenten ausgesetzt ist, die aus der axialen Spannkraft bzw. der von dieser verursachten Gegenkraft resultieren können. Diese Gegenkräfte werden von dem ortsfest auf dem Maschinenbett befestigten Kernreitstock aufgenommen, der in sich völlig starr ist und der auch starr mit dem Maschinenbett verbunden ist. So ist sichergestellt, daß die auf ihn wirkenden Kippmomente bzw. Drehmomente keine Positionierungsfehler des Werkstückgegenhalters verursachen können,forces exerted in the axial direction by the workpiece counterholder, designed in its simplest form as a centering point, on the workpiece centered with its other end in or on the work spindle of the opposite headstock, cannot have any adverse effects on the guides of the tailstock slide, which are preferably designed as precision guides. This also ensures that the workpiece counterholder assumes the same, highly precise coaxial position to the spindle axis both when axially loaded and when unloaded, and that the axis of rotation of the workpiece coincides exactly with the axis of rotation of the work spindle. This advantage is based primarily on the fact that the tailstock slide, which is mounted axially displaceably on the machine bed with precision guides and which holds the workpiece counterholder in its position coaxial to the spindle axis, is not itself exposed to any tilting moments that can result from the axial clamping force or the counterforce caused by it. These counterforces are absorbed by the core tailstock, which is fixed to the machine bed and is completely rigid in itself and is also rigidly connected to the machine bed. This ensures that the tilting moments or torques acting on it cannot cause any positioning errors of the workpiece counterholder.

weil dieser ja in dem davon unabhängicj- geführten Reitstockschlitten befestigt ist.because it is attached to the independently guided tailstock slide.

Mit Hilfe der Gewindespindel des Kernreitstocks und der sich an dieser abstützenden Hydraulikesinheit ist es auch ohne weiteres möglich, die Bewegungswege des Reitstockschlittens und somit des Werkstückgegenhalters auszuführen, die erforderlich sind, um ein automatisches Wechseln der Werkstücke zu erreichen und auch die Längentoleranzen der Werkstücke ohne weiteres auszugleichen. Außerdem kann mit der Hydraulikeinheit zusätzlich eine Kontrolle der jeweils herrschen Einpannkraft durchgeführt werden, um mangelhafte Werkstückeinspannungen zu vermeiden.With the help of the threaded spindle of the core tailstock and the hydraulic unit supported by it, it is also possible to easily carry out the movement paths of the tailstock slide and thus of the workpiece counterholder, which are required to achieve automatic changing of the workpieces and also to easily compensate for the length tolerances of the workpieces. In addition, the hydraulic unit can also be used to check the clamping force prevailing at any given time in order to avoid inadequate workpiece clamping.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird nicht nur eine hohe axiale Belastbarkeit der Gewindespindel bzw. der Pinole erreicht, sondern auch eine spielfreie Verschiebung und hochpräzise Grundpositionierung des Reitstockschlittens relativ zum festsitzenden Kernreitstock ermöglicht.The design of the invention according to claim 2 not only achieves a high axial load capacity of the threaded spindle or the quill, but also enables play-free displacement and highly precise basic positioning of the tailstock slide relative to the fixed core tailstock.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist insofern von Vorteil, als mit ihr einerseits eine präziseThe embodiment of the invention according to claim 3 is advantageous in that it enables a precise

axiale Kraftübertragung zwischen dem sich am Werkstück abstützenden Werkstückgegenhalter und der Gewindespindel des Kernreitstocks sichergestellt ist, so daß der Reitstockschlitten seinerseits von irgendwelchen radial wirkenden Kraftkomponenten befreit bleibt.axial force transmission between the workpiece support and the threaded spindle of the core tailstock is ensured, so that the tailstock slide itself remains free from any radial force components.

Um die notwendige Formstabilität und Führungsqualität des Reitstockschlittens bei möglichst kompakter Bauweise zu erzielen, ist die Ausgestaltung nach Anspruch 4 vorgesehen. In order to achieve the necessary dimensional stability and guidance quality of the tailstock slide with the most compact design possible, the design according to claim 4 is provided.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 wirkt sich insbesondere günstig auf die Lager- und Führungsqualität in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Reitstockschlittens aus, während die Ausgestaltung nach Anspruch 6 eine besonders präzise Führung des Reitstockschlittens in Querrichtung gewährleistet.The design according to claim 5 has a particularly favorable effect on the bearing and guidance quality in relation to the direction of movement of the tailstock slide, while the design according to claim 6 ensures particularly precise guidance of the tailstock slide in the transverse direction.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 8 ist bei kompakter Bauweise eine große Verstellstrecke des Reitstockschlittens in Bezug auf den Kernreitstock erzielbar, während mit der Ausgestaltung nach Anspruch 9 eine sichere und präzise Fixierung des Kernreitstocks in seiner Grundposi-With the design according to claim 8, a large adjustment range of the tailstock slide in relation to the core tailstock can be achieved with a compact design, while with the design according to claim 9, a secure and precise fixation of the core tailstock in its basic position is possible.

tion erzielt werden kann, die auch bei häufigem Werkstückwechsel bzw. damit verbundenen Positionswechseln stabil bleibt.tion can be achieved that remains stable even with frequent workpiece changes or associated position changes.

Mit der gemäß Anspruch 10 vorgesehenen Federkraft, die zwischen dem Kolben und dem Zylinder der Hydraulikeinheit permanent wirksam ist, kann erreicht werden, daß der hydraulisch entlastete Kolben der Hydraulikeinheit innerhalb des Zylinders immer in seine bestimmte Ausgangslage fährt, was gleichbedeutend ist mit einer genau definierten Ausgangsposition bzw. Grundposition des Reitstockschlittens. D. h. der Reitstockschlitten wird durch die Federkraft auch bei hydraulisch unbelastetem Kolben in seinem Werkstückgegenhalter immer in Spannposition gehalten. Dies erhöht die Funktionssicherheit.With the spring force provided according to claim 10, which is permanently effective between the piston and the cylinder of the hydraulic unit, it can be ensured that the hydraulically relieved piston of the hydraulic unit always moves to its specific starting position within the cylinder, which is equivalent to a precisely defined starting position or basic position of the tailstock slide. This means that the tailstock slide is always held in the clamping position in its workpiece counterholder by the spring force, even when the piston is not hydraulically loaded. This increases functional reliability.

Zweckmäßig ist auch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 insofern, als die Spitzenlänge, d. h. der Abstand zwischen der Arbeitsspindel und dem Werkstückgegenhalter, auch auf extrem große Längenunterschiede von Werkstücken eingestellt werden kann.The design according to claim 11 is also expedient in that the tip length, i.e. the distance between the work spindle and the workpiece counterholder, can also be adjusted to extremely large differences in the length of workpieces.

Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 in schematisch vereinfachter Seitenansicht eine Zahnradwälzfräsmaschine;Fig. 1 shows a gear hobbing machine in a schematically simplified side view;

Fig. 2 ein Reitstock dieser Zahnradwälzfräsmaschine im Schnitt;Fig. 2 a tailstock of this gear hobbing machine in section;

Fig. 3 einen Schnitt III-III aus Fig. 2; Fig. 4 eine Ansicht IV aus Fig. 2;Fig. 3 is a section III-III from Fig. 2; Fig. 4 is a view IV from Fig. 2;

Fig. 5 das Kopfstück des Reitstockschlittens mit der Hydraulikeinheit der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.Fig. 5 the head piece of the tailstock slide with the hydraulic unit of Fig. 2 in an enlarged scale.

Die in Fig. 1 schematisch vereinfacht dargestellte Zahnradwälzfräsmaschine 1 besteht im wesentlichen aus einem Maschinenbett 2, auf dem ein Reitstock 3 und ein Spindelstock 4 befestigt sind. Zwischen dem Reitstock 3 und dem Spindelstock 4 ist ein Werkzeugtisch 7 mit einer Werkzeugspindel 9 angeordnet. Im Spindelstock 4 ist in bekannter Weise eine Arbeitsspindel 5 mit horizontaler Spindelachse 11 drehbar und motorisch antreibbar gelagert. Der Spindelstock 4 ist festsitzend auf dem Maschinenbett 2 fixiert.The gear hobbing machine 1 shown schematically in Fig. 1 consists essentially of a machine bed 2 on which a tailstock 3 and a headstock 4 are attached. A tool table 7 with a tool spindle 9 is arranged between the tailstock 3 and the headstock 4. A work spindle 5 with a horizontal spindle axis 11 is mounted in the headstock 4 in a known manner so that it can rotate and be driven by a motor. The headstock 4 is firmly fixed to the machine bed 2.

Der dem Spindelstock 4 gegenüberliegende Reitstock 3' ist mit einem relativ zum Spindelstock 4 axial verstellbaren Werkstückgegenhalter 6 in Form einer Zentrierspitze versehen, die koaxial zu einer Pinolenachse 10 des Reitstocks 3 angeordnet ist, wobei die Pinolenachse 10 exakt koaxial zur Spindelachse 11 verläuft.The tailstock 3' opposite the headstock 4 is provided with a workpiece counterholder 6 in the form of a centering point that is axially adjustable relative to the headstock 4 and is arranged coaxially to a quill axis 10 of the tailstock 3, the quill axis 10 running exactly coaxially to the spindle axis 11.

Der Werkzeugtisch 7 ist zur Spindelachse 11 sowohl radial als auch axial beweglich und zudem um eine eigene Achse schwenkbar.The tool table 7 is movable both radially and axially relative to the spindle axis 11 and can also be pivoted about its own axis.

Der Reitstock 3 besteht aus einem auf dem Maschinenbett 2 festsitzend fixierten Kernreitstock 22 und einem mittels Präzisions-Linearführungen 31 und 32 auf dem Maschinenbett 2 in Richtung der Pinolenachse 10 verschiebbar gelagerten Reitstockschlitten 23, der dem Kernreitstock funktionell zugeordnet ist. In diesem Reitstockschlitten 23 ist auch der Werkstückgegenhalter 6 in präziser Koaxiallage zur Spindelachse 11 gelagert. Der Kernreitstock 22 ist mit einer Pinole 8 versehen, die in einer horizontalen Axialbohrung 18 seines Oberteils angeordnet ist. Diese Pinole 8 besteht aus einer als Kugelgewindespindel ausgebildeten Gewindespindel 14, deren Kugelmutter 15 im Kernreitstock 22 auf der dem Spindelstock 4 zugewandten Seite axial fixiert und drehfest mit einer Hohlwelle 17 verbunden ist, die in die Axialbohrung 18 mittels Wälzlagern 12 axial fixiert und drehbar gelagert ist. In dieserThe tailstock 3 consists of a core tailstock 22 that is firmly fixed to the machine bed 2 and a tailstock slide 23 that is mounted on the machine bed 2 in the direction of the spindle sleeve axis 10 by means of precision linear guides 31 and 32 and is functionally assigned to the core tailstock. The workpiece counterholder 6 is also mounted in this tailstock slide 23 in a precise coaxial position to the spindle axis 11. The core tailstock 22 is provided with a spindle sleeve 8 that is arranged in a horizontal axial bore 18 in its upper part. This sleeve 8 consists of a threaded spindle 14 designed as a ball screw spindle, the ball nut 15 of which is axially fixed in the core tailstock 22 on the side facing the headstock 4 and is connected in a rotationally fixed manner to a hollow shaft 17, which is axially fixed and rotatably mounted in the axial bore 18 by means of roller bearings 12. In this

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Hohlwelle 17 erstreckt sich der hintere Abschnitt 14' der Gewindespindel 14 mit radialem Spiel.The rear section 14' of the threaded spindle 14 extends over the hollow shaft 17 with radial play.

Die Gewindespindel 14 ist mittels eines Kraftantriebes 20, der nachstehend näher beschrieben ist, verstellbar.The threaded spindle 14 is adjustable by means of a power drive 20, which is described in more detail below.

Auf einem rückseitig aus der Axialbohrung 18 des Kernreitstocks 22 herausragenden Endabschnitt 19 der Hohlwelle 17 ist drehfest ein Zahnriemenrad 21 befestigt, das über einen endlosen Zahnriemen 47 mit einem auf der Motorwelle 49 eines Stellmotors 46 befestigten Zahnriemenrad 48 in Eingriff steht. Dieser Stellmotor 46 ist in einem Hohlraum 55 des Maschinenbettes 2 unterhalb des Kernreitstocks 22 angeordnet und mittels einer Montageplatte 46' an diesem befestigt. Die beiden Zahnriemenräder 21 und 48 bilden zusammen mit dem Zahnriemen 47 ein Verzahnungsgetriebe 45, durch welches sich die Gewindespindel 14 motorisch verstellen läßt, indem die Kugelmutter 15 über die Hohlwelle 17 in der einen oder anderen Richtung verdreht wird, während die Gewindespindel 14 undrehbar angeordnet ist und sich nur in axialer Richtung verstellen läßt.A toothed belt pulley 21 is fixedly mounted in a rotationally fixed manner on an end section 19 of the hollow shaft 17 protruding from the rear of the axial bore 18 of the core tailstock 22. This toothed belt pulley 21 is engaged via an endless toothed belt 47 with a toothed belt pulley 48 fixed to the motor shaft 49 of a servomotor 46. This servomotor 46 is arranged in a cavity 55 of the machine bed 2 below the core tailstock 22 and is fixed to it by means of a mounting plate 46'. The two toothed belt pulleys 21 and 48 together with the toothed belt 47 form a gear transmission 45, by means of which the threaded spindle 14 can be adjusted by motor by turning the ball nut 15 in one direction or the other via the hollow shaft 17, while the threaded spindle 14 is arranged non-rotatably and can only be adjusted in the axial direction.

Zur exakten Positionierung der Gewindespindel 14 in der jeweils eingestellten Axiallage ist die Kugelmutter 15 in jeder beliebigen Drehlage mittels einer stufenlos grei-For the exact positioning of the threaded spindle 14 in the respective set axial position, the ball nut 15 can be set in any rotational position by means of a continuously variable

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fenden, hydraulisch betätigbaren Sperre 50 fixierbar. Diese Sperre 50 besteht aus zwei, parallel zueinander angeordneten und jeweils auf horizontalen Querzapfen 51 . schwenkbar gelagerten Klemmhebeln 52 und 53, die zwischen zwei Klemmfingern den Ringflansch einer Flanschscheibe 16 einklemmen, welche drehfest neben dem Riemenzahnrad 21 auf der Hohlwelle 17 angeordnet ist. Diese beiden Klemmhebel 52 und 53 sind mittels einer Hydraulikeinheit 54 spannbar und lösbar.The locking device 50 can be fixed in place using a hydraulically actuated lock 50. This lock 50 consists of two clamping levers 52 and 53, which are arranged parallel to one another and are each pivotably mounted on horizontal cross pins 51. These clamping levers clamp the ring flange of a flange disk 16 between two clamping fingers, which is arranged in a rotationally fixed manner next to the belt gear 21 on the hollow shaft 17. These two clamping levers 52 and 53 can be tightened and released using a hydraulic unit 54.

Dabei ist diese Hydraulikeinheit 54 in einer rückseitigen Ausnehmung 56 des Kernreitstocks 22 untergebracht.This hydraulic unit 54 is housed in a rear recess 56 of the core tailstock 22.

Der Kernreitstock 22 ist, wie am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, als massiver Block ausgebildet, der aus einem schmalen Oberteil 60 mit zwei parallelen Seitenflächen 61 und 62 sowie aus einem breiteren Sockelteil 64 besteht, der mit präzisem Paßsitz in einer Vertiefung 65 des Maschinenbetts 2 in Querrichtung exakt positioniert ist und mittels nicht dargestellter Schrauben festsitzend, d. h. starr an dem Maschinenbett 2 befestigt ist. Dabei kann die axiale Position des Kernreitstocks 22 absatzweise verändert werden, wenn dies zur Bearbeitung wesentlich längerer oder wesentlich kürzerer Werkstücke erforderlich ist. In Querrichtung ist die Positionierung des Kernreitstocks 22 so ausgeführt, daß die mit der Pi-The core tailstock 22 is, as can best be seen from Fig. 2 and 3, designed as a solid block, consisting of a narrow upper part 60 with two parallel side surfaces 61 and 62 and a wider base part 64, which is precisely positioned in a recess 65 of the machine bed 2 in the transverse direction with a precise fit and is firmly attached, i.e. rigidly, to the machine bed 2 by means of screws (not shown). The axial position of the core tailstock 22 can be changed in stages if this is necessary for machining significantly longer or significantly shorter workpieces. In the transverse direction, the positioning of the core tailstock 22 is designed so that the position of the workpieces with the Pi-

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nolenachse 10 zusammenfallende Achse der Axialbohrung in einer Symmetrieebene 63 des Kernreitstocks 22 liegt.The axis of the axial bore coinciding with the spindle axis 10 lies in a plane of symmetry 63 of the core tailstock 22.

Der Reitstockschlitten 23 besteht aus einem gehäuseartigen Hohlkörper 24, der wie am besten aus den Fig. 2 und erkennbar ist, den Kernreitstock 22 wenigstens teilweise umschließt. Dieser Hohlkörper 24 weist zwei parallel zu den Seitenflächen 61 und 62 des Kernreitstocks verlaufende Seitenwände 70 und 71 auf, die durch eine rechtwinklig dazu angeordnete Deckelplatte 72 miteinander verbunden sind. An zwei schräg verlaufenden Wandabschnitten 38 und 39, die sich an die Seitenwände 70 und 71 einstückig anschließen und symmetrisch zur Symmetrieebene 63 verlaufen, sind jeweils Fußleisten 40 und 41 angeordnet, an denen jeweils wenigstens zwei Prismenschuhe 42 und 43 mit Präzisionswälzlagern 44 befestigt sind. Diese Prismenschuhe 42 und 43 stehen mit prismenförmig profilierten Führungsschienen 35 und 36 in spielfreiem Eingriff, die in Symmetrielage und parallel zur Symmetrieebene 63 und somit auch zur Pinolenachse 10 bzw. zur Spindelachse 11 verlaufen. Auf diesen Führungsschienen bilden gemeinsam mit den Prismenschuhen 42 und 43 hochpräzise Linearführungen 31 und 32, die eine stufenlose und spielfreie Axialverschiebung des Reitstockschlittens 23 in beiden Axialrichtungen relativ zum Kernreitstock 22 ermöglichen.The tailstock carriage 23 consists of a housing-like hollow body 24 which, as can best be seen from Fig. 2 and , at least partially encloses the core tailstock 22. This hollow body 24 has two side walls 70 and 71 running parallel to the side surfaces 61 and 62 of the core tailstock, which are connected to one another by a cover plate 72 arranged at right angles thereto. On two obliquely running wall sections 38 and 39, which are integrally connected to the side walls 70 and 71 and run symmetrically to the plane of symmetry 63, foot strips 40 and 41 are arranged, to each of which at least two prism shoes 42 and 43 are fastened with precision roller bearings 44. These prism shoes 42 and 43 are in play-free engagement with prism-shaped profiled guide rails 35 and 36, which run in a symmetrical position and parallel to the plane of symmetry 63 and thus also to the quill axis 10 or the spindle axis 11. On these guide rails, together with the prism shoes 42 and 43, high-precision linear guides 31 and 32 form, which enable a continuous and play-free axial displacement of the tailstock slide 23 in both axial directions relative to the core tailstock 22.

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Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, haben die beiden Führungsschienen 35 und 36 einen Querabstand a voneinander, der nur geringfügig kleiner ist als der Abstand al, den die Pinolenachse 10 von einer gemeinsamen Mittelebene E der beiden Führungsschienen 35 und 36 hat. Durch diese Abstandsverhältnisse ist sichergestellt, daß ggf. am Reitstockschlitten 23 auftretende Kippmomente leicht und sicher ohne Beeinträchtigung der Führungsgenauigkeit aufgenommen werden können.As can be seen from Fig. 4, the two guide rails 35 and 36 have a transverse distance a from each other, which is only slightly smaller than the distance al that the spindle sleeve axis 10 has from a common center plane E of the two guide rails 35 and 36. This spacing ensures that any tilting moments that may occur on the tailstock slide 23 can be easily and safely absorbed without affecting the guide accuracy.

In einem gegenüber einer frontseitigen Stirnwand 73 axial vorspringenden Kopfstück 29 des Reitstockschlittens 23 ist eine Hydraulikeinheit 2 6 angeordnet. Diese besteht aus einem Zylinder 27, einem Kolben 28 und einer Stirnwand 33. Diese Hydraulikeinheit 26 ist axial fixiert in einer zylindrischen Stufenbohrung 37 des Kopftücks 29 koaxial zur Pinolenachse 10 und somit auch koaxial zur Spindel 14 undrehbar gelagert, so daß sie in der Stufenbohrung 37 bzw. im Kopfstück 2 9 und somit im Reitstockschlitten 23 völlig unbeweglich ist. Die Hydraulikeinheit 26 dient zum axialen Antrieb des Reitstockschlittens 23 für relativ kurze Bewegungsstrecken, um den als Zentrierspitze ausgebildeten Werkstückgegenhalter 6 mit einem Werkstück 30 (Fig. 1) in und außer Eingriff zu bringen,A hydraulic unit 26 is arranged in a head piece 29 of the tailstock slide 23 that projects axially from a front wall 73. This consists of a cylinder 27, a piston 28 and a front wall 33. This hydraulic unit 26 is axially fixed in a cylindrical stepped bore 37 of the head piece 29 coaxially to the spindle spindle axis 10 and thus also coaxially to the spindle 14 and is non-rotatably mounted so that it is completely immobile in the stepped bore 37 or in the head piece 29 and thus in the tailstock slide 23. The hydraulic unit 26 serves to axially drive the tailstock slide 23 for relatively short movement distances in order to bring the workpiece counterholder 6 designed as a centering point into and out of engagement with a workpiece 30 (Fig. 1).

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wenn ein Werkstückwechsel stattfindet. Von der Hydraulikeinheit 26 wird auch der axiale Spanndruck erzeugt, mit dem das Werkstück 30 zwischen Spindelstock 4 und Reitstock 3 eingespannt wird. Dabei findet automatisch auch ein Ausgleich der Längentoleranzen der jeweils eingespannten Werkstücke 30 statt.when a workpiece change takes place. The hydraulic unit 26 also generates the axial clamping pressure with which the workpiece 30 is clamped between the headstock 4 and the tailstock 3. This automatically compensates for the length tolerances of the clamped workpieces 30.

Außerdem kann an dem jeweils herrschenden Spanndruck der Hydraulikeinheit kontrolliert werden, ob das Werkstück 30 auch tatsächlich richtig eingespannt ist. Bei zu geringem Spanndruck, der beispielsweise bei einem zu kurzen Werkstück 30 auftreten kann, wird eine Fehlermeldung gegeben, die das eingespannte Werkstück als unbrauchbar klassifiziert oder veranlaßt, daß der Reitstockschlitten 22 nachgestellt wird.In addition, the prevailing clamping pressure of the hydraulic unit can be used to check whether the workpiece 30 is actually clamped correctly. If the clamping pressure is too low, which can occur, for example, if the workpiece 30 is too short, an error message is issued which classifies the clamped workpiece as unusable or causes the tailstock slide 22 to be adjusted.

An seiner hinteren Stirnseite 27' ist der Zylinder 27 mit einer Sicherungslasche 68 versehen, die in eine stirnseitig und radial offene Sicherungsnut 69 der Kolbennabe 28' hineinragt. Dadurch wird sichergestellt, daß sich der Kolben 28 in seinem Zylinder 27 nicht verdrehen kann, und zugleich wird dadurch auch die Sicherung der Gewindespindel 14 gegen Verdrehung erreicht, da diese durch die Verschraubung 34 drehfest mit dem Kolben 2 8 verbunden ist.On its rear end face 27', the cylinder 27 is provided with a securing tab 68 which projects into a locking groove 69 of the piston hub 28' which is open on the front side and radially. This ensures that the piston 28 cannot rotate in its cylinder 27, and at the same time the threaded spindle 14 is secured against rotation, since it is connected to the piston 28 in a rotationally fixed manner by the screw connection 34.

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Der Kolben 28 ist durch eine Kolbennabe 28' spielfrei auf einem zylindrischen Ansatz 13 der Gewindespindel 14 gelagert und durch eine stirnseitige Verschraubung 34 starr mit diesem zylindrischen Ansatz 13 bzw. mit der Gewindespindel 14 verbunden. Innerhalb des im Kopfstück 29 fixierten Zylinders 27 ist der Kolben 28 zwischen einer hinteren Ringfläche 57 und einer vorderen Ringfläche 58 axial hin und her beweglich, wobei die beiden vor und hinter dem Kolben 28 liegenden Zylinderkammern 56 und über Hydraulikanschlüsse 75 bzw. 76 wechselweise beaufschlagbar sind.The piston 28 is mounted on a cylindrical extension 13 of the threaded spindle 14 by a piston hub 28' without play and is rigidly connected to this cylindrical extension 13 or to the threaded spindle 14 by a front-side screw connection 34. Within the cylinder 27 fixed in the head piece 29, the piston 28 can move axially back and forth between a rear annular surface 57 and a front annular surface 58, whereby the two cylinder chambers 56 located in front of and behind the piston 28 can be alternately acted upon via hydraulic connections 75 and 76, respectively.

Die vordere Ringfläche 58, die als Wegbegrenzung für den Kolben 28 dient, ist zugleich Stirnfläche eines nabenförmigen Ansatzes 77 der Stirnwand 33. In diesem nabenförmigen Ansatz 77 ist eine Druckfeder 78 angeordnet, die eine permanente axiale Federkraft in Richtung des Pfeiles 80 auf den Kolben 2 8 ausübt und diesen bei nicht beaufschlagter Ringkammer 59 in seine hintere Position innerhalb des Zylinders 27 zu drücken versucht. Durch diese permanente Federkraft 78 wird der Reitstockschlitten 23 auch ohne entsprechende hydraulische Beaufschlagung des Kolbens 28 durch seinen Werkstückgegenhalter 6 mit einem eingespannten Werkstück 30 sichernd in Eingriff gehalten.The front ring surface 58, which serves as a travel limit for the piston 28, is also the front surface of a hub-shaped extension 77 of the front wall 33. A compression spring 78 is arranged in this hub-shaped extension 77, which exerts a permanent axial spring force in the direction of arrow 80 on the piston 28 and tries to press it into its rear position within the cylinder 27 when the ring chamber 59 is not acted upon. This permanent spring force 78 keeps the tailstock slide 23 securely engaged with a clamped workpiece 30 by its workpiece counterholder 6, even without the corresponding hydraulic actuation of the piston 28.

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Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zentrierspitze ausgebildete Werkstückgegenhalter 6 sitzt in einer konischen Paßbohrung 83 einer Konusbuchse 84, die mittels
eines zylindrischen Zentrieransatzes 85 in einem Zentrierring
86 konzentrisch zur Pinolenachse 10 befestigt
ist. Der Zentrierring 86 ist seinerseits mittels eines
ebenfalls zylindrischen Zentrieransatzes 87 in der die
Hydraulikeinheit 26 bzw. deren Zylinder 27 konzentrisch
zur Pinolenachse 10 aufnehmenden Bohrung 37 des Kopfstücks
29 zentriert und durch nicht dargestellte Verschraubungen
mit diesem verbunden.The workpiece counterholder 6, which in the present embodiment is designed as a centering point, is seated in a conical fitting bore 83 of a conical bushing 84, which is
a cylindrical centering projection 85 in a centering ring
86 mounted concentrically to the spindle axis 10
The centering ring 86 is in turn secured by means of a
also cylindrical centering projection 87 in which the
Hydraulic unit 26 or its cylinder 27 concentrically
to the quill axis 10 receiving bore 37 of the head piece
29 centered and by screw connections not shown
connected to this.

Je nach Form und Bearbeitungsart des Werkstücks 30 können statt einer Zentrierspitze auch andere Werkstückgegenhalter 6 zur Anwendung kommen.Depending on the shape and type of machining of the workpiece 30, other workpiece counterholders 6 can be used instead of a centering point.

Bei einem Werkstückwechsel in der in Fig. 1 dargestellten Werkzeugmaschine 1 wird durch hydraulische Beaufschlagung des Kolbens 28 in der hinteren Zylinderkammer 59 und ggf. durch gleichzeitiges Drehen der Gewindespindel 14 eine
Axialbewegung des gesamten Reitstockschlittens 22 und somit auch des Werkstückgegenhalters 6 um einen ausreichenden axialen Bewegungshub in Richtung des Pfeiles 8 0
durchgeführt. Wenn danach der Werkstückwechsel stattgefunden
hat und ein neues Werkstück 30 in Einspannposition gebracht worden ist, erfolgen die Beaufschlagung des Kolbens 28 und die Drehung der Gewindespindel 14 in jeweilsWhen changing a workpiece in the machine tool 1 shown in Fig. 1, a hydraulically actuated piston 28 in the rear cylinder chamber 59 and, if necessary, by simultaneously rotating the threaded spindle 14 produces a
Axial movement of the entire tailstock slide 22 and thus also of the workpiece counterholder 6 by a sufficient axial movement stroke in the direction of arrow 8 0
carried out. If the workpiece change has taken place afterwards
and a new workpiece 30 has been brought into clamping position, the piston 28 is actuated and the threaded spindle 14 is rotated in

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entgegengesetzter Richtung, so daß sich der Werkzeugschlitten 23 mit Werkstückgegenhalter 6 in Richtung des Pfeiles 81 bewegt, bis der Werkstückgegenhalter 6 mit dem neuen Werkstück 30 zentrierend in Eingriff gebracht und die für eine ordnungsgemäße Bearbeitung des Werkstücks erforderliche Spannkraft wirksam ist.opposite direction, so that the tool slide 23 with the workpiece counterholder 6 moves in the direction of the arrow 81 until the workpiece counterholder 6 is brought into centering engagement with the new workpiece 30 and the clamping force required for proper machining of the workpiece is effective.

Während die hydraulisch bewirkte Bewegungsstrecke des Reitstockschlittens 22 konstant und relativ klein ist, kann die durch die Drehung der Gewindespindel 14 verursachte zusätzliche Axialbewegung des Reitstockschlittens auf die jeweiligen von der Form des Werkstücks 30 und der Einspannart abhängigen Erfordernisse abgestimmt und beispielsweise elektronisch programmiert werden. Es ist aber auch möglich, sowohl die jeweilige Grundposition des Reitstockschlittens 22 als auch dessen für einen bestimmten Werkstückwechsel erforderlichen Verstellweg mittels Endschaltern festzulegen. Wichtig ist in jedem Fall, daß der Reitstockschlitten 22 nach jedem Werkstückwechsel, d.h. nach jeder damit verbundenen Hin- und Herbewegung wieder in seiner Grundposition fixiert ist.While the hydraulically induced movement path of the tailstock slide 22 is constant and relatively small, the additional axial movement of the tailstock slide caused by the rotation of the threaded spindle 14 can be adjusted to the respective requirements depending on the shape of the workpiece 30 and the type of clamping and can be programmed electronically, for example. However, it is also possible to set both the respective basic position of the tailstock slide 22 and its adjustment path required for a specific workpiece change using limit switches. In any case, it is important that the tailstock slide 22 is fixed in its basic position again after each workpiece change, i.e. after each associated back and forth movement.

Bei kurzen Spannwegen kann es auch ausreichend sein, bei einem Werkstückwechsel nur die von der Hydraulikeinheit 26 verursachte Bewegungsstrecke zu benutzen, ohne die Gewindespindel 14 zu betätigen.In the case of short clamping distances, it may also be sufficient to use only the movement distance caused by the hydraulic unit 26 when changing the workpiece, without operating the threaded spindle 14.

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Es ergibt sich aus dieser konstruktiven Anordnung und auch aus der beschriebenen Funktionsweise, daß durch die hydraulisch aufgebrachte und ihr Gegenlager am ortsfesten Kolben 28 findende Spannkraft über die Gewindespindel 14 und die Kugelmutter 15 in axialer Richtung direkt auf die im oberen Teil des festsitzend auf dem. Maschinenbett 2 befestigten Kernreitstock 22 übertragen wird, so daß die Präzisionsführungen 31 und 32, die den Reitstockschlitten 23 führen, keinen die Führungsgenauigkeit beeinträchtigenden Kipp- oder Drehmomenten ausgesetzt sind. Außerdem sind in einem großen Bereich unterschiedliche Spannwege durch die bedarfweise anwendbare Überlagerung der hydraulischen Spannbewegung mit der elektromechanischen, d.h. von einem Elektromotor angetriebenen und von einem Gewindeeingriff ausgeführten, Stellbeweguncf des Reitstockschlittens 22 bei konstanter Präzision erreichbar.It follows from this structural arrangement and also from the described mode of operation that the hydraulically applied clamping force, which finds its counter bearing on the stationary piston 28, is transmitted via the threaded spindle 14 and the ball nut 15 in the axial direction directly to the core tailstock 22, which is firmly attached to the machine bed 2, in the upper part, so that the precision guides 31 and 32, which guide the tailstock slide 23, are not exposed to any tilting or torque that could impair the guide accuracy. In addition, different clamping paths can be achieved over a wide range by superimposing the hydraulic clamping movement as required with the electromechanical adjustment movement of the tailstock slide 22, i.e. movement driven by an electric motor and carried out by a threaded engagement, with constant precision.

Claims

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13 August 1996 Ne/

Protection claims

1. Workpiece counter bearing for machine tools, in particular for lathes, gear milling machines (1) and the like, with a tailstock (3) arranged on a machine bed (2) and rigidly attachable, with the quill (8) of which a workpiece counter holder (6) arranged in a coaxial position to the quill axis (10) and to the spindle axis (11) of a work spindle (5) of an opposite headstock (4) can be axially adjusted via a threaded spindle (14) by means of a controllable mechanical and/or hydraulic power drive (20) in order to fix a workpiece (30) to be machined in a centered manner with axial holding force, characterized in that

that a core tailstock (22) fixed on the machine bed (2) is assigned a tailstock slide (23) which is mounted on the machine bed (2) in the direction of the spindle sleeve axis (10) by means of precision linear guides (31, 32), in which the workpiece counterholder (6) is arranged in a precise coaxial position to the spindle axis (11) and which is connected to the threaded spindle (14) of the core tailstock (22) and by a

can be positioned axially on the hydraulic unit (26) supported axially on the threaded spindle (14).

2. Workpiece counter bearing according to claim 1, characterized in that the threaded spindle (14) of the sleeve (8) is designed as a ball screw spindle, the ball nut (15) of which is axially fixed in the core tailstock (22) and can be rotated by motor by means of a hollow shaft (17) mounted in an axial bore of the core tailstock (23).

3. Workpiece counter bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the end of the threaded spindle (14) facing the workpiece counter holder (6) is connected to a double-acting piston (28) of a hydraulic unit (26) in a coaxial position, the cylinder (27) of which is firmly fixed in a head piece (29) of the tailstock slide (23).

4. Workpiece counter bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tailstock slide (23) consists of a hollow body (24) which at least partially encloses the core tailstock (22) in the manner of a housing, which is arranged on both sides of the core tailstock

(22) is guided on the machine bed (2) in a parallel position to the quill or spindle axis (10, 11) on guide rails (35, 36).

5. Workpiece counter bearing according to claim 1, characterized in that the two guide rails (35, 36) are spaced apart (a) from one another which corresponds at least approximately to the distance (al) that the common centre plane (E) of the two guide rails (35, 36) has from the quill or spindle axis (10, 11).

6. Workpiece counter bearing according to claim 5, characterized in that the hollow body (24) of the tailstock carriage (23) has footboards (40, 41) on laterally symmetrically outwardly projecting wall elements (38, 39), to each of which at least two prism shoes (42, 43) with precision roller bearings (44) are fastened, which engage with the prism-shaped profiled guide rails (35, 36).

7. Workpiece counter bearing according to claim 2, characterized in that the ball nut (15) of the threaded spindle

(14) is arranged on the side of the core tailstock (22) facing the headstock (4), and that the hollow shaft (17) connected to the ball nut (15) is in gear connection with a servomotor (46) via a gear transmission (45).

Workpiece counter bearing according to claim 2 or 7, characterized in that the ball nut (15) of the threaded spindle (14) can be fixed in any rotational position by means of a continuously engaging, preferably hydraulically actuated lock (50).

9. Workpiece counter bearing according to claim 1, characterized in that an axial spring force is permanently effective between the piston (28) and the cylinder (27) of the hydraulic unit (26), by means of which the tailstock slide (23) is urged in the direction of the workpiece (30).

10. Workpiece counter bearing according to claim 1, characterized in that the core tailstock (22) is axially displaceable on the machine bed (2).

11. Workpiece counter bearing according to claim 1, characterized in that the hydraulic clamping pressure exerted on the workpiece counter holder (6) is used as a criterion for correct workpiece clamping.

12. Workpiece counter bearing according to claim 1, characterized in that the hydraulic unit (26) and the threaded spindle (14) are actuated simultaneously.