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Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit einer
Fluidzuführeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1. Ein derartiges Bearbeitungszentrum ist
beispielsweise aus der DE-A-24 37 739 bekannt.
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Für die Verwirklichung und Automatisation von
Fertigungsstraßen werden sogenannte Bearbeitungszentren
(Vielzweckwerkzeugmaschinen) weitverbreitet verwendet, von denen
jedes eine Vielfalt von Bearbeitungsvorgängen, wie Fräsen,
Gewindeschneiden, Bohren usw. automatisch mit hoher
Leistung ausführen kann. Ein derartiges Bearbeitungszentrum
hat im allgemeinen eine Positionierfunktion, um ein
Werkstück automatisch in eine Position zu setzen und eine
Bearbeitungsfunktion zur Durchführung von Fräs-,
Gewindeschneid-, Bohr- und/oder anderer maschineller Bearbeitung
an einem ausgewählten Teil des Werkstückes, und es trägt
als in ihm eingebaut eine Auswahl von für solche
Bearbeitungsvorgänge notwendigen Werkzeugen als fest auf
entsprechenden Werkzeughaltern montierten Werkzeugen. Das
Bearbeitungszentrum als solches führt die beabsichtigte
Bearbeitung durch, sobald das hierfür erforderliche
Werkzeug automatisch aus einem Werkzeugmagazin ausgewählt,
als Einheit mit dem Werkzeughalter herausgenommen und am
unteren Ende der Spindel des Bearbeitungszentrums
montiert ist.
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Fig. 21 zeigt ein Bearbeitungswerkzeug und einen
Werkzeughalter, wie sie so als Einheit an der
Bearbeitungszentrum-Spindel montiert sind. Es ist ein Längsschnitt,
der die Spindel und die zugehörige Anordnung des
Bearbeitungszentrums zeigt. In der Zeichnung bezeichnet das
Bezugszeichen 1 eine Spindel, die dem Werkzeug 13 eine
Drehbewegung zur Bearbeitung eines Werkstückes erteilen
soll und das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen
Werkzeughalter, der am unteren Ende der Spindel 1 montiert ist.
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Der Werkzeughalter 2 wird nachstehend im Detail
beschrieben. Der Werkzeughalter 2 umfaßt ein kegelstumpfförmiges
Eingriffsteil 4 passend zu einer kegeligen inneren Wand 3
der Spindel 1 in der Nähe ihres unteren Endes und ein
greifbares Teil 6, welches in Form eines Bolzens vom
Zentrum der oberen Oberfläche des Eingriffsteiles 4
vorsteht und von einer in der Spindel 1 angeordneten
Spannzange erfaßbar ist, ein Arm-Angriffsteil B, welches am
Boden des Eingriffsteils 4 geformt ist und eine Nut 7
aufweist, passend zum Eingreifen mit einem
Werkzeugwechselarm (nicht gezeigt) des Bearbeitungszentrums, und
einen Werkzeugkupplungsschaft 9, der sich vom Zentrum
des unteren Endes des Arm-Angriffsteiles B nach unten
erstreckt. Das Werkzeug 13 wird am unteren Ende des
Werkzeugkupplungsschaftes 9 des Werkzeughalters in Position
gebracht und ist in dieser Position durch eine
Klemmschraube 10 gehalten.
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Bei dieser Anordnung führt das Bearbeitungszentrum einen
Bearbeitungsvorgang wie folgt aus. Zuerst wird ein
Werkstück auf einen unter der Spindel 1 angeordneten
Werkstücktisch (nicht gezeigt) gesetzt. Der Tisch kann in
X- und Y-Richtungen in Abhängigkeit von einem vorher
eingegebenen Programm gleiten und positioniert das Werkstück
am Bearbeitungsanfangspunkt (Ursprung) für das Werkstück.
Dann beginnt die Spindel 1 zu rotieren, damit sich der
Werkzeughalter 2 und das Werkzeug 13 als Einheit dreht
und zur gleichen Zeit hebt sich der Werkstücktisch an
(oder die Spindel 1 senkt sich), um die Kante oder den
Punkt des Werkzeuges in Kontakt mit dem zu
bearbeitenden Teil des Werkstückes zu bringen, wodurch die
gewünschte Bearbeitung des Werkstückes eingeleitet wird. Durch
ständige Verschiebung des Tisches oder der Spindel in
Abhängigkeit von dem voreingegebenen Programm wird die
Kontaktstelle des Werkstückes mit der Werkzeugspitze
ständig verändert, wodurch dem Werkstück eine vorbestimmte
Endform gegeben wird. Nach Beendigung der vor beschriebenen,
kontinuierlichen Serien von Bearbeitungen wird der
Druckkontakt zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück aufgehoben
und das bearbeitete Werkstück wird vom Tisch abgenommen.
Wenn eine Vielzahl von Werkstücken auf die gleiche Weise
bearbeitet werden sollen, wird ein neues Werkstück auf den
Tisch zugeführt, sobald das bearbeitete Werkstück
herausgenommen wurde, und die oben beschriebene Serie von
Bearbeitungsvorgängen wird erneut durchgeführt, so daß eine
kontinuierliche automatische Bearbeitung ausgeführt wird.
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Auch bei einer derartigen automatischen Bearbeitung
mittels eines Bearbeitungszentrums, genau wie bei normalen
Werkzeugmaschinenbearbeitungen, gibt es Fälle, bei denen
Schneidfluid oder Schleiffluid zugeführt werden muß und
deshalb ist eine Fluiddüsen-Einrichtung im
Bearbeitungszentrum eingebaut, um solches Schneid- oder Schleiffluid
zuzuführen.
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Trotz der Tatsache, daß die Bearbeitungsrichtung des
Werkzeugs 13 in bezug auf das Werkstück, wie zuvor bemerkt,
bestimmt wird durch die relative Position des das
Werkstück tragenden Tisches und die Spindel 1, wird jedoch
die Zufuhr von Schneid- und Schleiffluid im allgemeinen
von einer Zufuhrdüse bewirkt, die in einer ziemlich
indifferenten Position zu den Bewegungen des Tisches und
der Spindel 1 innerhalb des Bearbeitungszentrums fixiert
ist. Auf diese Weise wird das Fluid ohne Rücksicht auf
die Bearbeitungsrichtung des Werkzeuges 13 gegenüber dem
Werkstück zugeführt. Während der Kühleffekt auf
hauptsächlich den Punkt gerichtet sein sollte, wo die intensivste
Hitze bei der Bearbeitung, wie Schneiden, Schleifen usw.
erzeugt wird, dies ist der kritische Punkt
(Bearbeitungspunkt), wo die Kante oder Spitze des
Werkzeuges 13 in das Werkstück eintritt, wird deshalb das
Fluid abseits des Zieles zugeführt, so daß die durch
die Bearbeitung erzeugte Hitze nicht voll kontrolliert
werden kann mit folgenden Problemen, wie ernsthaften
Beschädigungen des Werkzeuges 13.
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Es ist deshalb allgemeine Praxis, eine längliche
Stahldüse 150 zu verwenden, die durch Finger in Zuführrichtung
eingestellt werden kann, wie es in Fig. 22 dargestellt
ist, und die Bearbeitung mit einer Bedienungsperson
durchzuführen, die die Düse 150 manipuliert, um mit der
Bearbeitungsbedingung Schritt zu halten. Dieses System ist
jedoch nicht in Übereinstimmung mit dem Grad von Komfort,
der durch andere Eigenschaften des Bearbeitungszentrums
angeboten wird. Es bestand daher ein ständiges Bedürfnis
für die Ausrüstung eines Bearbeitungszentrums mit einer
Einrichtung, die sicherstellt, daß das Bearbeitungsfluid
immer auf den vorgenannten Bearbeitungspunkt gerichtet
werden kann.
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Ein System, bei dem eine Fluiddüse automatisch dem Punkt
folgt, auf den es gerichtet sein sollte, ist in der
EP-A-170 899 offenbart. Bei dieser Vorrichtung wird das
Fluid ständig auf einen Schleifpunkt zwischen einer
Glasscheibe und einer rotierenden Schleifscheibe gerichtet,
während die Schleifscheibe, die an einem Schwenkarm
montiert ist, sich während des Schleifprozesses bewegt. Um
dies zu erreichen, bewegt sich die Düse mit der
Schleifscheibe und ihre Richtung relativ zur Schleifscheibe
wird verändert durch eine Verbindung zu der Achse, um
die der die Scheibe tragende Arm verschwenkt, welcher
die Scheibe auf ihrem Schleifbogen bewegt.
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Die Erfindung sieht ein Bearbeitungszentrum mit einer
Fluidzuführeinrichtung vor, umfassend:
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Einen Körperblock, der an einem im Bearbeitungszentrum
montierten Werkzeughalter angebracht ist, und einen
Antriebsquellenblock, der am Körper des
Bearbeitungszentrums montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Körperblock ein Körperteil aufweist, welches frei drehbar
am Kupplungsschaft des Werkzeughalters gelagert ist,
ein sich vom Körperteil nach oben erstreckendes
Fluidzuführrohr, welches dazu eingerichtet ist, in ein im
Antriebsquellenblock vorgesehenes Verbindungsloch zu
passen und zu ermöglichen, daß eine Drehantriebskraft
von dem Antriebsquellenblock zu dem Körperblock
übertragbar ist und den Körperblock in Fluidverbindung mit einer
sich vom Bearbeitungszentrum erstreckenden
Fluidzuführleitung zu bringen, und eine Fluiddüse, die vom
Körperblock vorragt und mit einem Ende des Fluidzuführrohres
in Verbindung steht, um Fluid zum Bearbeitungspunkt
zuzuleiten, wobei der Antriebsquellenblock mit einer
Antriebsquelle versehen ist, um die Drehantriebskraft auf
das Körperteil des Körperblockes aufzubringen, und daß
Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die automatisch
den Körperblock gegen Drehung auf dem Kupplungsschaft
verriegeln, wenn der Werkzeughalter vom
Bearbeitungszentrum demontiert ist.
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Vorzugsweise ist der Antriebsblock ausgebildet, um den
Körperblock in Abhängigkeit von Signalen zu steuern, die
charakteristisch von der Stellung des
Bearbeitungspunktes des Werkzeuges im Werkzeughalter sind, der den
Körperblock trägt, wodurch Fluid von der Fluidquelle zum
Bearbeitungspunkt mittels der oder jeder Fluidzuleitung
und der oder jeder Fluiddüse geleitet werden kann.
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Die Erfindung wird weiterhin mit Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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Fig. 1 ein Längsschnitt ist, der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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Fig. 2 ein Querschnitt an der Stelle A-A' der Fig. 1
ist;
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Fig. 3 + 4 schematische Darstellungen sind, die
Bearbeitungsvorgänge unter Verwendung einer Ausführungsform
dieser Erfindung zeigen;
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Fig. 5 eine schematische Darstellung, die die
Endverbindung eines Fluidzuführrohres zeigt;
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Fig. 6 eine schematische Darstellung, die eine
Modifikation derselben zeigt;
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Fig. 7 eine schematische Darstellung, die Strahldüsen
und ein modifiziertes Fluidzuführrohr zeigt;
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Fig. 8 eine schematische Darstellung, die ein
modifiziertes Ausführungsbeispiel, ausgerüstet mit
einer Fluidzuführleitung zeigt;
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Fig. 9 ein Längsschnitt, der ein anderes
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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Fig. 10 einen Längsschnitt, der noch ein anderes
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
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Fig. 11 einen Teillängsschnitt, der eine Modifikation
hiervon zeigt;
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Fig. 12 ist die Unteransicht hiervon;
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Fig. 13 ist ein Längsschnitt, der noch ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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Fig. 14 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A' der
Fig. 13;
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Fig. 15 ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B' der
Fig. 14;
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Fig. 16 ist ein Querschnitt entlang der Linie C-C' der
Fig. 14;
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Fig. 17(a) ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines bei
dem Ausführungsbeispiel von Fig. 13
verwendeten Kupplungsblocks zeigt;
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Fig. 17(b) ist die Vorderansicht desselben;
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Fig. 18 ist ein Querschnitt entlang der Linie D-D' der
Fig. 17(b);
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Fig. 19 ist ein Längsschnitt eines weiteren
Ausführungsbeispieles der Erfindung;
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Fig. 20 ist ein Längsschnitt, der eine Modifikation
hiervon zeigt;
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Fig. 21 ist ein Längsschnitt, der ein konventionelles
Bearbeitungszentrum zeigt; und
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Fig. 22 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die
das Fluidzuführsystem eines herkömmlichen
Bearbeitungszentrums zeigt.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dementsprechend ist dieses Bearbeitungszentrum mit einem
Fluidzuführsystem ausgerüstet, welches einen mit dem
Bearbeitungszentrumkörper verbundenen Antriebsquellenblock und
einen mit dem Werkzeughalter 2 verbundenen Körperblock
umfaßt, und während der den Körperblock tragende
Werkzeughalter am Bearbeitungszentrum montiert ist, welches wie
gezeigt, mit dem Antriebsquellenblock ausgerüstet ist, sind
die beiden Blöcke in eine Einheit integriert, die eine
Fluidzuführfunktion darstellt, welche herkömmliche
Fluidzuführeinrichtungen nicht haben. Das so mit einem
Fluidzuführsystem ausgerüstete Bearbeitungszentrum entspricht
übrigens dem herkömmlichen Bearbeitungszentrum (Fig. 21),
und deshalb sind die gleichen Bezugszeichen zur
Bezeichnung der gleichen Teile der beiden Vorrichtungen
verwendet. Es sollte beachtet werden, daß das
Bearbeitungswerkzeug 13 im vorliegenden Fall eine Schleifscheibe ist.
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Als erstes wird der Antriebsquellenblock des
Fluidzuführsystems erläutert. Der vorgenannte Antriebsquellenblock
umfaßt in Kombination einen Zahnring 30, der an der unteren
Stirnfläche eines äußeren Zylinders 1a einer Spindel 1
des Bearbeitungszentrums montiert ist und um den Umfang
der Spindel drehbar ist, ein Ritzel 31, welches mit dem
Zahnring 30 kämmt und dazu vorgesehen ist, ihn in
Umfangsrichtung zu drehen, und einen Impulsmotor 32, wie z. B.
einen Schrittmotor, welcher dem Ritzel 31 eine
intermittierende Drehbewegung erteilt, und der dazu geeignet ist, den
Zahnring 30 ganz unabhängig von dem Antriebssystem der
Spindel 1 zu drehen. Mit 30a ist ein Führungsring
bezeichnet, welcher den Zahnring 30 drehbar an der unteren
Stirnfläche des äußeren Zylinders 1a der Spindel 1 hält, mit
einem Ausschnitt an der Stelle, die der Eingriffsstelle
zwischen dem Zahnring 30 und dem Ritzel 31 entspricht.
In einer Stellung an der unteren Stirnfläche des
Zahnringes 30 ist ein Kupplungsblock 33 montiert, durch den sich
ein Fluidzuführleitungsnetz (nicht dargestellt) erstreckt,
um ein Schleiffluid oder dgl. aus einem im
Bearbeitungszentrum angeordneten Fluiddurchgang zuzuführen. Nun wird
der Körperblock dieses Fluidzuführsystems erläutert.
Dieser Körperblock weist im wesentlichen ein Körperteil 16
auf, welches durch ein Lager 15 drehbar auf dem
Werkzeugkupplungsschaft 9 des Werkzeughalters 2 gelagert ist, ein
Fluidzuführrohr 18, welches so installiert ist, daß es
sich aufrecht vom Körperteil 16 nach oben erstreckt, und
Fluiddüsen 17, die sich in Umfangsrichtung von einer
Seitenfläche des Körperteiles 16 erstrecken und nach unten
ausströmen lassen. Auf dieser Weise ist das Körperteil 16,
wie es in Fig. 2 gezeigt ist (der A-A'-Schnitt von Fig. 1),
gestaltet als ein oben geschlossener hohler Zylinder mit
einer teilweise ausgeschnittenen Seitenfläche und einem
Paar von Strahldüsen 17, die an einer gemeinsamen Basis
miteinander verbunden sind, sich entlang des äußeren
Umfanges des Körperteiles 16 in solcher Weise erstrecken,
daß sie nach unten ausströmen lassen (in Richtung zum
Bearbeitungspunkt) von den betreffenden Kanten des
ausgeschnittenen Abschnittes. Das Fluidzuführrohr 18 ist so
ausgebildet, daß es mit seinem unteren Ende in Verbindung
steht mit der Basis der Strahldüsen 17 und daß es mit
seinem oberen Ende lösbar in den Kupplungsblock 33 des
Antriebsquellenblockes hineinpaßt, der am
Bearbeitungszentrum montiert ist (Fig. 1). Innerhalb des
Körperteiles 16 ist ein Gleitring 19 lose auf dem
Werkzeugkupplungsschaft 9 montiert, der das Körperteil 16 trägt und
das gesamte Körperteil 16 ist aufwärts vorbetätigt durch
die Vorspannkraft einer Druckfeder 20, die sich an einem
koaxial zum Gleitring fest montierten Federhalter 21
abstützt. Durch diese aufwärts gerichtete Vorbetätigung
(Vorspannung) greift das Fluidzuführrohr 18 dicht passend
in den Kupplungsblock 33 ein, um eine fluiddichte
Verbindung sicherzustellen.
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Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Stopper, dessen Ende
in Halbkugelform bearbeitet wurde. Wenn das den
Werkzeughalter 2 tragende Körperteil 16 von der Spindel 1 des
Bearbeitungszentrums entfernt wird, greift er (der Stopper)
in eine konische Nut, die an geeigneter Stelle in der
unteren Stirnfläche des Arm-Angriffsabschnittes 8 des
Werkzeughalters geformt ist, um hierdurch das
Fluidzuführrohr 16 in eine geeignete Stelle zu setzen und zu sperren.
Die gerade genannte geeignete Stellung bestimmt die Position,
so daß bei Montage des Werkzeughalters 2 das Fluidrohr 18
automatisch in den Kupplungsblock 33 paßt, der von dem
Zahnring 30 des Bearbeitungszentrums getragen wird. In
dieser Verbindung ist es notwendig, daß die Länge des
Fluidzuführrohres 18 im eingebauten Zustand so ist, daß
dann, wenn der Werkzeughalter 2 in dem
Bearbeitungszentrum
eingebaut wurde, der Stopper 22 nicht in die konische
Nut 23 eingreift. Bei Beginn der Schleifoperation, die auf
die Montage des Werkzeughalters 2 folgt, muß so das
Körperteil 16 in Umfangsrichtung drehbar sein und bei Bedarf in
Abhängigkeit von der Bewegung des an der unteren
Stirnfläche des äußeren Zylinders 1a der
Bearbeitungszentrumsspindel 1 stoppen, jedoch ist dies unmöglich, wenn der
Stopper 22 in die Nut 23 eingreift. Das Fluidzuführrohr 18
und der Kupplungsblock 33 dienen so integriert nicht nur
als Durchgang für das Bearbeitungsfluid, sondern sie dienen
auch dazu, die Drehung des Zahnringes 30 an der
Bearbeitungszentrumsseite zu dem Körperteil 16 zu übertragen.
Die Antriebskraft für die Drehung des Zahnringes wird durch
einen Schrittmotor 32 über das Ritzel 31 zur Verfügung
gestellt. Der Schrittmotor wird durch eine separate Steuerung
angetrieben. Eine solche Steuerung kann typischerweise in
Kombination eine Leseeinheit umfassen, die geeignet ist,
die Stellung des Bearbeitungspunktes abzulesen und ein
Signal auszugeben, eine rechnende Betriebseinheit, die
geeignet ist, den Drehwinkel des Körperteiles 16 entsprechend
der Ausströmrichtung der Strahldüsen zum Bearbeitungspunkt
hin zu berechnen und ein Signal abzugeben, und eine
Stromversorgungseinrichtung, die dazu geeignet ist, den
Schrittmotor mit Energie zu versorgen. Bei einer derartigen
Kombination liest die Ableseeinheit des Werkstücktisches, der
das zu bearbeitende Werkstück z. B. auf den X-Y-Koordinaten
bewegt, ausnützend die Charakteristik des
Bearbeitungszentrums, daß der Bearbeitungspunkt in Abhängigkeit von der
Bewegung des Werkstücktisches verlagert wird. Die Ablesung
wird durchgeführt, indem die Position des Tisches bei
Beginn der Bearbeitung als der Ursprung (0,0) verwendet
wird und ständig in solcher Weise verfahren wird, daß die
Position nach t&sub1; Sekunden als (x&sub1;, y&sub1;), die Position nach
t&sub2; Sekunden als (x&sub2;, y&sub2;) abgelesen wird usw.. Das durch
die Leseeinheit gewonnene Datensignal wird in die rechnende
Betriebseinheit eingegeben, wie z. B. ein Computer. Die
rechnende Betriebseinheit, die das Datensignal empfängt,
berechnet die entsprechende Winkeldrehung des
Körperteils 16 von der Verlagerung des Tisches bei Δt und gibt
ein Signal ab. Da jedoch die Berechnungsformel für die
Berechnung der Winkeldrehung des Körperteils 16 von der
Verlagerung des Tisches mit der Form des zu schleifenden
Werkstückes variiert, ist es notwendig, eine geeignete
Formel bei der Voreinstellung des Bearbeitungszentrums
einzugeben, oder eine geeignete, von einer Vielzahl von
vorher eingegebenen Formeln auszuwählen. Gestützt auf
den Ausgang der rechnenden Betriebseinheit wird ein Signal
zu dem Schrittmotor 32 abgegeben, der daraufhin den
Zahnring 30 über einen gewünschten Winkel antreibt.
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Die Schleifoperation des mit der vorbeschriebenen
Fluidzuführeinrichtung versehenen Bearbeitungszentrums wird
wie folgt ausgeführt. Der Werkzeughalter 2 wird
automatisch im Bearbeitungszentrum montiert. Hierbei greift,
wie oben erwähnt, daß Fluidzuführrohr 18, welches von dem
Körperteil 16 der am Werkzeughalter 2 montierten
Fluidzuführeinrichtung vorsteht, in den Kupplungsblock 33 auf
der Bearbeitungszentrumsseite ein, wodurch, wie mit dem
Pfeil in Fig. 1 gezeigt ist, das Körperteil 16
heruntergedrückt wird, um den Eingriff des Stoppers in die Nut 23
zu lösen. Deshalb ist das Körperteil nunmehr mit dem
Bearbeitungszentrum-Zahnring 30 über das Fluidrohr 18
verbunden.
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In diesem Zustand wird das Schleifen gestartet.
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Die Positionierung und die Verlagerung des zu schleifenden
Werkstückes werden in der gleichen Weise ausgeführt wie in
dem konventionellen Bearbeitungszentrum. Wegen der
Installation
der oben beschriebenen Fluidzuführeinrichtung erfolgt
jedoch die Zufuhr der Schleifflüssigkeit nicht von einem
festen Ort aus, wie bei dem konventionellen
Bearbeitungszentrum der Fall ist, sondern sie erfolgt von den
Strahldüsen 17, die am Körperteil 16 befestigt sind, der sich
dreht und stoppt in Abhängigkeit von der Verlagerung des
Bearbeitungspunktes, mit dem Ergebnis, daß das
Schleiffluid immer exakt auf den Bearbeitungspunkt gerichtet ist.
Dies ist die hervorragendste Eigenschaft der Erfindung.
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Das Fluidzufuhrsystem soll nun im Detail beschrieben werden.
Fig. 3 ist ein schematischer Grundriß zur Erläuterung des
Fluidzufuhrsystems, anwendbar zum Schleifen von vier Seiten
eines Werkstückes 34, welches eine quadratische,
zweidimensionale Form aufweist, die Spitzen A, B, C und D hat. Einer
Schleifscheibe 13 wird eine Drehkraft in Richtung des
Pfeiles P von einer Überkopf-Spindel (nicht gezeigt)
erteilt, und wie gezeigt, wird gerade von der Spitze A zur
Spitze B des Werkstückes 34 geschliffen. Da die Zufuhr
von Fluid aus den Strahldüsen 17 zum Bearbeitungspunkt
gerichtet ist, wie es durch die Pfeile Q, Q' angedeutet
ist, wird der Aufbau von Hitze am Bearbeitungspunkt
unterdrückt und gleichzeitig wird die Entfernung des
Abschliffes effizient bewirkt, so daß eine saubere geschliffene
Oberfläche erreicht werden kann. Dann findet das Schleifen
von der Spitze B zur Spitze C des Werkstückes 34 statt.
Die relative Bewegung der Schleifscheibe 13 gegenüber dem
Werkstück 34 kann durch den Pfeil R dargestellt werden.
Andererseits wäre die Stellung des Körperteils 16 der
Fluidzuführeinrichtung so, wie es durch die
strich-zweipunktierte Linie 16' angedeutet ist, wenn das Körperteil
einfach nur der Schleifscheibe 13 folgen würde. Damit das
Fluid exakt zum Bearbeitungspunkt zugeführt wird, muß
deshalb das Körperteil 16 um 90º in Umfangsrichtung gedreht
werden. Diese 90º-Drehung des Körperteils 16 wird bewirkt
in Zusammenarbeit mit der Bewegung des Zahnringes 30
(Fig. 1), der durch das Fluidzuführrohr 18, welches sich
von dem Körperteil 16 nach oben erstreckt, verbunden ist.
Wie bereits vorher erwähnt, wird der Antrieb des Zahnringes
30 durch ein Bearbeitungspunkt-Kontrollsystem bewirkt,
welches in das Bearbeitungszentrum eingebaut ist. Bei der
Schleifoperation zwischen den Spitzen B und C ist deshalb
auch die Zufuhr von Schleiffluid zum Bearbeitungspunkt
ohne Ausfall sichergestellt, genauso wie es in Fig. 3
dargestellt ist. Das gleiche trifft auch zu, d. h. das
Fluid wird dem Bearbeitungspunkt zugeführt für das
Schleifen zwischen den Spitzen C und D und das zwischen
den Spitzen D und A.
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Auf diese Weise wird bei der Schleifoperation des
Bearbeitungszentrums das Bearbeitungsfluid immer zum
Bearbeitungspunkt durch Bewegung der Strahldüsen 17 gerichtet, die
assoziiert ist mit der Verlagerung des Bearbeitungspunktes.
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In Fig. 5 ist die Verbindung des Kupplungsblockes 13
gezeigt als konische Spitze des Fluidzuführrohes 18 und
einer sich nach unten erweiternden Mundstücksöffnung des
Kupplungsblockes 33 zur Erleichterung des Eingriffs. Die
relative Geometrie der Verbindung kann auch umgekehrt
werden.
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Wenn das Fluid mit erhöhtem Druck zugeführt werden soll,
dann könnte das Fluid aus der Verbindung austreten, um
die Trennung der beiden Teile zu bewirken. Deshalb könnte,
wie es in Fig. 6 dargestellt ist, eine Gummidichtung 33a
fest an der Innenseitenwand der Öffnung in dem
Kupplungsblock 33 installiert sein, so daß die Spitze des
Fluidzuführrohres in den Freiraum zwischen der Gummidichtung 33a
und der Innenwand des Kupplungsblocks 33 paßt. Bei einer
darartigen Anordnung wird sogar die Hochdruck-Fluidzufuhr
die besagte Trennung nicht bewirken, da die Gummidichtung
33a unter Fluiddruck die Innenwand der Verbindung von innen
nach außen drückt, um eine innige Abdichtung zwischen den
zwei Teilen aufrechtzuerhalten.
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Ferner braucht bei der obigen Schleifoperation das zu
schleifende Werkzeug nicht quadratisch zu sein, so wie
das beschriebene, sondern es kann jede gewünschte Form
haben, z. B. polygonal, nämlich sechseckig, achteckig usw.,
kreisförmig, nockenförmig oder in anderer Weise speziell
geformt. Hierfür ist es ausreichend, die
Eingabekontrollformel für das Bearbeitungspunkt-Kontrollsystem im Stadium
der Voreinstellung des Bearbeitungszentrums zu
transformieren.
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Das am Werkzeughalter 2 zu montierende Werkzeug ist nicht
auf die vorbeschriebene Schleifscheibe beschränkt, sondern
es kann aus einer Vielfalt von Werkzeugen ausgewählt
werden, so wie Fräsern, Bohrern usw., die üblicherweise in
einem Bearbeitungszentrum integriert sind, so daß die
verschiedensten Bearbeitungsvorgänge entsprechend den
ausgewählten Werkzeugen durchgeführt werden können. Da jedoch
der hervorragendste Vorteil der Fluidzuführvorrichtung
dieser Erfindung darin liegt, daß Fluid selektiv zum
Bearbeitungspunkt während der gesamten Bearbeitung zugeführt
werden kann, erscheint es optimal, die Vorrichtung für
Schleifoperationen zu verwenden.
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Weiterhin ist es bei dem zuvor beschriebenen
Fluidzufuhrsystem möglich, zwei (a) oder drei (b) Fluidzuführrohre 18
und eine größere Anzahl von Strahldüsen 17 vorzusehen, wie
es in Fig. 7 dargestellt ist. Auf diese Weise kann noch
eine feinere Fluidzufuhr durchgeführt werden, indem man
ein Hochdruck-Fluid und
ein Niederdruck-Fluid in einer
geeigneten Kombination verwendet.
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Bei der obigen Ausführungsform überträgt darüber hinaus
das Fluidzuführrohr 18, welches die Drehkraft von dem
Zahnring 30 auf das Körperteil 16 weiterleitet, die obige
Drehung an seinem oberen Ende (dem Verbindungspunkt am
Kupplungsblock), mit dem Ergebnis, daß das Rohr 18 einer
Kraft in Richtung obiger Drehung ausgesetzt ist und
beschädigt werden könnte. Es könnte daher, wie es in Fig. 8
dargestellt ist, so arrangiert sein, daß ein Zylinder 35
in einer Stellung entgegengesetzt zur Drehrichtung des
Zahnringes 30 mit Bezug auf das Fluidzuführrohr 18
angeordnet ist, so daß dann, wenn sich der Zahnring 30 in
Pfeilrichtung zu drehen beginnt, die Spitze 36 der
Kolbenstange des Zylinders 35 auf die äußere Oberfläche des
Fluidzuführrohres drückt.
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Fig. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Während das Körperteil 16 als Ganzes bei dem in Fig. 1
gezeigten Fluidzuführsystem aufwärts vorbelastet ist, ist
bei diesem Ausführungsbeispiel nur das Fluidzuführrohr 18
vorbelastet. Im übrigen ist diese Konstruktion ähnlich der
des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 und deshalb sind
ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Das Fluidzuführrohr 18 steht mit seinem unteren Ende in
Verbindung mit einem Einlaß der Strahldüse 18 über eine
Hülse 40 und ist mit einem Flansch 18a in Richtung zu
seinem oberen Ende versehen. Die Hülse 40 ist in Stellung
gehalten in einer Bohrung, die durch die obere Wand des
Körperteils 16 gebohrt ist, und hat eine Bohrung, die
sich im Durchmesser in dem oberen Teil erweitert, mit
einer Druckfeder 41, die auf einem Absatz in der Bohrung
abgestützt ist. Aus diesem Grund wird das Fluidzuführrohr 18
aufwärts vorgespannt durch die Federkraft der Druckfeder 41
und kann in der Hülse 40 nach unten gleiten. Die untere
Seite der Hülse 40 nimmt den Einlaß 17a der Strahldüse 17
auf, so daß eine freie Verbindung zwischen dem
Fluidzuführrohr 18 und der Strahldüse 17 hergestellt ist. Das
Bezugszeichen 42 bezeichnet einen Stopper, der die gleiche Funktion
ausübt wie der in Fig. 1 gezeigte Stopper 22, d. h. die
Funktion, das Körperteil 16 bei Demontage des
Werkzeughalters 2 vom Bearbeitungszentrum zu halten.
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Der Kupplungsblock 33, welcher das Fluidzuführrohr 18 mit
dem Zahnring 30 an der Antriebsquellenblockseite verbindet,
hat eine Fluidzuführleitung (nicht gezeigt), die durch ihn
hindurchverläuft, und einen Kolben 43, dessen Spitze seitlich
aus dem Fluidzuführrohr 18 vorsteht und der verschiebbar
in dem Durchgang 33a angeordnet ist. Wenn Schleiffluid oder
dgl. zu dem Durchgang zugeführt wird, dann ragt der Kolben
43 weiter nach außen, um ein oberes Ende 44a einer Klammer
44 zu drücken, die an dem Fluidzuführrohr 18 montiert ist.
Die Klammer 44 rotiert dann um eine Drehachse 44b, um den
Flansch 18a des Fluidzuführrohres 18 aufwärts zu drücken,
und hierdurch den Eingriff zwischen dem Fluidzuführrohr 18
und dem Kupplungsblock 33 zu verstärken. Bei dieser
Anordnung ist die Verstärkung der Verbindung der Klammer um so
größer je höher der Fluiddruck ist, so daß Leckage von
Fluid reduziert wird und die Fluidzufuhr mit einem hohen
Druck erfolgen kann.
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Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet dadurch, daß der
Antriebsquellenblock nicht mit einem Motor oder dgl.
ausgerüstet ist, so daß der Körperblock manuell angetrieben wird.
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In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 51 eine
ringförmige Führung, die koaxial zur
Bearbeitungszentrumsspindel 1 am unteren Ende des äußeren Zylinders 1a der Spindel
fest montiert ist. Mit 52 ist ein dünner Stützring
bezeichnet, der einen äußeren Durchmesser aufweist, der geringfügig
größer ist als der der ringförmigen Führung 51 und der fest
an der unteren Stirnfläche der ringförmigen Führung 51
montiert ist. Das Bezugszeichen 54 bezeichnet einen Zahnring,
der in seinem unteren Teil entlang seiner inneren Oberfläche
weggeschnitten ist, um eine Stufe oder eine tragende Fläche
54a zu bilden, und die innere Umfangsfläche des Zahnringes
54 ist drehbar gehalten in gleitendem Kontakt mit der
äußeren Umfangsfläche der ringförmigen Führung 51, während die
Stufe 54a auch in gleitendem Kontakt mit der oberen
Oberfläche des Stützringes 52 gehalten ist. Die untere
Oberfläche des Zahnringes 54 ist mit einer Winkelskala versehen.
Der stationäre Teil des Bearbeitungszentrums trägt
entsprechend zu der Bezugs-Gradeinteilung auf dieser Winkelskala
ein Identifikationszeichen. Andererseits greift ein Stift
56, der durch einen mit dem äußeren Zylinder 1a an der
Bearbeitungszentrumsseite verbundenen Arm 55 abgestützt ist,
in einen Zwischenraum zwischen Zähnen am äußeren Umfang des
Zahnringes 54 ein. Der Stift 56 wird veranlaßt, den
Zahnring 54 jederzeit vorzuspannen durch die Federkraft einer
Druckfeder 57, die, wie gezeigt, installiert ist, aber wenn
der Stift 54 mit den Fingern, wie es durch den Pfeil
angedeutet ist, gezogen wird, dann ist die Vorspannungskraft
aufgehoben, um den Stift 56 vom Zahnring 54 zu lösen.
Deshalb kann man den Zahnring einstellen und verriegeln in
jeder gewünschten Position durch die Schritte Ziehen des
Ringes 56 außer Kontakt mit dem Zahnring 54, Rotieren des
Zahnringes 54 von Hand um den gewünschten Winkel, während
man die Winkelskala an der unteren Oberfläche des
Zahnringes 54 beobachtet, und Stoppen des Ziehens des Stiftes 56,
damit dieser wieder in den Zahnring zwischen seinen Zähnen
eingreifen kann.
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Ein Kupplungsblock 33, wie der in Fig. 1 dargestellte,
ist fest verbunden mit dem unteren Ende des Zahnringes 54,
um eine integrale Einheit zusammen mit dem an der
Werkzeughalterseite 2 montierten Körperblock zu schaffen.
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Dieser Körperblock ist dadurch gekennzeichnet, daß das
Körperteil 16 mit Aufnahmemitteln 57 versehen ist zur
Aufnahme des Fluidzuführschlauches 56, welcher mit dem
Kupplungsblock 33 verbunden ist. Dieses Aufnahmemittel 57
ist durch Flansche 58 und 59 geformt, welche an den oberen
und unteren Stirnflächen des Körperteiles 16 befestigt
sind. Wenn so der Zahnring 54, wie oben beschrieben wurde,
gedreht wird, könnte der mit dem Kupplungsblock 33, der
zusammen mit dem Zahnring 54 rotiert, verbundene
Fluidzuführschlauch herunterhängen, abhängig vom Drehwinkel. Das
Aufnahmemittel ist daher bestimmt, den Fluidzuführschlauch
56 aufzunehmen, um Durchhang aufzuheben und dadurch den
Fluidzuführschlauch 56 davor zu schützen, mit dem
Werkzeug 13 in Verbindung zu kommen und beschädigt zu werden.
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Bei diesem Fluidzuführsystem kann die Richtung der
Fluidzufuhr manuell gesteuert werden, um mit dem ständig
wechselnden Bearbeitungspunkt Schritt zu halten, ohne daß
eine Steuereinrichtung erforderlich wäre, um die Richtung
der Fluidzufuhr fein zu steuern.
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Fig. 11 und Fig. 12 (die Unteransicht von Fig. 11)
zeigen eine Modifikation des vorhergehenden
Ausführungsbeispieles. Diese Fluidzuführeinrichtung wird verwendet,
wenn ein Werkzeug 13a mit kleinem Durchmesser eingesetzt
wird. Die Strahldüse 17 ist nicht bogenförmig sondern
gerade und ihre Ausströmöffnungen 17a sind zum
Bearbeitungspunkt in der Art gerichtet, daß sie das Werkzeug 13
flankieren. Ferner ist das Körperteil 16 groß in Längs-
Dicke und ein das Aufnahmemittel 57 bildender Flansch 60
ist nur an der Unterseite vorgesehen. Andere konstruktive
Merkmale, die Wirkungsweise und Effekte dieses
modifizierten Ausführungsbeispieles, sind ähnlich dem des
vorhergehenden Ausführungsbeispieles.
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Es sollte verstanden werden, daß der Körperblock, der das
Aufnahmemittel 57 hat, nicht auf den in Fig. 10
dargestellten manuellen Antriebsquellenblock beschränkt ist,
sondern daß genauso gut eine Kombination mit einem
automatischen Antriebsquellenblock, wie er in Fig. 1 und 9
gezeigt ist, eingesetzt werden könnte.
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Fig. 13 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Jedoch ist dieses Fluidzuführsystem nur
unterschiedlich in der Konstruktion des Körperblockes und der
Antriebsquellenblock kann dem in Fig. 1 dargestellten
ähnlich sein. Deshalb sind das Bearbeitungszentrum und
der daran montierte Antriebsquellenblock nicht gezeigt.
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Wie es in Fig. 14 gezeigt ist, die eine Ansicht entlang
der Linie A-A' darstellt, hat dieser Körperblock ein
Lufteinlaßrohr 70, ein Niedrigdruck-Kühlmittel-Einlaßrohr 71
und ein Hochdruck-Kühlmittel-Einlaßrohr 72, zusammen also
drei Rohre.
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Das oben erwähnte Luftrohr 70 umfaßt einen äußeren
Zylinder 70a, der fest ,mit dem Körperteil 75 verbunden ist, und
einen inneren Zylinder 70b, der entlang der inneren
Umfangsfläche des äußeren Zylinders 70a unter dem Einfluß
einer Druckfeder 73 auf- und abgleitet und der mit einem
zwischen dem Körperteil 75 und dem Werkzeughalter 2
zwischengeschalteten Lager 77 über ein Verbindungsrohr und
einen Durchgang (nicht gezeigt) im Körperteil 75 in
Verbindung steht. Wenn daher beim Schleifen Luft injiziert
wird, dann wird das Lager 77 mit Druckluft versorgt, um
das Eindringen von Schleifmittel oder Schleifspänen in das
Lager und hieraus resultierende Störung einer leichtgängigen
Drehung des Körperblockes zu verhindern.
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Darüber hinaus hat das Niederdruck-Kühlmittel-Einlaßrohr 71,
wie es in Fig. 15 (einem Schnitt entlang der Linie B-B' der
Fig. 14) gezeigt ist, auch eine doppelte Struktur,
bestehend aus einem äußeren Zylinder 71a und einem inneren
Zylinder 71b, wobei der innere Zylinder 71b
entlang der inneren Umfangsfläche des äußeren Zylinders 71a
unter dem Einfluß einer Druckfeder 78 vertikal verschiebbar
ist. Das Niederdruck-Kühlmittel fließt vom inneren Zylinder
71b zu einem Verbindungsrohr 79, zu einem Raum 80a, der um
das Lager 77 geformt ist, und zu einer Verbindungsleitung
80 zu dem unteren Ende des äußeren Zylinders 71a. Das untere
Ende des äußeren Zylinders 71a des obigen
Niederdruck-Kühlmittel-Einlaßrohres 71 ist mit einer Kupplung versehen, wie
es mit der Strich-zweipunktierten Linie angedeutet ist,
zur Verbindung an Strahldüsen 17 (Fig. 10). Wenn daher
während der Schleifoperation ein Niederdruck-Kühlmittel
eingeleitet wird, dann fließt das Kühlmittel in den Raum 80a
um das Lager 77 und strömt dann zu dem Bearbeitungspunkt
hin, so daß die durch Drehreibung um das Lager 77 erzeugte
Wärme durch das Kühlmittel abgeführt wird, um die
Lebensdauer der zugehörigen Teile zu verlängern.
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Ferner ist das Hochdruck-Kühlmittel-Einlaßrohr 72, wie es
in Fig. 16 (einem Schnitt entlang der Linie C-C' der
Fig. 14) gezeigt ist, auch eine Doppelkonstruktion,
bestehend aus einem äußeren Zylinder 72a und einem inneren
Zylinder 72b, wobei der innere Zylinder 72b vertikal
entlang der inneren Umfangsfläche des äußeren Zylinders 72a
unter dem Einfluß einer Druckfeder 81 verschiebbar ist.
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Das untere Ende des Hochdruck-Kühlmittel-Einlaßrohres 72
ist mit einer Kupplung, wie sie durch strich-zweipunktierte
Linie angedeutet ist, versehen zur Verbindung mit den
Strahldüsen 17. Der äußere Umfang des inneren Zylinders 72b
des Hochdruck-Kühlmittel-Einlaßrohres 72 ist mit einem
Flansch 72c versehen, so daß, wenn das Hochdruck-Kühlmittel-
Einlaßrohr 72 in den Kupplungsblock 33 auf der
Antriebsquellenblockseite eingreift, um das Hochdruck-Kühlmittel
einzuleiten, eine Klammer 44, wie sie durch
strich-zweipunktierte Linie angedeutet ist, betätigt wird, um die
zusammenpassende Verbindung zu verstärken. Dies ist ähnlich
zu dem Fall in Fig. 9.
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Zurückkommend auf Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 82
ein Teil, welches die gleiche Funktion hat wie der Stopper
42 in Fig. 9. Bei Demontage vom Bearbeitungszentrum greift
es unter der aufwärts gerichteten Vorspannkraft einer
Druckfeder 73 in einen Ausschnitt 83 des Werkzeughalters 2
ein, um den Körperblock zu positionieren.
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Die Kupplung zwischen dem obigen Körperblock und dem in
Fig. 9 gezeigten Antriebsquellenblock erfolgt
beispielsweise vorteilhaft durch einen Kupplungsblock 90, so wie
der in Fig. 17 dargestellte. Fig. 17(a) ist eine
Draufsicht und Fig. 17(b) ist eine Vorderansicht. Dieser
Kupplungsblock ist fest mit dem Antriebsquellenblock
verbunden durch Ansetzen der Montagelappen 91 an den
Zahnring 30 (Fig. 9) und Fixierung derselben in Position
durch eine Schraube. Das Bezugszeichen 93 bezeichnet ein
integral geformtes Lager, um einen Drehzapfen 44b der
Klammer 44 drehbar zu lagern. Der oben beschriebene
Kupplungsblock 90 ist mit einer Bohrung 94 zur Verbindung mit
dem Lufteinlaßrohr 70, einer Bohrung 95 zur Verbindung
mit dem Niederdruck-Kühlmittel-Einlaßrohr 71 und einer
Bohrung 96 zur Verbindung mit dem Hochdruck-Kühlmittel
Einlaßrohr 72 versehen, und jede dieser Bohrungen
erstreckt sich zur Rückseite des Kupplungsblockes 33, so
daß die Luft oder das Kühlmittel von der unteren
Stirnfläche des Zahnringes 30 eingeleitet werden kann. Wie
es in Fig. 18, die einen Schnitt entlang der Linie
D-D' der Fig. 17 zeigt, dargestellt ist, ist eine
Bohrung 10 für den Einsatz eines Kolbens 43, der dazu
bestimmt ist, die Klammer 44 (Fig. 9) zu schieben, in der
Nähe der Bohrung 96 zur Verbindung an das
Hochdruck-Kühlmittel-Einlaßrohr gebohrt. Da die Einleitung von Luft und
Kühlmittel in diesem Kupplungsblock von oben erfolgt, d. h.
über die im Zahnring 30 gebildeten Durchgänge, z. B.
anstelle der Zuführung von der Seite des
Bearbeitungszentrums, ist es nicht notwendig, das
Fluidzuführleitungssystem über eine große Distanz wie bei den vorher
beschriebenen Ausführungsbeispielen zu erstrecken oder das
in Fig. 10 und 11 dargestellte Aufnahmemittel 57
vorzusehen, so daß ein kompakter Körperblock ausgeführt werden
kann, wie es in Fig. 13 dargestellt ist. In Fig. 13 ist
die Position des Kupplungsblockes durch
strich-zweipunktierte Linien dargestellt.
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Fig. 19 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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Dieses System weist einen Antriebsquellenblock auf,
bestehend aus einem Schrittmotor 101 (nachstehend kurz als
Motor bezeichnet) und ein Antriebsschneckenrad 102, wie
es am Bearbeitungszentrumskörper (nicht dargestellt)
montiert ist, und der ein nach unten gerichtetes
Fluidzuführrohr 103 tragende Köperblock ist drehbar auf dem
Werkzeugkupplungsschaft 9 des Werkzeughalters 2 gelagert.
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Als erstes wird der Antriebsquellenblock erläutert. Der
Antriebsquellenblock umfaßt im wesentlichen ein Gehäuse 104,
einen daran befestigten Motor 101, eine Schneckenwelle 105,
die koaxial zur Motorwelle des Motors 101 montiert ist, und
ein Schneckenrad 102, welches in rechtem Winkel mit der
Schneckenwelle 105 kämmt. Das Schneckenrad 102 ist an dem
Gehäuse 104 und dem Gehäusedeckel 104a durch Lagermittel
101 drehbar gelagert und hat über seiner Wellenbohrung eine
Bohrung 102a großen Durchmessers zur Aufnahme eines
Kupplungsblockes 106, der in Verbindung steht mit dem
Bearbeitungszentrum-Fluiddurchgang zur Zufuhr von Schleiffluid
oder dgl.. Eingesetzt unter der Schaftbohrung des
Scheckenrades 102 ist ein später zu beschreibendes Fluidzufuhrrohr
103, welches Rohr 103 dazu bestimmt ist, an der unteren
Stirnfläche eines inneren Zylinders 107 anzuliegen, der
innerhalb des Kupplungsblockes 106 gleitet. Oberhalb des
inneren Zylinders 107 ist eine scheibenförmige Platte 109
installiert, die aufwärts vorgespannt wird durch eine
Druckfeder 108. Die untere Stirnfläche 102b des
Schneckenrades 102 ist versehen mit einem stirnverzahnten Abschnitt,
der dazu bestimmt ist einzugreifen in die obere
Stirnfläche 110a einer sich aufwärts erstreckenden Nabe einer
noch nachstehend zu beschreibenden Zahnscheibe 110, um
eine Kupplung zu bilden. Wie das Schneckenrad 102, ist
die Schneckenwelle 105, welche mit dem Schneckenrad 102
kämmt, auch in dem Gehäuse 104 durch Lagermittel (nicht
dargestellt) gelagert.
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Der Körperblock wird nachfolgend beschrieben. Der
Körperblock umfaßt im wesentlichen einen inneren Zylinder 113,
der mittels Lagermitteln 112 drehbar auf dem
Werkzeughalter 2 gelagert ist und an seinem Umfang als Zahnscheibe
ausgebildet ist, eine Zahnscheibe 110, welche mit dem
inneren Zylinder 113 durch Synchronisierungsriemen (nicht
gezeigt) verbunden ist, ein Fluidzuführrohr 103, das
mittels einer Hülse 114 drehbar in der Schaftbohrung der
Zahnscheibe 110 gelagert ist, einen äußeren Zylinder 117,
der dazu vorgesehen ist, den inneren Zylinder 113 und die
Zahnscheibe 110 mittels Lagern 115 bzw. 116 zu lagern, und
ein sich abwärts erstreckendes Luftrohr 119, welches im
äußeren Zylinder 117 über eine Büchse 118 verschiebbar
gelagert ist. Das oben erwähnte Fluidzuführrohr 113 paßt
in die Schaftbohrung des Schneckenrades 102 des
Antriebsquellenblockes. Die oben erwähnte Zahnscheibe 110 hat
eine sich aufwärts erstreckende Nabe, deren obere
Stirnfläche 110a einen stirnverzahnten Abschnitt hat, der dazu
bestimmt ist, in die untere Stirnfläche 102b des
Schneckenrades 102 einzugreifen, um eine Kupplung zu bilden. Das
oben genannte Luftrohr 119 ist durch eine unten
angeordnete Druckfeder 120 belastet, so daß das Rohr 119 aufwärts
vorgespannt ist. Deshalb drückt das obere Ende des
Luftrohres 119 auf das vordere Ende des Luftzuführ-Durchganges
an der Antriebsquellenseite. Wie es aus den Zeichnungen
ersichtlich ist, findet die durch das Luftrohr 119 in den
Körperblock zugeführte Luft ihren Weg in die verschiedenen
Lager 112, 115 und 116 innerhalb des Körperblockes, um den
Eintritt von Schleifmaterial oder anderem Staub in die
Lager zu verhindern. Das Bezugszeichen 121 bezeichnet
einen Anschlag, der in einen Ausschnitt einer teilweise
geschnitten dargestellten Scheibe 122 eingreift, die mit
dem Werkzeugkupplungsschaft 9 des Werkzeughalters 2
verbunden ist, um hierdurch die Umfangspositionierung
des ganzen Körperblockes zu bewerkstelligen. Auf diese
Weise wird bei Wegnahme des Werkzeughalters vom
Bearbeitungszentrum der oben genannte Eingriff durch die
Vorspannkraft der Druckfeder bewirkt, während die Montage
des Werkzeughalters 2 am Bearbeitungszentrum das
Entkuppeln bewirkt, um den inneren Zylinder 113, wie
dargestellt, frei drehbar zu machen. Das Bezugszeichen 123
bezeichnet eine Strahldüsen-Montageplatte, die fest an
der unteren Stirnfläche des inneren Zylinders 113
montiert ist und die ein Paar von Strahldüsen trägt, die
mit einem Fluidzuführdurchgang (der im äußeren Zylinder
117 ausgebildet, aber nicht gezeigt ist), vom
Fluidzuführrohr 103 in Verbindung steht. Die Strahldüsen können
von derselben Art sein, wie sie in Verbindung mit den
vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
beschrieben wurden, und sind in der Zeichnung weggelassen worden.
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Wie das Fluidzuführsystem, welches in Fig. 1 und sonstwo
in den Zeichnungen dargestellt ist, ist auch das
Fluidzuführsystem dieses Ausführungsbeispieles so, daß das
Fluid immer zielgerichtet dem Bearbeitungspunkt zugeführt
werden kann, indem der Motor 101 in Abhängigkeit von dem
Fortschritt der Bearbeitung durch das Bearbeitungszentrum
angetrieben wird. Dieses Fluidzuführsystem unterscheidet
sich von dem in Fig. 1 und sonstwo dargestellten
Fluidzuführsystemen insbesondere dadurch, daß der mit dem
Werkzeughalter 2 verbundene Körperblock nicht als Ganzes
drehbar ist, sondern daß nur die Strahldüsen-Montageplatte,
welche am unteren Ende des Körperblockes angeordnet ist,
sich zusammen mit dem in den Körperblock eingebauten
inneren Zylinder 113 dreht, was den Vorteil bringt, daß
kein Verlust bei dem Ausrichtvorgang der Düsen eintritt,
und daß die Richtung der Fluidzuführung genauer gesteuert
werden kann.
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Fig. 20 zeigt eine Modifikation des obigen
Ausführungsbeispieles. Dieses Fluidzuführsystem kennzeichnet eine
parallele Verbindung zwischen dem Motor 101 des
Antriebsquellenblockes und des Fluidzuführrohres 103 des
Körperblockes durch die Kombination von zwei Zahnrädern 124
und 125. Die Schaftbohrung des Zahnrades 125 ist mit einer
sich axial erstreckenden Keilnut 125a versehen, während
das obere Ende des Flüssigkeitszuführrohres 103 mit einem
Vorsprung 103a ausgerüstet ist, der in die Keilnut 125a
eingreifen kann. In dem Zustand, bei dem der
Werkzeughalter an dem Bearbeitungszentrum (nicht dargestellt)
montiert ist, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, paßt das
Fluidzuführrohr 103 in das Zahnrad 125 und gleichzeitig
greift der Vorsprung 103a in die Nut 125a ein, so daß die
Drehantriebskraft des Motors 101 auf gerade das
Flüssigkeitszuführrohr 103 übertragen wird. Die übrigen
konstruktiven Merkmale sind ähnlich denen des in Fig. 19
gezeigten Ausführungsbeispieles und die gleichen Bezugszeichen
werden zur Bezeichnung gleicher Teile verwendet.
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Dieses Fluidzuführsystem bewirkt den gleichen Effekt wie
das in Fig. 19 dargestellte Fluidzuführsystem.
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Das Bearbeitungszentrum gemäß der Erfindung bringt einen
unvergleichlichen Effekt hervor, indem es ein
Bearbeitungsfluid zu jeder Zeit exakt zum Bearbeitungspunkt
zuführt lediglich durch Anbringung einiger zusätzlicher
Komponenten an das bisher zur Verfügung stehende
Bearbeitungszentrum und zugehörige Werkzeughalter. Die
Bearbeitung mit dem Bearbeitungszentrum gemäß der Erfindung
besitzt daher die Eigenschaft eines minimalen Hitzestaus
und einer adäquaten Beseitigung von Spänen und
Schleifmittel dank der gerichteten Zuführung von
Bearbeitungsflüssigkeit zum Bearbeitungspunkt, welches der
Kontaktpunkt zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug ist, und
bietet so einen Hochleistungs-Bearbeitungseffekt, der
in der Vergangenheit nie verwirklicht wurde. Weiterhin
ist die Beschädigung und Abnützung des Werkzeuges
minimiert und die Bearbeitungsleistung gesteigert.