DE4016654A1 - Spindelvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spindelvor­ richtung zur Benutzung bei einem Maschinenwerkzeug, und ins­ besondere bezieht sie sich auf einen derartigen Typ, bei dem eine Verbesserung beim Anheben und Aufhängen eines ab­ nehmbaren Werkzeuges durchgeführt werden soll.

Bei einer Spindelvorrichtung zur Benutzung bei einem Maschi­ nenwerkzeug wird eine in der Spindeleinheit vorgesehene Zug­ stange in eine Richtung entgegengesetzt zu der Werkzeugan­ bringrichtung mit Hilfe einer Kraft bewegt, die erzeugt wird, wenn eine Vorspannvorrichtung, wie eine Belleville-Feder zusammengedrückt ist. Als Reaktion auf diese Bewegung der Zugstange wird ein an einem Endspitzenabschnitt der Zugstange vorgesehenes Werkzeughalteteil zum verschließenden Tragen des Werkzeuges geschlossen. Weiterhin wird das Werkzeug fest an der Spindel durch Heranziehen eines Zugansatzes des Werk­ zeuges durch die Zugstange befestigt.

Andererseits wird zum Lösen des Werkzeuges von der Spindel ein hinterer Endabschnitt der Zugstange durch eine Nieder­ drückvorrichtung, wie ein hydraulischer Zylinder, herunter­ gedrückt, so daß sich die Zugstange zu dem Werkzeug hin gegen die Vorspannkraft der Vorspannvorrichtung bewegt. Durch diese Bewegung wird das Werkzeughalteteil zum Freigeben des Zug­ ansatzes geöffnet, wodurch das Werkzeug von der Spindel ent­ fernbar wird.

Bei einer derartigen Anordnung wird eine ausreichend große Vorspannungskraft der Vorspannungsvorrichtung benötigt, zum Beispiel ungefähr 1000 kgf auf der BT40-Skala, damit das Werkzeug sicher gehalten wird. Für diesen Zweck muß die Vor­ spannvorrichtung eine große Vorspannungskraft aufbringen. Daher wird bei der Spindelvorrichtung eine große Kraft zum Auswechseln eines angesetzten Werkzeuges gegen ein neues Werkzeug benötigt. Weiterhin wird eine große Druckbelastung wegen des Ausübens der großen Vorspannungskraft auf ein Lager ausgeübt, wodurch dessen Betriebszeit gesenkt wird.

Wenn eine Belleville-Feder als Vorspannungsvorrichtung be­ nutzt wird, kann die Feder von einem Rotationszentrum der Spindel versetzt werden, wenn die letztere mit hoher Ge­ schwindigkeit dreht, wodurch im Betrieb eine Unwucht erzeugt wird. Wenn andererseits eine Spiralfeder als Vorspannungsvor­ richtung verwendet wird, wird die sich ergebende Spindel unförmig, da die Masse der Spiralfeder größer als die der Belleville-Feder ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine verbesserte Spindelvorrich­ tung vorzusehen, die eine Werkzeugklemm- oder -haltekraft ohne Benutzung einer Vorspannungsvorrichtung ausüben kann, dabei soll insbesondere die Kraft zum Halten des Werkzeuges durch eine kleine hydraulische Druckquelle erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Spindel­ vorrichtung zum Halten eines Werkzeuges bei der Benutzung in einem Maschinenwerkzeug mit einer drehbar um ihre Achse vorgesehenen Spindelwelle und einer sich durch die Spindel­ welle erstreckenden Zugstange, die in deren axiale Richtung relativ zu der Spindelwelle zum Halten des Werkzeuges ver­ schiebbar angeordnet ist. Die Zugstange weist eine äußere umlaufende Oberfläche auf. Dabei ist die Zugstange insbe­ sondere mit einem Fluiddurchgang versehen. Ein hohler Raum ist zwischen der äußeren umlaufenden Oberfläche der Zugstange und einer inneren umlaufenden Oberfläche der Spindelwelle vorgesehen. Ein Kolben ist fest mit der Zugstange verbunden und verschiebbar in dem hohlen Raum angeordnet. Eine Druck­ kammer ist durch die innere und äußere umlaufende Oberfläche und den Kolben abgegrenzt. Der Fluiddurchgang steht in einer Verbindung mit der Druckkammer. Eine Flüssigkeitsversorgungs­ einrichtung ist mit dem Fluiddurchgang zum Zuführen von Flüs­ sigkeit unter Druck zu der Druckkammer zum Pressen des Kol­ bens und der Zugstange in eine Richtung zum Halten des Werk­ zeuges verbunden.

Wenn Flüssigkeit unter Druck zu der Druckkammer durch den Fluiddurchgang, der in der Zugstange gebildet ist, zugeführt wird, wird der Kolben zu der Werkzeughalterichtung gepreßt, so daß sich die Zugstange ebenfalls zu der Werkzeughalterich­ tung bewegt. Als Ergebnis unterliegt das mit der Zugstange zusammenwirkende Werkzeug einer starken Haltekraft.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Spindelvorrichtung in dem Zustand des Werkzeughaltens;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 gezeigten Spindelvorrichtung im Zustand des Werkzeugfrei­ gebens; und

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform eines wesentlichen Abschnittes der er­ findungsgemäßen Spindelvorrichtung.

Im folgenden wird eine erste Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Spindelvorrichtung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Die Spindelvorrichtung weist einen äußeren zylindrischen Körper 1 und eine in dem zylindrischen Körper 1 angeordnete Spindelwelle 3 auf, die dadurch drehbar durch vier Lager 2 getragen ist. Eine Zug­ stange 6 ist in der Spindelwelle 3 vorgesehen. Die Zugstange 6 erstreckt sich in eine axiale Richtung der Spindelwelle 3 und ist entlang ihres Rotationszentrums angeordnet. Die Zugstange 6 ist verschiebbar in Bezug auf die Spindelwelle 3 in die axiale Richtung zum Befestigen und Lösen eines Werk­ zeuges 4 vorgesehen, und sie ist zusammen mit einer Drehung der Spindelwelle 3 drehbar. Innerhalb der Zugstange 6 ist ein Fluiddurchgang 5 gebildet, der sich in ihre axiale Rich­ tung erstreckt.

Die Zugstange 6 weist einen äußeren Endabschnitt (linke Seite in Fig. 1) auf, der mit einem Werkzeughalteteil 7 zum Angrei­ fen an einen Zugansatz 8 versehen ist, der an dem hinteren Ende des Werkzeuges 4 vorgesehen ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Werkzeughalteteil 7 in Eingriff mit dem Zug­ ansatz 8 gebracht, so daß das Werkzeug 4 an der Spindelwelle 3 befestigt ist, wenn die Zugstange 6 rückwärts innerhalb der Spindelwelle 3 bewegt wird (nach rechts in Fig. 1). Wenn dagegen die Zugstange 6 vorwärts (nach links in Fig. 2) in­ nerhalb der Spindelwelle 3 bewegt wird, löst sich das Werk­ zeughalteteil 7 von dem Zugansatz 8 des Werkzeuges 4, so daß das Werkzeug 4 von der Spindelwelle 3 freigegeben wird.

Die Spindelwelle 3 weist einen hinteren Endabschnitt auf, der mit einer länglichen Ausnehmung gebildet ist, die eine zylindrische innere umlaufende Oberfläche 21 und eine flache Bodenoberfläche 23 aufweist. Die Zugstange 6 erstreckt sich ebenfalls durch die Ausnehmung 22, und ein Kolben 27 ist fest an der Zugstange 6 befestigt. Der Kolben 27 ist gleitend verschiebbar innerhalb der zylindrischen inneren Oberfläche 21 angeordnet. Daher wird eine Fluiddruckkammer 25 durch die innere umlaufende Oberfläche 21, die Bodenoberfläche 23, einen Abschnitt einer äußeren umlaufenden Oberfläche 24 der Zugstange 6 und einer Frontfläche bzw. vorderen Oberfläche 29 des Kolbens 27 abgegrenzt. Eine Spiralfeder 28 ist inner­ halb der Druckkammer 25 vorgesehen und über der Zugstange 6 angeordnet. Ein Ende der Spiralfeder 28 sitzt auf der Bo­ denoberfläche 23, und ein anderes Ende sitzt auf der Front­ fläche des Kolbens 27.

Ein radialer Verbindungsdurchgang 26 ist in der Zugstange 6 so gebildet, daß er eine Fluidverbindung zwischen dem Fluid­ durchgang 5 und der Fluiddruckkammer 25 vorsieht. Auf das Zuführen von Maschinenflüssigkeit unter hohem Druck zu der Fluiddruckkammer 25 durch den Fluiddurchgang 5 und den Ver­ bindungsdurchgang 26 wird der Kolben 27 innerhalb der Druck­ kammer 25 so bewegt, daß die einstückig mit dem Kolben 27 vorgesehene Zugstange 6 in die axiale Richtung bewegt wird.

Als nächstes wird ein hydraulisches System der Spindelvor­ richtung beschrieben. Eine Quelle für Flüssigkeit unter hohem Druck (nicht gezeigt) ist mit dem Fluiddurchgang 5 durch ein an dem hinteren abgewandten Ende der Zugstange 6 ange­ brachtes Drehgelenk 41 verbunden. Die Flüssigkeit fließt in die durch den Pfeil A angezeigte Richtung. Ein Teil der Flüssigkeit wird in die Druckkammer 25 durch den Verbindungs­ durchgang 26 geführt, und die verbleibende Flüssigkeit wird zu dem Werkzeug 4 geführt. Für das Zuführen der Flüssigkeit zu dem Werkzeug 4 ist ein Verbindungsdurchgang 42 in eine radiale Richtung der Spindelwelle 3 mit Fluidverbindung zu dem Fluiddurchgang 5 gebildet. Der Verbindungsdurchgang 42 steht mit einem mit dem Werkzeug 4 über ein Rückschlagventil 43, das an dem vorderen Endabschnitt der Spindelwelle 3 vor­ gesehen ist, verbundenen Verbindungsdurchgang 44 in Verbin­ dung.

Ein hinteres Becherteil 51 ist an einem hinteren Endabschnitt des äußeren zylindrischen Körpers 1 befestigt, und ein hy­ draulischer Zylinder 52 ist an einer hinteren Wand des hin­ teren Becherteiles 51 angebracht. Der hydraulische Zylinder 52 kann wahlweise gegen den hinteren Endabschnitt 53 der Zugstange 6 stoßen. Auf die Betätigung des hydraulischen Zylinders 52 zum Schieben des hinteren Endabschnittes 53 der Zugstange 6 werden sowohl die Zugstange 6 als auch der Kolben 27 vorwärts gegen die Vorspannungskraft der Spiral­ feder 28 geschoben.

Ein Rotationsdetektor 54 ist fest an dem äußeren zylindri­ schen Körper 1 zum Erfassen der Rotationsphase der Haupt­ spindel 3 vorgesehen. Eine Frontplatte 55 ist zum Abdecken eines vorderen offenen Endes des äußeren zylindrischen Kör­ pers 1 vorgesehen. Die Frontplatte 55 ist mit einem zweiten Detektor 56 zum Erfassen des Vorhandenseins des Werkzeuges 4 vorgesehen. Falls sowohl der Werkzeughaltezustand als auch die Rotationsphase der Spindelwelle 3 durch die Detektoren 56 und 54 erfaßt werden, wird automatisch eine Versorgungs­ einheit für Flüssigkeit mit einer Pumpe (nicht gezeigt) zum Zuführen der Flüssigkeit unter hohem Druck zu der Drehver­ bindung 41 betätigt. Wenn andererseits das Werkzeug nicht durch die Spindelwelle gehalten ist, oder wenn die Spindel­ welle 3 nicht um ihre Achse gedreht wird, wird der Betrieb der Versorgungseinheit für Flüssigkeit automatisch gestoppt, wodurch automatisch der hydraulische Druck innerhalb des hydraulischen Systemes abgebaut wird.

Zum Zwecke des hermetischen Abschließens sind 0-Ringe 57, 58 und 59 zwischen der Spindelwelle 3 und der Zugstange 6 angebracht. Weiterhin sind ein O-Ring 60 und ein O-Ring 61 über der äußeren und inneren umlaufenden Oberfläche des Kol­ bens 27 zum Verhindern, daß Flüssigkeit leckt, angebracht.

Bei der so gebildeten Anordnung für den Zusammenbau des Werk­ zeuges 4 mit der Spindelvorrichtung wird der Kolben 27, nach­ dem der Zugansatz 8 des Werkzeuges 4 von dem Werkzeughalte­ teil 7 gehalten ist, rückwärts durch die Vorspannungskraft der Spiralfeder 28 gezwungen, so daß sowohl der Kolben 27 als auch die Zugstange 6 rückwärts bewegt werden. Folglich greift das Werkzeug 4 in das Werkzeughalteteil 7 ein. Bei Aufrechterhalten dieses Zustandes erzeugt der Rotationsde­ tektor 54 ein Ausgangssignal, das die Rotation anzeigt, wenn die Spindelwelle 3 um ihre Achse gedreht wird, und der Werk­ zeugdetektor 56 erzeugt ein Ausgangssignal, das den Werkzeug­ haltezustand anzeigt. Als Reaktion auf diese Ausgangssignale wird die Pumpe der Flüssigkeitsversorgungseinheit zum Versor­ gen von Flüssigkeit unter hohem Druck in den Fluiddurchgang 5 durch die Drehverbindung 41 aktiviert.

Die somit zugeführte Flüssigkeit in dem Fluiddurchgang 5 wird dann in den Verbindungsdurchgang 42, das Rückschlagventil 43 und den anderen Verbindungsdurchgang 44 zum Zuführen der Flüssigkeit zu dem Werkzeug 4 verteilt. Weiterhin wird eben­ falls ein Teil der Flüssigkeit in die Druckkammer 25 durch den Verbindungsdurchgang 26 verteilt. Die in die Druckkammer 25 eingefüllte Flüssigkeit zwingt den Kolben 27 rückwärts zum weiteren Bewegen der Zugstange 6 nach hinten. Als Ergebnis wird der Eingriff des Werkzeughalteteiles 7 mit dem Zugansatz 8 weiterhin sichergestellt, wodurch eine stabile Verbindung des Werkzeuges 4 mit der Spindelwelle 3 erreicht wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Andererseits wird zum Lösen des Werkzeuges 4 von der Spindel­ vorrichtung, genauer gesagt, von dem Werkzeughalteteil 7, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Drehung der Spindelwelle 3 gestoppt, so daß der Rotationsdetektor 54 ein Ausgangssignal abgibt, das das Stoppen der Rotation anzeigt. Als Reaktion auf das Ausgangssignal wird die Pumpe deaktiviert und der hydraulische Druck innerhalb der Druckkammer 25 auf den Atmo­ sphärendruck reduziert. Daraufhin wird der Hydraulikzylinder 52 so betätigt, daß er die Zugstange 6 und den Kolben 27 vorwärts gegen die Vorspannungskraft der Spiralfeder 28 schiebt. Folglich gibt das Werkzeughalteteil 7 den Zugansatz 8 des Werkzeuges 4 frei, so daß das Werkzeug 4 von der Spin­ delvorrichtung abgenommen werden kann. In diesem das Werkzeug freigebenden Zustand schließt das Rückschlagventil 43 ein Einlaßende des Verbindungsdurchganges 44, und daher kann das Lecken von Flüssigkeit durch den Verbindungsdurchgang 44 verhindert werden.

Bei dieser ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spin­ delvorrichtung wird das Werkzeug durch die Spindelvorrichtung nicht mit Hilfe einer Vorspannungsvorrichtung mit einer star­ ken Vorspannungskraft gehalten, sondern es wird durch Bewegen der Zugstange 6 nach hinten unter Benutzung von hydraulischem Druck gehalten. Daher ist eine starke Vorspannungskraft der Vorspannungsvorrichtung, d.h. der Spiralfeder 28, nicht nötig. Folglich ist nur eine kleine Kraft zum Bewegen der Zugstange 6 nötig, und die benutzten Lager unterliegen nicht einer starken Druckkraft. Da weiterhin eine Belleville-Feder nicht benutzt ist, tritt keinerlei Drehunwucht zur Zeit der Hochgeschwindigkeitsdrehung der Spindelwelle auf, und damit ist ein mechanischer Zusammenbruch aufgrund der Ermüdung von Maschinenteilen verhindert, der durch die Anwendung hoher Belastung verursacht werden würde.

Wenn bei der obigen Ausführungsform die Maschinenflüssigkeit, d.h. die zum Schneiden oder Schleifen verwendete Flüssigkeit nicht benötigt ist, kann das Verbindungsloch 44 wegfallen. Da in diesem Fall das Lecken der Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Tätigkeit des Rückschlagventiles 43 verhin­ dert werden kann, kann die Druckkammer 25 einen ausreichend hohen hydraulischen Druck vorsehen, wodurch eine ausreichende Bewegung des Kolbens und der Zugstange zum stabilen Klemmen des Werkzeuges durch das Werkzeughalteteil 7 vorgesehen wer­ den kann.

Weiterhin ist in der ersten Ausführungsform die Spiralfeder 28 benutzt. Diese Spiralfeder 28 kann jedoch ebenfalls ent­ fallen, da die rückwärtige Bewegung der Kolbens 27 durch den in der Druckkammer 25 ausgeübten hydraulischen Druck bewirkt wird. D.h., die Spiralfeder 28 dient als Hilfsein­ richtung zum Vorsehen der rückwärtigen Bewegung des Kolbens, wenn der hydraulische Druck unbeabsichtigterweise ausfällt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spindelvorrich­ tung beschrieben. In der zweiten Ausführungsform ist die Druckkammer 25 der ersten Ausführungsform in eine erste Druckkammer 74 und eine zweite Druckkammer 77 so unterteilt, daß ein Verstärkungssystem für den hydraulischen Druck ge­ geben ist. Ahnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist ein Fluiddurchgang 72 in einer Zugstange 71 gebildet, der sich in einer axialen Richtung davon erstreckt, und ein radialer Verbindungsdurchgang 73 in Verbindung mit dem Fluid­ durchgang 72 ist in der Zugstange 71 gebildet. Ein hohler Raum ist zwischen einer äußeren umlaufenden Oberfläche 78 der Zugstange 71 und einer inneren umlaufenden Oberfläche 80 einer Spindelwelle 79 abgegrenzt. Die erste Druckkammer 74 ist an einem Abschnitt des hohlen Raumes und in Verbindung mit dem Verbindungsdurchgang 73 vorgesehen. Innerhalb des hohlen Raumes ist ein freier Kolben 75 gleitbar in einer axialen Richtung davon über einen inneren O-Ring 93 und einen inneren Ölabdichtring 95 und einen äußeren O-Ring 94 und einen äußeren Ölabdichtring 96 vorgesehen. Der freie Kolben 75 weist einen großen äußeren Durchmesserabschnitt und einen kleinen äußeren Durchmesserabschnitt auf, der rückwärts von dem großen Durchmesserabschnitt angeordnet ist. Weiterhin ist eine abgestufte Oberfläche 84 an einem Übergang zwischen dem großen und dem kleinen Außendurchmesserabscnnitt des freien Kolbens 75 gegeben. Daher ist die erste Druckkammer 74 durch die äußere umlaufende Oberfläche 78 der Zugstange 71, der inneren umlaufenden Oberfläche 80 der Spindelwelle 79 und einer planaren Frontendfläche des freien Kolbens 75 abge­ grenzt.

Der hohle Raum hat einen vorderen kleinen Innendurchmesser­ abschnitt und einen hinteren großen Durchmesserabschnitt. Der große Durchmesserabschnitt des freien Kolbens 75 ist gleitbar innerhalb des kleinen inneren Durchmesserabschnittes des hohlen Raumes. Andererseits ist eine Hülse 81 an dem hinteren großen Innendurchmesserabschnitt des hohlen Raumes angeordnet. Die Hülse 81 weist einen vorderen kleinen Innen­ durchmesserabschnitt 83 und einen hinteren großen Innendurch­ messerabschnitt 82 auf. Eine abgestufte Oberfläche 87 ist an dem Übergang zwischen dem kleinen und dem großen Innen­ durchmesserabschnitt der Hülse 81 gegeben. Der hintere kleine Außendurchmesserabschnitt des freien Kolbens 75 ist gleitbar in Bezug auf den vorderen kleinen Innendurchmesserabschnitt 83 der Hülse 81 angeordnet. Eine Rückholfeder 86 ist zusam­ mengedrückt über den kleinen Außendurchmesserabschnitt des freien Kolbens 75 vorgesehen und weist einen vorderen Endab­ schnitt auf, der auf dem gestuften Abschnitt 84 sitzt, und einen hinteren Endabschnitt, der auf einer vorderen Endfläche 85 der Hülse 81 sitzt.

Eine Ringkammer 91 ist durch den gestuften Abschnitt 84, die vordere Endfläche 85 der Hülse 81, den kleinen Durchmes­ serabschnitt des freien Kolbens 75 und die innere umlaufende Oberfläche der Spindelwelle 79 abgegrenzt. Die Rückholfeder 86 ist in der Ringkammer 91 angeordnet.

Ein Kolben 76 (entsprechend dem Kolben 27 in der ersten Aus­ führungsform) ist fest an der Zugstange 71 befestigt. Der Kolben 76 ist gleitbar in Bezug auf den hinteren großen Innendurchmesserabschnitt 82 der Hülse 81 vorgesehen. Daher ist die zweite Druckkammer 77 durch den großen Innendurch­ messerabschnitt 82 der Hülse 81, einer vorderen abgewandten Endfläche 88 des Kolbens 76 und der äußeren umlaufenden Ober­ fläche 78 der Zugstange 71 abgegrenzt. Weiterhin ist eine Spiralfeder 89 zusammengedrückt über der Zugstange 71 vorge­ sehen und weist ein Ende auf, das auf der gestuften Oberflä­ che 87 sitzt, und ein anderes Ende, das auf der vorderen Endfläche 88 des Kolbens 76 sitzt.

In der zweiten Druckkammer 77 ist hermetisch ein Arbeitsöl durch O-Ringe 97, 98 und einen Ölabdichtring 99 gehalten. Der O-Ring 98 und der Ölabdichtring 99 sind zwischen der äußeren umlaufenden Oberfläche des Kolbens 76 und der inneren umlaufenden Oberfläche des großen Innendurchmesserabschnittes der Hülse 81 vorgesehen. Dagegen ist der O-Ring 97 zwischen der inneren umlaufenden Oberfläche des Kolbens 76 und der äußeren umlaufenden Oberfläche der Zugstange 71 vorgesehen. Die hermetische Abdichtung der zweiten Druckkammer 77 wird ebenfalls durch die Ölabdichtringe 95 und 96 aufrechterhal­ ten. Weiterhin ist ein anderer O-Ring 92 zwischen der Spin­ delwelle und der Zugstange 71 vorgesehen.

Bei dieser Anordnung ist eine Fläche der vorderen Endfläche des freien Kolbens 75, der vorderen Endfläche, die der ersten Druckkammer 74 gegenübersteht, größer als eine Fläche der hinteren Endfläche des freien Kolbens 75, der hinteren End­ fläche, die der zweiten Druckkammer 77 gegenübersteht. Wei­ terhin ist ein Abschnitt der Spindelwelle 79, der Abschnitt, der der Rückholfeder 86 zugewandt ist, mit einem radialen Luftentlastungsloch 90 gebildet, das in Gasverbindung mit der Ringkammer 91 steht. Daher enthält die Ringkammer 91 Atmo­ shpärendruck.

Im Betrieb tritt ein Teil der Flüssigkeit unter Druck, die in den Fluiddurchgang 72 eingeführt ist, in die erste Druck­ kammer 74 durch den Verbindungsdurchgang 73. Gemäß des Druck­ anstieges in der ersten Druckkammer 74 wird der freie Kolben 75 rückwärts zu der zweiten Druckkammer 77 gezwungen. Wegen der Bewegung des freien Kolbens 75 wird der Innendruck des Arbeitsöls, das hermetisch innerhalb der zweiten Druckkammer 77 gehalten ist, ebenfalls erhöht. Da die Fläche der vorderen Endfläche des freien Kolbens 75 größer gewählt ist als die seiner hinteren Endfläche, wird der hydraulische Druck inner­ halb der zweiten Druckkammer 77 größer als der in der ersten Druckkammer 74. Folglich kann eine erhöhte Druckkraft auf den an der Zugstange 71 befestigten Kolben 76 ausgeübt wer­ den.

Daher kann bei der zweiten Ausführungsform eine große Greif­ kraft zum Festhalten des Werkzeuges 4 an der Spindelvorrich­ tung im Vergleich mit der durch die erste Ausführungsform erzeugten Kraft erzeugt werden. Selbst wenn in der zweiten Ausführungsform ein niedriger hydraulischer Druck in der ersten Druckkammer 74 angelegt ist, wird ausreichender Druck in der zweiten Druckkammer 77 zum Zwingen des Kolbens 76 nach hinten erzeugt.

Bei der zweiten Ausführungsform ist ein einzelner freier Kolben 75 zum Darstellen der ersten und zweiten Druckkammer vorgesehen. Es können jedoch auch eine Mehrzahl von freien Kolben in dem hohlen Raum so vorgesehen sein, daß eine Mehr­ zahl von Druckkammern vorgesehen sind, die aufeinanderfolgend den hydraulischen Druck in der Reihenfolge der aufeinander­ folgenden Druckkammern erhöhen.

Wie oben beschrieben ist, wird bei den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spindelvorrichtung die Zugstange in ihre axiale Richtung durch Anwenden von hydraulischem Druck gezogen, wodurch eine ausreichende Werkzeughaltekraft unab­ hängig von der Anwendung einer mechanischen Vorspannungsvor­ richtung, wie einer Feder, erzeugt werden kann. Weiterhin kann gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung der hydraulische Druck innerhalb der zweiten Druckkammer höher gemacht werden als in der ersten Druckkammer, da der freie Kolben, der den hohlen Raum in eine erste und zweite Druck­ kammer unterteilt, eine vordere Endfläche und eine hintere Endfläche aufweist und die Fläche der vorderen Endfläche größer als die der hinteren Endfläche ist. Selbst wenn daher ein niedriger Druck auf die erste Druckkammer angewandt wird, kann ein ausreichender Hydraulikdruck innerhalb der zweiten Druckkammer zum Fressen des Kolbens erzeugt werden, wodurch das Werkzeug mit ausreichender Haltekraft sicher gehalten wird.

Claims (7)

1. Spindelvorrichtung zum Halten eines Werkzeuges (4) zum Benutzen bei einem Maschinenwerkzeug, mit
einer drehbar um ihre Achse vorgesehenen Spindelwelle (3, 79) und einer sich durch die Spindelwelle (3, 79) erstrek­ kenden Zugstange (6, 71), die verschiebbar in deren axiale Richtung relativ zu der Spindelwelle (3, 79) zum Halten des Werkzeuges (4) angebracht ist und eine äußere umlaufende Oberfläche (24, 78) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (6, 71) mit einem Fluiddurchgang (5, 72) gebildet ist;
daß ein Hohlraum zwischen der äußeren umlaufenden Oberfläche (24, 78) der Zugstange (6, 71) und einer inneren umlaufenden Oberfläche (21, 80) der Spindelwelle (3, 79) abgegrenzt ist;
daß ein Kolben (27, 76) an der Zugstange (6, 71) befestigt ist und verschiebbar in dem Hohlraum angeordnet ist;
daß eine Druckkammer (25; 74, 77) durch die innere und äußere umlaufende Oberfläche (24, 78; 21, 80) und den Kolben (27, 76) abgegrenzt ist, wobei der Fluiddurchgang (5, 72) in Fluidverbindung mit der Druckkammer (25; 74, 77) steht; und
daß eine mit dem Fluiddurchgang (5, 72) verbundene Flüssig­ keitsversorgungsvorrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit unter Druck zu der Druckkammer (25; 74, 77) vorgesehen ist zum Fressen des Kolbens (27, 76) und der Zugstange (6, 71) in eine Richtung zum Halten des Werkzeuges (4).

2. Spindelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (6, 71) einen mit einer zylindrischen Ausnehmung (22) mit einer zylindrischen Oberfläche (21) und einer Bodenoberfläche (23) gebildeten hinteren Abschnitt aufweist, wobei der Kolben (27, 76) in der zylindrischen Ausnehmung (22) angeordnet ist und die Druck­ kammer (25; 74, 77) durch die zylindrische Ausnehmung (22) und den Kolben (27, 76) abgegrenzt ist.

3. Spindelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Fluiddurchgang (5, 72) im wesentlichen entlang einer Länge der Zugstange (6, 71) erstreckt, und daß die Zugstange (6, 71) mit einem ersten und einem zweiten radialen Verbindungsdurchgang (26, 42; 73) gebildet ist, daß der erste Durchgang (26, 73) eine Fluidver­ bindung zwischen der Druckkammer (25, 74) und dem Fluiddurch­ gang (5, 72) zum Anlegen eines hydraulischen Druckes an die Druckkammer (25, 74) bildet und daß der zweite Durchgang (42) eine Verbindung zwischen dem Fluiddurchgang (5, 72) und dem Werkzeug (4) zum Zuführen eines Teiles der Flüssigkeit zu dem Werkzeug (4) bildet.

4. Spindelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mechanische Vorspannungsvorrichtung (28, 89), die in der Druckkammer (25, 77) zum Fressen des Kolbens (27, 76) in die Richtung zum Halten des Werkzeuges (4) vorgesehen ist, wobei die Vorspannungsvorrichtung (28, 89) die Bewegung des Kolbens (27, 76) in die Richtung unter­ stützt.

5. Spindelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen mit der Zugstange (6, 71) verbind­ baren hydraulischen Zylinder zum Bewegen der Zugstange in eine Richtung zum Freigeben des Werkzeuges (4).

6. Spindelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein freier Kolben (75) vorgesehen ist, der in einem Hohlraum zum Unterteilen der Druckkammer in eine erste Druckkammer (74) und eine zweite Druckkammer (77) angeordnet ist, daß die erste Druck­ kammer (74) in Fluidverbindung mit dem Fluiddurchgang (72) steht und daß die zweite Druckkammer (77) nahe dem Kolben (76) angeordnet ist, der mit der Zugstange (71) verbunden ist, und hermetisch abgeschlossen zum Aufnehmen darin einer Flüssigkeit ist, daß der freie Kolben (75) verschiebbar in dem Hohlraum angeordnet ist und eine vordere Endoberfläche aufweist, die der ersten Druckkammer (74) zugewandt ist, und eine hintere Endoberfläche aufweist, die der zweiten Druckkammer (77) zugewandt ist, und daß eine Fläche der vor­ deren Endoberfläche größer als die der hinteren Endoberfläche ist.

7. Spindelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere umlaufende Oberfläche (80) der Spindelwelle (79) einen kleinen Innendurchmesser­ abschnitt und einen großen Innendurchmesserabschnitt aufweist und daß der freie Kolben (75) einen großen Außendurchmesser­ abschnitt und einen kleinen Außendurchmesserabschnitt auf­ weist, daß der große Außendurchmesserabschnitt die vordere Endoberfläche abgrenzt und verschiebbar in dem kleinen Innen­ durchmesserabschnitt der Spindelwelle (79) angeordnet ist, und daß ein Hülsenteil (81) vorgesehen ist, das an dem gro­ ßen Innendurchmesserabschnitt der Spindelwelle (79) angeord­ net ist, wobei das Hülsenteil (81) einen kleinen Innendurch­ messerabschnitt (83) und einen großen Innendurchmesserab­ schnitt (82) aufweist und der kleine Außendurchmesserab­ schnitt des freien Kolbens (75) die hintere Endoberfläche abgrenzt und verschiebbar in dem kleinen Innendurchmesserab­ schnitt (83) des Hülsenteiles (81) angeordnet ist, der an der Zugstange (71) befestigte Kolben (76) verschiebbar in dem großen Innendurchmesserabschnitt (82) des Hülsenteiles (81) angeordnet ist.