DE4022216A1 - Verbesserte spindeleinheit fuer maschine mit einer oder mehreren spindeln - Google Patents
Verbesserte spindeleinheit fuer maschine mit einer oder mehreren spindelnInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Spin
deleinheit für eine Maschine mit einer Spindel oder für
eine Maschine mit mehreren Spindeln gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
Im Stand der Technik sind Maschinen mit mehreren Spindeln
wohlbekannt. Die in den Figuren gezeigte Maschine ist
eine abgewandelte Acme-Gridley-Mehrfachspindelmaschine.
Weitere Arten von Maschinen mit mehreren Spindeln sind
beispielsweise aus US 36 88 364-A, US 37 44 355-A, US
39 78 565-A und US 40 11 777-A bekannt.
In vielen Mehrfachspindel-Maschinen des Standes der Tech
nik ist am Ende einer jeden Spindel eine Spannpatrone zum
Halten eines Werkstückes angeordnet. Die Spannpatrone ist
zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Posi
tion beweglich. In der geschlossenen Position hält sie
ein Werkstück, an dem währenddessen ein äußerer Bearbei
tungsvorgang ausgeführt wird. Diese Bearbeitungsvorgänge
können Schneidevorgänge, Bohrvorgänge, Ge
windebohrvorgänge, Ausdornvorgänge, Entgratungsvorgänge
oder andere ähnlich geartete maschinelle Arbeitsvorgänge
enthalten. In vielen derartigen Maschinen des Standes der
Technik weisen die zugehörigen Spindeln in ihnen angeord
nete mechanische Auswurfmechanismen auf, die bei Beendi
gung des äußeren Bearbeitungsvorgangs mit der Rückseite
des Werkstückes in Berührung gebracht werden, um das
Werkstück aus der Spindel auszuwerfen. Eine solche mecha
nische Auswurfvorrichtung des Standes der Technik ist aus
US 41 06 376-A bekannt. In diesem Dokument wird die Ver
wendung eines Auswurfstabes, in dem das Werkstück ausge
worfen wird, offenbart. Ferner wird in diesem Dokument
die Verwendung eines Gebläses offenbart, mit dem Luft in
das rückwärtige Ende der Spindeleinheit geblasen wird, um
damit Späne und Arbeitsflüssigkeit aus der Spannpatrone
zu blasen und um das Werkstück auszustoßen.
Bei Verwendung von einigen der Spindeleinheiten des Stan
des der Technik besteht hinsichtlich der Anordnung des
vorderen Endes der Spannpatrone nach der Entnahme des
einen Werkstücks und der Einbringung eines neuen Werk
stückes häufig keine Konstanz. Oftmals muß die axiale Be
ziehung der Spannpatrone relativ zum vorderen Ende der
Spindeleinheit und relativ zu einem äußeren Werkzeug un
unterbrochen überwacht und eingestellt werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Spindeleinheit für Maschinen mit einer oder
mit mehreren Spindeln zu schaffen, die die erwähnten Män
gel und Nachteile der Spindeleinheiten des Standes der
Technik beseitigt, in der zum Auswerfen des Werkstücks
aus der Spannpatrone eine Flüssigkeit auf wäßriger Basis
oder eine Flüssigkeit auf Ölbasis verwendet wird und
durch die die Produktivität der sie enthaltenden Spindel
maschinen erhöht wird.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gattungsge
mäßen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im kenn
zeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind im Ne
benanspruch und in den Unteransprüchen angegeben. Die Er
findung wird im folgenden anhand von bevorzugten Aus
führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher er
läutert; es zeigen
Fig. 1 einen Aufriß einer Mehrfachspindelmaschine, die
verbesserte Spindeleinheiten gemäß der Erfindung
aufweist;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Teils einer erfin
dungsgemäßen, verbesserten Spindeleinheit;
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils der in
Fig. 2 gezeigten Spindeleinheit, wobei sich die
Spannpatroneneinheit in der geschlossenen Posi
tion befindet;
Fig. 4 eine zu der in Fig. 3 gezeigten Ansicht ähnliche
Ansicht, in der die unverriegelte Position der
Spannpatroneneinheit übertrieben dargestellt ist;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht des Antriebsme
chanismus zum Verriegeln und Entriegeln der Spin
deleinheit, wobei die Vorrichtung in der verrie
gelten Position dargestellt ist;
Fig. 6 eine zu der in Fig. 5 gezeigten Ansicht ähnliche
Ansicht, wobei sich die Vorrichtung in der
entriegelten Position befindet; und
Fig. 7 eine auseinandergezogene Teilansicht von ver
schiedenen Teilen der Spannpatroneneinheit.
In Fig. 1 wird eine Maschine für mehrere Spindeln mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Erfindung betrifft je
doch auch Maschinen mit nur einer Spindel. Die Mehr
fachspindelmaschine 10 umfaßt einen Hauptrahmen 11 und
einen Hauptmotorantrieb 12. Der Hauptmotorantrieb 12 ist
mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäß aufgebauten ver
besserten Spindeleinheiten 15 funktional verbunden. Wie
in Fig. 2 gezeigt, weisen die mit dem Spindelschlitten
des Hauptrahmens 11 der Mehrfachspindelmaschine 10 ver
bundenen Träger 16 und 17 Lager 18 und 19 auf, in denen
eine verbesserte Spindeleinheit 15 drehbar angebracht
ist. Die Spindeleinheit 15 umfaßt ein äußeres Röhrenbau
teil 20, das durch den Hauptmotorantrieb 12 angetrieben
wird. Ferner umfaßt die Spindeleinheit 15 eine Spannpa
troneneinheit 21, die eine Schlitzspannpatrone 22 ent
hält, welche zur Aufnahme eines Werkstückes 23 verriegel
bar bzw. entriegelbar ist. Die Spannpatrone 22 hält das
Werkstück 23, um an diesem einen äußeren Bearbeitungsvor
gang, beispielsweise mittels eines in Fig. 3 gezeigten
äußeren Schneidewerkzeuges 25, auszuführen.
Im äußeren Röhrenbauteil 20 ist eine in Längsrichtung
sich erstreckende innere Welle 26 mit einem sich in
Längsrichtung erstreckenden axialen Flüssigkeitsdurch
laßweg 27 angeordnet. Eine Maschinenwelle 29 wird durch
Lager 30 und 31 drehbar gelagert und umfaßt eine in der
Nähe eines ihrer Enden angebrachte Abtriebsriemenscheibe
32. Mit dieser Riemenscheibe 32 ist über einen Antriebs
riemen 35 ein eine Antriebsriemenscheibe 34 aufweisender
Antriebsmotor 33 verbunden. In anderen Ausführungsformen
kann der Motor 33 auch ein Hydraulikmotor oder ein luft
betriebener Motor sein.
Ein Antriebszahnrad 37 ist mit der Maschinenwelle 29 ver
keilt und mit einem an der inneren Welle 26 befestigten
Zahnrad 38 funktional verbunden. Die innere Welle 26 wird
durch den Antriebsmotor 33 unabhängig vom äußeren Röhren
bauteil 20 angetrieben. Das äußere Röhrenbauteil 20 wird
in Drehrichtung mittels eines Zahnrades 40 angetrieben,
das über Leerlaufzahnräder 41 und Antriebszahnräder 42
mit dem Hauptmotorantrieb 12 funktional verbunden ist. In
das an der Maschinenwelle 29 angebrachte Antriebszahnrad
37 greift ein Leerlaufzahnrad 44 ein, das mit (nicht ge
zeigten) anderen Spindeleinheiten 15 verbunden ist. Mehr
fachspindel-Maschinen besitzen normalerweise vier, sechs
oder acht Spindeleinheiten.
Die Maschinenwelle 29 definiert einen sich in Längs
richtung erstreckenden Flüssigkeitsdurchlaßweg 45. An ei
nem Ende der Maschinenwelle 29 ist ein Flüssig
keitsverbindungsstück 48 drehbar angebracht, an das eine
Hochdruckpumpe 46 über eine Leitung 47 Flüssigkeiten, die
unter hohem Druck stehen, zuführt. Diese unter hohem
Druck stehenden Flüssigkeiten können Flüssigkeiten auf
Ölbasis oder Flüssigkeiten auf wäßriger Basis sein. Eine
bevorzugte Hochdruckflüssigkeit ist eine Arbeitsflüs
sigkeit auf wäßriger Basis. Der Flüssigkeitsdruck fällt
vorzugsweise in einen Bereich zwischen 690 kPa und 13 800
kPa oder mehr.
Ein Flüssigkeitsausstoßring 50 besitzt eine kreisförmige
Rille 51 und eine Mehrzahl von Ausstoßleitungen 53. Die
Ausstoßleitungen 53 stehen mit Flüssigkeitsverbindungs
elementen 54, die an einem ersten Ende 55 der inneren
Welle 26 drehbar angebracht sind, in einer den Flüssig
keitsaustausch erlaubenden Verbindung. Die Ausstoßleitun
gen 53 führen dem axialen Flüssigkeitsdurchlaßweg 27 der
inneren Welle 26 Hochdruckflüssigkeit zu. Wie in den Fig.
3 und 4 gezeigt, sind in einem zweiten Ende der inneren
Welle 26 Flüssigkeitsdurchlaßwege 57 ausgebildet, durch
die die Hochdruckflüssigkeit an die Rückseite der Spann
patrone 22 geliefert wird. Die Flüssigkeit strömt durch
eine mittige Bohrung 58 und steht so mit der Rückseite
des Werkstückes 23 in Verbindung, um dieses Werkstück
auszustoßen, wenn die Spannpatroneneinheit 21 in die
entriegelte Position bewegt wird, wie dies in Fig. 4 ge
zeigt ist.
Vorzugsweise ist in der Nähe des zweiten Endes 56 der in
neren Welle 26 an deren Außenseite eine Flüssigkeits
dichtungseinheit 60 angeordnet, um zu verhindern, daß die
unter Druck stehende und aus den Flüssig
keitsdurchlaßwegen 57 austretende Flüssigkeit rückwärts
in den Außenbereich der inneren Welle 26 strömt.
Es hat sich herausgestellt, daß die unter hohem Druck
stehenden Flüssigkeit die Werkstücke 23 in einer Situa
tion mit hoher Produktionsrate schnell und zuverlässig
auswirft. Ferner wurde festgestellt, daß es nicht möglich
ist, durch die Verwendung von Druckluft die Werkstücke 23
bei einer hohen Produktionsrate aus der Mehrfachspindel-
Maschine zuverlässig auszuwerfen. Die fehlende Luftdich
tigkeit erlaubt es nicht, an die Rückseite der Werkstücke
eine ausreichende Kraft anzulegen, um die Werkstücke in
einer Situation mit hoher Produktionsrate zuverlässig
auszustoßen.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ist in der vorliegenden
Ausführungsform am zweiten Ende 56 der inneren Welle 26
eine Werkzeughalterung 61 angebracht. In diese Werkzeug
halterung 61 ist zur Illustration ein Langlochbohrer ein
gesetzt. Zusätzlich zu ihrer drehbaren Lagerung kann die
innere Welle 26 in axialer Richtung hin und her bewegt
werden, so daß der Langlochbohrer 62 am Werkstück 23
einen Rückseitenbohrbetrieb ausführt, wie in Fig. 3 ge
zeigt ist. Daher kann die erfindungsgemäße verbesserte
Spindeleinheit 15 gleichzeitig sowohl einen äußeren Bear
beitungsvorgang als auch einen inneren Be
arbeitungsvorgang am Werkstück 23 ausführen. Darin be
steht die Hauptverbesserung der erfindungsgemäßen Spin
delmaschine. Selbstverständlich können die inneren Bear
beitungsvorgänge mehrere verschiedene Arten von Vorgängen
enthalten, etwa ein Bohren, ein Gewindebohren, ein Aus
dornen und ein Entgraten; die möglichen inneren Bearbei
tungsvorgänge sind jedoch nicht auf die erwähnten Bear
beitungsvorgänge beschränkt. Die innere Welle 26 und die
an ihr angebrachte Werkzeughalterung 61 werden durch den
Antriebsmotor 33 mit veränderbaren Geschwindigkeiten an
getrieben. Diese Geschwindigkeiten können bis zu 10 000
min-1 oder mehr betragen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die vorliegende Ausführungs
form mit Antriebsmitteln versehen, die die inneren Welle
26 in axialer Richtung hin und her bewegen. Diese an
triebsmittel zum Hin- und Herbewegen umfassen eine Kur
ventrommel 64, die eine in der Nähe der inneren Welle 26
angeordnete Kurvennut 65 besitzt. Durch eine Ma
schinenhalterung 67 wird ein in Längsrichtung sich er
streckender Stab 66 so gelagert, daß er hin und her be
wegt werden kann. Mit diesem Stab 66 ist eine ein Folgee
lement 69 aufweisende Folgeelementbuchse 68 fest verbun
den. Das Folgeelement 69 ist in der Kurvennut 65 angeord
net, so daß es durch die Kurventrommel 64 entlang der
Kurvennut 65 angetrieben wird. Am Stab 66 ist ferner eine
einen Schubblock 71 aufweisende Antriebsbuchse 70 fest
angebracht, wobei sich der Schubblock 71 mit dem in der
Nähe des ersten Endes 55 der inneren Welle 26 an
gebrachten Flüssigkeitsverbindungsstück 54 in Eingriff
befindet. Das erste Ende 55 der inneren Welle 26 wird von
einer Feder 72 umgeben, die als Rückstellfeder wirkt und
die Hin- und Herbewegung der inneren Welle 26 unter
stützt. Wenn der Bohrvorgang beendet ist, zwingt die Fe
der 72 den Langlochbohrer nach links, wie in Fig. 2 ge
zeigt ist. Während eines typischen Bearbeitungsvorgangs
wird durch die Bewegung des Folgeelementes 69 in der Kur
vennut 65 über den Schubblock 71 eine abwechselnd nach
links und rechts wirkende Kraft übertragen, um den Lang
lochbohrer 62 oder ein anderes Maschinenwerkzeug in eine
Position an der Rückseite des Werkstückes 23 zu bringen.
Die innere Welle 26 kann unabhängig von ihrer Drehung in
axialer Richtung hin und her bewegt werden. Wie in Fig. 7
gezeigt, schafft die Spannpatroneneinheit 21 der erfin
dungsgemäßen verbesserten Spindeleinheit 15 für die
Spannpatrone 22 einen Festanschlag. In der vorliegenden
Ausführungsform bleibt die Spannpatrone 22 in einer in
bezug auf die axiale Richtung stationären Position, wenn
die Spannpatrone verriegelt bzw. entriegelt wird, um ein
Werkstück zu befestigen bzw. freizugeben.
Die Spannpatronenanordnung 21 umfaßt eine zwischen dem
äußeren Röhrenbauteil 20 und der inneren Welle 26 ange
ordnete Spannpatronenwelle 75, die in axialer Richtung
beweglich ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, weist die Spannpa
tronenwelle 75 an ihrem äußeren Ende eine Mehrzahl von in
Längsrichtung sich erstreckenden und mit Gewinden verse
henen Fingern 76 auf. Eine mit einer äußeren kreis
förmigen Rille 79 versehene Spannpatronenbuchse 78 ist am
äußeren Röhrenbauteil 200 befestigt und mit diesem dreh
bar. Die Spannpatronenbuchse 78 ist in axialer Richtung
nicht beweglich und wird in bezug auf das äußere Röhren
bauteil 20 mittels einer Klemmschraube 80, die von einer
im äußeren Röhrenbauteil 20 vorgesehenen Gewindebohrung
81 aufgenommen wird, festgehalten. Das innere Ende der
Klemmschraube 80 wird von der kreisförmigen Rille 79 der
Spannpatronenbuchse 78 aufgenommen.
Die Spannpatronenbuchse 78 umfaßt eine mittige Gewinde
bohrung 83 und eine Mehrzahl von in Längsrichtung sich
erstreckenden Öffnungen 84. Die Öffnungen 84 nehmen die
mit Gewinden versehenen Finger 76 der Spannpatronenwelle
75 auf.
Wie in Fig. 7 gezeigt, wird durch eine ein erstes Ende 87
und ein zweites Ende 88 aufweisende Spannpatronenhal
terung 86 eine mittige Öffnung 89 definiert. An der
Spannpatronenhalterung 86 sind in der Nähe ihres ersten
Endes 87 Außengewinde 90 vorgesehen. Die mittige Öffnung
89 der Spannpatronenhalterung 86 definiert in der Nähe
des zweiten Endes 88 der Spannpatronenhalterung 86 eine
erste konische Fläche 91.
Das erste Ende 87 der Spannpatronenhalterung 86 wird in
der Hauptöffnung 92 der Spannpatronenbuchse 78 angeord
net. Die mit Gewinden versehenen Finger 76 der Spannpa
tronenwelle werden mit den auf der Außenseite der
Spannpatronenhalterung 86 vorgesehenen Außengewinden 90
verschraubt. Die Spannpatronenhalterung 86 bewegt sich
zusammen mit der Spannpatronenwelle 75 in axialer Rich
tung.
Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt die Spannpatrone 22 ein ein
Werkstück aufnehmendes Ende 94 und ein mit einem Gewinde
versehenes Ende 95. Ferner definiert die Spannpatrone 22
auf ihrer Außenseite eine zweite konische Fläche 96, die
zur ersten konischen Fläche 91 an der Innenseite der
Spannpatronenhalterung 86 komplementär ist. Das mit einem
Gewinde versehene Ende 95 der Spannpatrone 22 erstreckt
sich durch die mittige Öffnung 89 der Spannpatronenhalte
rung 86 und ist in der mittigen Gewindebohrung 83 der
Spannpatronenbuchse 78 befestigt. Daher bleibt die Spann
patrone 22 in bezug auf die axiale Richtung in einer fe
sten Position. Während der axialen Bewegung der Spannpa
tronenwelle 75 gelangt die erste konische Fläche 91 der
Spannpatronenhalterung 86 mit der zweiten konischen Flä
che 96 der Spannpatrone in Eingriff, um die Spannpatrone
zwischen der in Fig. 4 gezeigten geöffneten Position und
der in Fig. 3 gezeigten geschlossenen Position zu bewe
gen. In der in Fig. 4 gezeigten geöffneten Position kann
ein neues Werkstück 23 in der Spannpatrone 22 angebracht
werden. Dann kann die Spannpatroneneinheit 21 in die in
Fig. 3 gezeigte geschlossene Position bewegt werden, wo
bei das Werkstück 23 sowohl in radialer als auch in axia
ler Richtung für den nächsten Bearbeitungsvorgang korrekt
ausgerichtet wird. Das das Werkstück aufnehmende Ende 94
der Spannpatrone 22 bleibt ständig in einer axial festen
Position, so daß für das Werkstück 23 ein korrekter An
schlag geschaffen wird, ohne daß die Spannpatrone 22 in
axialer Richtung eingestellt werden muß.
Wie in den Fig. 2, 5 und 6 gezeigt, umfassen die Mittel
für die Hin- und Herbewegung der Spannpatronenwelle 75 in
axialer Richtung eine drehbare Kurventrommel 64. In der
Kurventrommel ist eine Spannpatronenrille 98 ausgebildet.
Am Stab 66 ist eine Spannpatronenbuchse 99 beweglich
angebracht, die einen in der Spannpatronenrille 98 der
Kurventrommel 64 angeordneten Folgeelementstift 100 auf
weist.
Die Spannpatronenwelle 75 ist von einer Gleitrohreinheit
102 umgeben, die ein äußeres Rohr 103 und einen inneren
gleitfähigen Ringblock 104 aufweist. Am Ringblock 104 ist
eine Mehrzahl von Antriebsstiften 105 angebracht, die
sich durch in der Außenwand des äußeren Röhrenbauteils 20
definierte Öffnungen 106 erstrecken. Die Enden der An
triebsstifte 105 sind mit der Spannpatronenwelle 75 ver
bunden. An einem Ende des Außenrohrs 103 der Gleit
rohreinheit 102 ist ein eine abgeschrägte Oberfläche 108
und eine äußere kreisförmige Rille 109 aufweisendes
Gleitbauteil 107 angebracht.
Die am Stab 66 angebrachte Spannpatronenbuchse 99 weist
ein Bronze- oder Fasergleitstück 111 auf, das in der Nut
109 der Gleitrohreinheit 102 angeordnet ist. Die Bewegung
des Folgeelementstifts 100 entlang der Spannpatronennut
89 der Kurventrommel 64 veranlaßt die Spannpatronenbuchse
99 zu einem Gleiten längs des Stabes 66, während das äu
ßere Rohr 103 und das Gleitbauteil 107 der Gleitrohrein
heit 102 durch die Bewegung des Folgeelementstifts 100
über das mit der Nut 109 in Eingriff sich befindende
Fasergleitstück 111 gleitet. Dadurch wird die Spannpatro
nenwelle 75 so bewegt, daß sie die Spannpatrone 22 öffnet
und schließt. Die Kraft wird über das Gleitbauteil 107
übertragen. In der Nähe des gleitfähigen Ringblocks 104
sind schwenkbare Arme 114, die jeweils ein erstes Ende
115 und ein zweites Ende 116 aufweisen, angebracht. An
der Außenseite des Ringblocks 104 ist eine Federpackung
117 angebracht; in der vorliegenden Ausführungsform ist
diese Federpackung eine Tellerfederpackung. Diese über
die Antriebsstifte 105 wirkende Federpackung 117 zwingt
die Spannpatronenwelle 75 in die geschlossene Position
der Spannpatrone, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist.
Wenn das Gleitbauteil 107 durch die vom Fasergleitstück
111 ausgeübte Kraft nach links bewegt wird, gelangt die
abgeschrägte Fläche 108 mit den ersten Enden 115 der He
bel 114 in Eingriff, wobei der mechanische Vorschub der
Hebel 114 die zweiten Enden 116 gegen den Ringblock 104
zwingt, um die Federpackung 117 zusammenzudrücken und die
Spannpatronenwelle 75 nach links zu treiben, so daß die
Spannpatrone 22 in ihre geöffnete Position bewegt wird.
In Fig. 6 ist die Einheit in der geschlossenen Position
der Spannpatrone gezeigt, während in Fig. 5 die Einheit
in der geöffneten Position der Spannpatrone gezeigt ist.
An der oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten
Ausführungsform können viele Abwandlungen vorgenommen
werden, ohne daß vom Umfang der Patentansprüche abgewi
chen wird.
Claims (20)
1. Spindeleinheit (15) für eine ein Antriebsmittel
(12) und wenigstens eine drehbare Spindel aufweisende
Spindelmaschine (10), die dem Halten eines Werkstückes
(23) dient, um an diesem einen äußeren Verarbeitungsvor
gang auszuführen,
gekennzeichnet durch die Kombination
eines an der Spindelmaschine (10) drehbar an
gebrachten und ein äußeres Ende aufweisenden äußeren Röh
renbauteils (20), das vom Antriebsmittel (12) gedreht
wird;
einer im äußeren Röhrenbauteil (20) angeordneten Innenwelle (26);
einer am äußeren Ende des äußeren Röhrenbauteils (20) angebrachten Spindeleinheit (21), die das Werkstück (23) hält und zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position beweglich ist, derart, daß das Werkstück (23) entfernt werden kann, wenn sich die Spin deleinheit (21) in der entriegelten Position befindet;
eines in der Innenwelle (26) definierten axialen Flüssigkeitsdurchlaßweges (27), der mit der Spindelein heit (21) so in Verbindung steht, daß Flüssigkeit ausge tauscht werden kann; und
eines Hochdruckpumpmittels (46), das dem axialen Durchlaßweg (27) und der Spindeleinheit (21) unter Druck stehende Flüssigkeit zuführt, um das Werkstück (23) aus der Spindeleinheit (21) auszuwerfen, wenn sich diese in der entriegelten Position befindet.
einer im äußeren Röhrenbauteil (20) angeordneten Innenwelle (26);
einer am äußeren Ende des äußeren Röhrenbauteils (20) angebrachten Spindeleinheit (21), die das Werkstück (23) hält und zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position beweglich ist, derart, daß das Werkstück (23) entfernt werden kann, wenn sich die Spin deleinheit (21) in der entriegelten Position befindet;
eines in der Innenwelle (26) definierten axialen Flüssigkeitsdurchlaßweges (27), der mit der Spindelein heit (21) so in Verbindung steht, daß Flüssigkeit ausge tauscht werden kann; und
eines Hochdruckpumpmittels (46), das dem axialen Durchlaßweg (27) und der Spindeleinheit (21) unter Druck stehende Flüssigkeit zuführt, um das Werkstück (23) aus der Spindeleinheit (21) auszuwerfen, wenn sich diese in der entriegelten Position befindet.
2. Spindeleinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Flüssigkeit eine Flüssigkeit auf wäß
riger Basis ist.
3. Spindeleinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Flüssigkeit eine Bearbeitungsflüssig
keit auf wäßriger Basis ist.
4. Spindeleinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Flüssigkeit eine Flüssigkeit auf Ölbasis
ist.
5. Spindeleinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Innenwelle (26) wenigstens ein
Durchlaß (57) ausgebildet ist, der sich zwischen dem
axialen Flüssigkeitsdurchlaßweg (27) und der Spindelein
heit (21) erstreckt, um der Spindeleinheit (21) die Flüs
sigkeit zuzuführen, und daß zwischen der Innenwelle (26)
und der Spindeleinheit (21) Flüssigkeitsdichtungsmittel
(60) vorgesehen sind, die verhindern, daß die Flüssigkeit
in axialer Richtung entlang der Außenseite der Innenwelle
(26) fließt.
6. Spindeleinheit gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet
durch
zweite Antriebsmittel (29 bis 38) zum Drehen der Innenwelle (26);
eine Werkzeughalterung (61), die in der Nähe des äußeren Endes der Innenwelle (26) angebracht ist; und
dritte Antriebsmittel (64 bis 72) zum axialen Hin- und Herbewegen der Innenwelle (26), derart, daß gleichzeitig mit dem äußeren Bearbeitungsvorgang inner halb der Spindeleinheit (21) ein innerer Bearbeitungsvor gang am Werkstück (23) ausgeführt werden kann.
zweite Antriebsmittel (29 bis 38) zum Drehen der Innenwelle (26);
eine Werkzeughalterung (61), die in der Nähe des äußeren Endes der Innenwelle (26) angebracht ist; und
dritte Antriebsmittel (64 bis 72) zum axialen Hin- und Herbewegen der Innenwelle (26), derart, daß gleichzeitig mit dem äußeren Bearbeitungsvorgang inner halb der Spindeleinheit (21) ein innerer Bearbeitungsvor gang am Werkstück (23) ausgeführt werden kann.
7. Spindeleinheit gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweiten Antriebsmittel eine drehbare
Maschinenwelle (29), die in der Spindelmaschine parallel
zur Innenwelle (26) gelagert ist, einen Antriebsmotor
(33), der mit der Maschinenwelle (29) funktional verbun
den ist, ein Antriebsrad (37), das an der Maschinenwelle
(29) angebracht ist, und ein Abtriebsrad (38), das an der
Innenwelle (26) angebracht ist und mit dem Antriebsrad
(37) in Eingriff ist, umfassen, wobei die Innenwelle (26)
von dem Motor (33) unabhängig vom äußeren Röhrenbauteil
(20) gedreht wird.
8. Spindeleinheit gemäß Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die dritten Antriebsmittel eine drehbare
Kurventrommel (64), die in der Nähe der Innenwelle (26)
angebracht ist und in der eine Kurvennut (65) ausgebildet
ist, einen in Längsrichtung sich erstreckenden Stab (66),
der zwischen der Kurventrommel (64) der Innenwelle (26)
angeordnet ist und an dem ein Kurvenfolgeelement (69) so
angebracht ist, daß es durch den Eingriff in die Kurven
nut (65) bewegt wird, und Verbindungsmittel (70, 71, 72)
zwischen dem Stab (66) und der Innenwelle (26) umfassen,
wobei die Hin- und Herbewegung des Stabes (66) die Innen
welle (26) hin und her bewegt.
9. Spindeleinheit gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet
durch ein Federmittel (72), das an der Innenwelle (26)
angebracht ist, um die Innenwelle (26) gegen die Verbin
dungsmittel (70, 71) zu zwingen.
10. Spindeleinheit gemäß Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das äußere Röhrenbauteil (20) ein äußeres
Ende aufweist und daß die Spindeleinheit (21) folgende
Mittel umfaßt:
eine in axialer Richtung bewegliche Spannpatro nenwelle (75), die zwischen dem äußeren Röhrenbauteil (20) und der Innenwelle (26) angeordnet ist, ein äußeres Ende (77) und ein inneres Ende besitzt und an ihrem äuße ren Ende (77) eine Mehrzahl von in Längsrichtung sich er streckenden und mit einem Gewinde versehenen Fingern (76) aufweist;
eine Spannpatronenbuchse (78), die in der Nähe des äußeren Röhrenbauteils (20) gehalten wird und zusam men mit diesem drehbar ist, die eine mittige Gewindeboh rung (83) und eine Mehrzahl von in Längsrichtung sich er streckenden Öffnungen (84) aufweist, wobei sich die ein Gewinde aufweisenden Finger (76) der Spannpatronenwelle (75) durch die Öffnungen (84) erstrecken;
eine Spannpatronenhalterung (86) mit einem ersten Ende (87), einem zweiten Ende (88), einer mittigen Öff nung (89) und Außengewinden (90), die an ihrer Außenseite in der Nähe ihres ersten Endes (87) ausgebildet sind, wo bei die mittige Öffnung (89) eine erste konische Fläche (91) definiert, wobei sich das erste Ende (87) der Spann patronenhalterung (86) in der Spannpatronenbuchse (68) erstreckt, wobei die ein Gewinde aufweisenden Finger (76) der Spannpatronenwelle (75) mit den Außengewinden (90) an der Außenfläche der Spannpatronenhalterung (86) in Ein griff sind und wobei die Spannpatronenhalterung (86) zu sammen mit der Spannpatronenwelle (75) in axialer Rich tung beweglich ist;
eine Spannpatrone (22) mit einem ein Werkstück (23) aufnehmenden Ende (94) und mit einem mit einem Ge winde versehenen Ende (95), die eine zweite konische Flä che (96) definiert, wobei sich ihr mit dem Gewinde verse henes Ende (95) durch die mittige Öffnung (89) der Spann patronenhalterung (86) erstreckt und mit der mittigen Ge windebohrung (83) der Spannpatronenbuchse (78) ver schraubt ist, wobei ihr das Werkstück (23) aufnehmende Ende (94) in einer in axialer Richtung festen Position bleibt, wobei die erste konische Fläche (91) der Spannpa tronenhalterung (86) mit der zweiten konischen Fläche (96) der Spannpatrone (22) in Eingriff und in axialer Richtung beweglich ist, um die Spannpatrone (22) zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position zu bewegen; und
Mittel (64, 98, 99, 100, 102), die die Spannpa tronenwelle (75) in axialer Richtung bewegen, um die er ste konische Fläche (91) relativ zur zweiten konischen Fläche (96) funktionsmäßig zu bewegen.
eine in axialer Richtung bewegliche Spannpatro nenwelle (75), die zwischen dem äußeren Röhrenbauteil (20) und der Innenwelle (26) angeordnet ist, ein äußeres Ende (77) und ein inneres Ende besitzt und an ihrem äuße ren Ende (77) eine Mehrzahl von in Längsrichtung sich er streckenden und mit einem Gewinde versehenen Fingern (76) aufweist;
eine Spannpatronenbuchse (78), die in der Nähe des äußeren Röhrenbauteils (20) gehalten wird und zusam men mit diesem drehbar ist, die eine mittige Gewindeboh rung (83) und eine Mehrzahl von in Längsrichtung sich er streckenden Öffnungen (84) aufweist, wobei sich die ein Gewinde aufweisenden Finger (76) der Spannpatronenwelle (75) durch die Öffnungen (84) erstrecken;
eine Spannpatronenhalterung (86) mit einem ersten Ende (87), einem zweiten Ende (88), einer mittigen Öff nung (89) und Außengewinden (90), die an ihrer Außenseite in der Nähe ihres ersten Endes (87) ausgebildet sind, wo bei die mittige Öffnung (89) eine erste konische Fläche (91) definiert, wobei sich das erste Ende (87) der Spann patronenhalterung (86) in der Spannpatronenbuchse (68) erstreckt, wobei die ein Gewinde aufweisenden Finger (76) der Spannpatronenwelle (75) mit den Außengewinden (90) an der Außenfläche der Spannpatronenhalterung (86) in Ein griff sind und wobei die Spannpatronenhalterung (86) zu sammen mit der Spannpatronenwelle (75) in axialer Rich tung beweglich ist;
eine Spannpatrone (22) mit einem ein Werkstück (23) aufnehmenden Ende (94) und mit einem mit einem Ge winde versehenen Ende (95), die eine zweite konische Flä che (96) definiert, wobei sich ihr mit dem Gewinde verse henes Ende (95) durch die mittige Öffnung (89) der Spann patronenhalterung (86) erstreckt und mit der mittigen Ge windebohrung (83) der Spannpatronenbuchse (78) ver schraubt ist, wobei ihr das Werkstück (23) aufnehmende Ende (94) in einer in axialer Richtung festen Position bleibt, wobei die erste konische Fläche (91) der Spannpa tronenhalterung (86) mit der zweiten konischen Fläche (96) der Spannpatrone (22) in Eingriff und in axialer Richtung beweglich ist, um die Spannpatrone (22) zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position zu bewegen; und
Mittel (64, 98, 99, 100, 102), die die Spannpa tronenwelle (75) in axialer Richtung bewegen, um die er ste konische Fläche (91) relativ zur zweiten konischen Fläche (96) funktionsmäßig zu bewegen.
11. Spindeleinheit gemäß Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mittel zur axialen Bewegung der Spann
patronenwelle (75) eine in der Nähe der Spannpatronen
welle (75) angebrachte Kurventrommel (64), in der an ih
rer Außenseite eine Kurvennut (98) ausgebildet ist, und
ein in der Kurvennut (98) angeordnetes Folgeelement
(100), das mit der Spannpatronenwelle (75) funktional
verbunden ist, um diese in axialer Richtung zu bewegen,
aufweisen.
12. Spindeleinheit gemäß Anspruch 11, gekennzeichnet
durch Federmittel (117), die die Spannpatrone (22) in
ihre geschlossene Position vorspannen.
13. Spindeleinheit gemäß Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federmittel (117) eine die Spannpatro
nenwelle (75) umgebende Tellerfederpackung umfassen.
14. Spindeleinheit (15) für eine eine Mehrzahl von
drehbaren Spindeln aufweisende Spindelmaschine (10), die
zum Halten eines Werkstückes (23) dient,
gekennzeichnet durch
ein röhrenförmiges Spindelbauteil (20), das um eine Längsachse der Mehrfachspindel-Maschine (10) drehbar ist und ein inneres und ein äußeres Ende aufweist;
eine Spindeleinheit (21), die am äußeren Ende des röhrenförmigen Spindelbauteils (20) angebracht ist und eine in axialer Richtung bewegliche Spannpatronenwelle (75) aufweist, die im röhrenförmigen Spindelbauteil (20) angeordnet ist;
eine Spannpatrone (22) mit einem das Werkstück (23) aufnehmenden Ende (94), die im röhrenförmigen Spin delbauteil (20) angeordnet ist, wobei das das Werkstück (23) aufnehmende Ende (94) der Spannpatrone (22) in axi aler Richtung relativ zum äußeren Ende des röhrenförmigen Bauteils (20) fest ist; und
ein Spannpatronenöffnungsmittel (102), das zwi schen der Spannpatronenwelle (75) und der Spannpatrone (22) angeordnet ist, um die Spannpatrone (22) zwischen einer verriegelten Position und einer entriegelten Posi tion zu bewegen, wobei das Werkstück (23) entnommen wer den kann, wenn sich die Spannpatrone (22) in ihrer entriegelten Position befindet.
ein röhrenförmiges Spindelbauteil (20), das um eine Längsachse der Mehrfachspindel-Maschine (10) drehbar ist und ein inneres und ein äußeres Ende aufweist;
eine Spindeleinheit (21), die am äußeren Ende des röhrenförmigen Spindelbauteils (20) angebracht ist und eine in axialer Richtung bewegliche Spannpatronenwelle (75) aufweist, die im röhrenförmigen Spindelbauteil (20) angeordnet ist;
eine Spannpatrone (22) mit einem das Werkstück (23) aufnehmenden Ende (94), die im röhrenförmigen Spin delbauteil (20) angeordnet ist, wobei das das Werkstück (23) aufnehmende Ende (94) der Spannpatrone (22) in axi aler Richtung relativ zum äußeren Ende des röhrenförmigen Bauteils (20) fest ist; und
ein Spannpatronenöffnungsmittel (102), das zwi schen der Spannpatronenwelle (75) und der Spannpatrone (22) angeordnet ist, um die Spannpatrone (22) zwischen einer verriegelten Position und einer entriegelten Posi tion zu bewegen, wobei das Werkstück (23) entnommen wer den kann, wenn sich die Spannpatrone (22) in ihrer entriegelten Position befindet.
15. Spindeleinheit gemäß Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Spannpatronenwelle (75) folgende Mittel auf
weist:
eine Mehrzahl von an der Spannpatronenwelle (75) ausgebildeten und mit Gewinden versehenen Fingern (76),
eine Spannpatronenbuchse (78), die in der Nähe des röhrenförmigen Spindelbauteils (20) und zusammen mit diesem drehbar gehalten wird, die eine mittige Gewinde bohrung (83) und eine Mehrzahl von Fingeröffnungen (84) aufweist, wobei sich die Finger (76) der Spannpatronen welle (75) durch die Fingeröffnungen (84) erstrecken,
eine Spannpatronenhalterung (86) mit einem ersten Ende (87), einem zweiten Ende (88), einer mittigen Öff nung (89) und an ihrer Außenseite in der Nähe des ersten Endes (87) ausgebildeten Außengewinden (90), wobei die mittige Öffnung (89) eine erste konische Fläche (91) de finiert, wobei sich das erste Ende (87) der Spannpatro nenhalterung (86) in der Spannpatronenbuchse (78) er streckt, wobei die mit Gewinden versehenen Finger (76) der Spannpatronenwelle (75) mit den auf der Außenseite der Spannpatronenhalterung (86) ausgebildeten Außengewin den (90) verbunden sind, wobei die Spannpatronenhalterung (86) in axialer Richtung zusammen mit der Spannpatronen welle (75) beweglich ist und wobei die Spannpatrone (22) eine zweite konische Fläche (96) aufweist, die zur ersten konischen Fläche der Spannpatronenhalterung (86) komple mentär ist; und
daß Mittel (64, 98, 99, 100, 102) vorgesehen sind, um die Spannpatronenwelle (75) in axialer Richtung so zu bewegen, daß die erste konische Fläche (91) relativ zur zweiten konischen Fläche (96) funktionsmäßig bewegt wird, um die Spannpatrone (22) zwischen einer verriegel ten und einer entriegelten Position zu schließen bzw. zu öffnen.
eine Mehrzahl von an der Spannpatronenwelle (75) ausgebildeten und mit Gewinden versehenen Fingern (76),
eine Spannpatronenbuchse (78), die in der Nähe des röhrenförmigen Spindelbauteils (20) und zusammen mit diesem drehbar gehalten wird, die eine mittige Gewinde bohrung (83) und eine Mehrzahl von Fingeröffnungen (84) aufweist, wobei sich die Finger (76) der Spannpatronen welle (75) durch die Fingeröffnungen (84) erstrecken,
eine Spannpatronenhalterung (86) mit einem ersten Ende (87), einem zweiten Ende (88), einer mittigen Öff nung (89) und an ihrer Außenseite in der Nähe des ersten Endes (87) ausgebildeten Außengewinden (90), wobei die mittige Öffnung (89) eine erste konische Fläche (91) de finiert, wobei sich das erste Ende (87) der Spannpatro nenhalterung (86) in der Spannpatronenbuchse (78) er streckt, wobei die mit Gewinden versehenen Finger (76) der Spannpatronenwelle (75) mit den auf der Außenseite der Spannpatronenhalterung (86) ausgebildeten Außengewin den (90) verbunden sind, wobei die Spannpatronenhalterung (86) in axialer Richtung zusammen mit der Spannpatronen welle (75) beweglich ist und wobei die Spannpatrone (22) eine zweite konische Fläche (96) aufweist, die zur ersten konischen Fläche der Spannpatronenhalterung (86) komple mentär ist; und
daß Mittel (64, 98, 99, 100, 102) vorgesehen sind, um die Spannpatronenwelle (75) in axialer Richtung so zu bewegen, daß die erste konische Fläche (91) relativ zur zweiten konischen Fläche (96) funktionsmäßig bewegt wird, um die Spannpatrone (22) zwischen einer verriegel ten und einer entriegelten Position zu schließen bzw. zu öffnen.
16. Spindeleinheit gemäß Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mittel zur axialen Bewegung der Spann
patronenwelle (75) eine in der Nähe der Spannpatronen
welle (75) angebrachte Kurventrommel (64), an deren Au
ßenseite eine Spannpatronennut (98) ausgebildet ist, und
ein Folgeelement (100), das in der Spannpatronennut (98)
angeordnet ist und mit der Spannpatronenwelle (75) funk
tional verbunden ist, um die Spannpatronenwelle (75) in
axialer Richtung zu bewegen, aufweisen.
17. Spindeleinheit gemäß Anspruch 16, gekennzeichnet
durch Federmittel (117), die die Spannpatrone (22) in
ihre geschlossene Position vorspannen.
18. Spindeleinheit gemäß Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federmittel (117) eine die Spannpatro
nenwelle (75) umgebende Tellerfederpackung umfassen.
19. Spindeleinheit gemäß Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Gleitrohreinheit (102) vorgesehen ist,
die die Spannpatronenwelle (75) umgibt und eine kreisför
mige Außennut (109), einen mit dem Folgeelement (100)
funktional verbundenen und in der Außennut (109) angeord
neten Antriebsstift (111) und eine Mehrzahl von Antriebs
bauteilen (114), die zwischem dem Gleitrohr (103) und der
Spannpatronenwelle (75) angeordnet sind, aufweist, wobei
die Bewegung des Folgeelements (100) in der Spannpatro
nennut (109) die Spannpatronenwelle (75) in axialer Rich
tung bewegt.
20. Spindeleinheit gemäß Anspruch 19, gekennzeichnet
durch eine in der Gleitrohreinheit (102) definierte abge
schrägte Fläche (108), eine Mehrzahl von schwenkbar in
der Nähe der abgeschrägten Oberfläche (108) angebrachten
Hebeln (114), und einen mit der Spannpatronenwelle (75)
verbundenen und zwischen den Federmitteln (117) und den
Hebelarmen (114) angeordneten gleitfähigen Gleitring
(104), wobei jeder der Hebelarme (114) ein mit der abge
schrägten Fläche des Gleitrohrs in Eingriff zu bringendes
erstes Ende und ein mit dem Gleitring (104) in Eingriff
zu bringendes zweites Ende aufweist und wobei die Bewe
gung der abgeschrägten Fläche (108) gegen die Hebel (114)
die Federmittel (117) zusammendrückt und die Spannpatro
nenwelle (75) in die entriegelte Spannpatronenposition
bewegt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/461,261 US5077876A (en) | 1990-01-05 | 1990-01-05 | Spindle assembly for a single or a multiple spindle machine |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4022216A1 true DE4022216A1 (de) | 1991-07-11 |
Family
ID=23831830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4022216A Withdrawn DE4022216A1 (de) | 1990-01-05 | 1990-07-12 | Verbesserte spindeleinheit fuer maschine mit einer oder mehreren spindeln |
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---|---|
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8141 | Disposal/no request for examination |