DE4226922A1

DE4226922A1 - Spindelkopf mit Kühlmittelvorrichtung

Info

Publication number: DE4226922A1
Application number: DE19924226922
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: KUEMA WERKZEUGMASCHINENFABRIK; Witzig and Frank Turmatic GmbH
Current assignee: Kuema Werkzeugmaschinenfabrik & Co Kg 68775 GmbH
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2012-08-15
Also published as: DE4226922B4

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelkopf mit einer Vorrichtung zur Versorgung der jeweiligen Bohr- und/oder Schneidwerkzeuge mit Kühl- und/oder Schmiermittel derart, daß die Spindel mit einem über eine Öffnung eines stationären Zuführorgans gespeisten Axialkanal für den Transport des Kühl- und/oder Schmiermittels zum Werkzeug-Arbeitsbereich versehen ist und daß das Zuführorgan und die Spindel unter Aus bildung eines Spalts koaxial ineinandergreifen.

Spindelköpfe dieser Art sind aus der CH-A 33 3276, EP 0 319 662 B1 und DE-OS 37 42 094 bekannt. Durch die Ver wendung einfacher Spaltdichtungen ergibt sich notwendi gerweise eine Leckage der Kühlschmiermittel. Mit zuneh mender Speisedrücken erhöhen sich damit die Leckage mengen. Diese Leckagen der Spaltdichtungen werden über Abflußkanäle abgeführt.

Um eine Abdichtung dieser Leckage gegenüber dem Ge häuseteil des Mehrspindelkopfes mit insbesondere den Lagern und Zahnrädern zu erreichen, werden dazu übli cherweise handelsübliche Wellendichtringe eingesetzt. Werden die Abführkanäle der Leckagen genügend groß gewählt, so erfolgt die Abfuhr der Kühlmittelleckagen nahezu drucklos bzw. mit wesentlich verringerten Drücken. Hierdurch werden die Wellendichtringe nur gering belastet und sind daher weniger verschleißanfällig.

Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist jedoch die Tatsache, daß derartige Spindelköpfe in der Regel nicht ohne Kühlmittelzufuhr angetrieben werden können, da ansonsten die Wellendichtringe nicht geschmiert werden und hierdurch wesentlich schneller verschleißen. Trotz Schmierung mit Kühlmittel ist die Lebensdauer der Wellendichtringe jedoch begrenzt, so daß diese nach einer gewissen Zeit versagen und eine Leckage zu einer evtl. angebrachten Testbohrung auftritt, die dann durch eine Anzeige dieser Testleckage zum Austausch des Wellendichtringes auffordert. Besonders nachteilig ist, daß diese Testbohrungen wegen des erwarteten Ausfalls der Dichtringe regelmäßig überprüft oder sonstig über wacht werden müssen. Je nach Überwachungszyklus kann ein Versagen relativ lange unbeachtet bleiben. Hier durch können Leckagen in die Lager und Getriebe ein dringen und dort nachhaltige Schäden verursachen.

Zum Austausch des Wellendichtringes muß der Spindelkopf stillgelegt werden und die Bauteile ausgetauscht wer den. Insbesondere bei MSK ist dieser Tausch im Betrieb sehr hinderlich, da in der Regel dieser Austausch mehrere Stunden dauert.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Spindelkopf der Eingangs erwähnten Art bei einfacherem Aufbau so aus zu bilden, daß sowohl ohne Kühlmittel, als auch bei Zufüh rung des Kühlmittels unter höchsten Drücken die Dichte lemente keinem Verschleiß ausgesetzt sind und deshalb nicht regelmäßig ausgetauscht werden müssen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtelemente der Leckagekanäle nicht mit berühren den, sondern mit berührungsfreien Dichtungen (d. h. Dichtspalten) ausgestattet werden. Die Dichtwirkung ergibt sich hierbei durch die im Dichtspalt durch die Spindeldrehung rotierende Luft oder anderer Medien und deren Sperrwirkung gegenüber eindringendem Kühlmittel.

Eine einmal erreichte Dichtigkeit durch die Gestaltung der Dichtspalte in ihren radialen und axialen Abmessun gen bleibt wegen der Berührungslosigkeit der Dicht elemente über die gesamte Lebensdauer des Spindelkopfes bestehen und bedarf deshalb weder einer Wartung noch einer Kontrolle. Die Zuverlässigkeit derartiger Abdich tungen ist dadurch wesentlich höher, als die anderer berührender Dichtungen, da selbst bei Einsatz von Keramikdichtungen wegen der höheren Drehzahlen bei Festkörperberührungen immer nennenswerter Verschleiß auftritt. Vor allem die fehlende Möglichkeit des trockenen" Lauf es der Spindel ist hinderlich, da zum Einrichten der Spindelbohrköpfe auf der Maschine diese stets unter Kühlmittel laufen müssen, was das Arbeiten an der Maschine erheblich erschwert.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla risch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 Querschnittsdarstellung durch eine vorteilhafte Ausführungsform mit,

Fig. 1a Querschnittsdarstellung einer weiteren vor teilhaften Ausführungsform,

Fig. 2 Querschnittsdarstellung einer vorteilhaften Ausführungsform mit Sicherheitsentlüftung,

Fig. 3 Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform mit Sperrluftzufuhr und

Fig. 4 Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform mit einem weiteren Entspannungsraum.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des zweiten Dicht spaltes 5 bei der die Dichtwirkung allein durch die Rotation der Luft im Spalt erzielt wird. Die Sperrluftzufuhr geschieht über den Kanal 6. Die Gestal tung des ersten Dichtspaltes 3 ist so gewählt, daß die Außenkontur der Spindel 7, deren Lagerseite mit dem Bezugszeichen 8 angegeben ist, in eine Bohrung ein taucht.

Fig. 1a zeigt, als besondere Ausführungsform des ersten Dichtspaltes 3, die einfache kinematische Umkehr der Fig. 1. Hier greift die Außenkontur der Kühlmittelzuführung 2 in eine Bohrung der Spindel 7. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Außenkontur der Spindel 7 gegebenenfalls einen zusätzlichen Dichtspalt 3′ ergeben kann, wenn die Bohrung der Kühlmittelzuführung entsprechend eng ge staltet wird. Hierdurch ist beispielsweise eine Ver doppelung der gesamten Dichtspaltlänge und damit eine Halbierung der Leckagemengen möglich.

Fig. 2 zeigt eine Gestaltung der Dichtungen wie Fig. 1, zusätzlich ist jedoch eine Sicherheitsentlüftung 10 für Minimalleckagen angebracht, die entstehen können, wenn die Spindelrotation beendet wird, bevor die Kühlmittelversorgung gestellt wird. Diese und alle weiteren Ausführungen können am ersten Dichtspalt 3 jeweils auch wie Fig. 1a gestaltet sein.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform wird die Dichtwirkung der durch die Spindelrotation rotierende Luft durch Einleitung 6 von Sperrluft unterstützt und auch im Ruhezustand der Spindel 7 durch das Ausströmen der Sperrluft aufrecht erhalten (Fig. 3).

Die Leckage der Sperrluft wird in dieser Ausführung durch die Leckagekanäle des Kühlmittels gemeinsam mit der Kühlmittelleckage abgeführt.

Außer Luft kann die zusätzliche Sperrwirkung auch durch das dauerhafte Einbringen eines Fluidmediums erreicht werden.

Eine weitere besondere Ausführungsform hat neben dieser Zuführung einen weiteren Entspannungsraum 4, 9 mit Abführung der Leckageluft, sowohl über die gemeinsame Leckageleitung KL + L als auch über die zusätzlichen Leckagenabführung (Fig. 4). Hierdurch ist gewährlei stet, daß das weitere Spindelkopfgehäuse nicht durch Luftleckagen in Richtung Spindelkopfgehäuse mit Druck beaufschlagt wird.

Bezugszeichenliste

1 Zuführorgan
2 Kühlmittelkanal
3 Spaltdichtung
4 Entspannungsraum
5 zweiter Dichtspalt
6 Sperrluftzufuhr
7 Spindel
8 Lagerseite
9 Entspannungsraum
10 Sicherheitsentlüftung

Claims

1. Spindelkopf mit einer Anordnung zur Versorgung der jeweiligen Bohr- und/oder Schneidwerkzeuge mit Kühl- und/oder Schmiermittel, wobei die Spindel 7 mit einem über eine Öffnung eines stationären Zuführorgangs 1 gespeisten Axialkanal für den Transport der Kühl und/oder Schmiermittels zum Werkzeug-Arbeitsbereich versehen ist und das Zuführorgang 1 und die Spindel 7 unter Ausbildung einer Spaltdichtung 3 koaxial ineinan dergreifend, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckagen der Spaltdich tung (3) über einen Entspannungsraum (4) mit Abfluß nach außen (nahezu drucklos) abgeführt werden und dieser Entspannungsraum (4) mit einer weiteren Spalt dichtung (5) gegenüber dem weiteren Spindelkopfgehäuse mit der Lagerseite (8) abgedichtet ist (Fig. 1, 1a).

2. Spindelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minimalleckagen des zweiten Dichtspaltes (5) über einen Entspannungsraum (9) in eine Sicherheitsentlüftung (01) abgeführt werden (Fig. 2).

3. Spindelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Spaltdichtung (5) zur Unterstützung der Dichtwirkung mit Druckluft (6) beauf schlagt wird (Fig. 3).

4. Spindelkopf nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Entspannungs raum (9) mit Abführung dem Leckluft (10) P Leck 2 ausgebildet ist (Fig. 4).

5. Spindelkopf nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtwirkung des 2. Dichtspaltes durch dauerhaftes Einbringen eines Fluidmediums erhöht wird.