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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Feld der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Spindelvorrichtung für
Werkzeugmaschinen, die mit einem Ausspannzylindermechanismus zum
Bewegen einer Zugstange in eine ungeklemmte Richtung ausgestattet
ist. Die Zugstange paßt
ein Werkzeug in die Spindelvorrichtung ein.
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2. Besprechung des Standes
der Technik
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Ein Ausspannzylindermechanismus ist
in einer Spindelvorrichtung benutzt worden, um ein Werkzeug zu entklemmen,
das in ein Spindelwerkzeug eingepasst ist. Herkömmlicherweise ist der Ausspannzylindermechanismus
mit einem Zylinderblock ausgestattet gewesen, der einen hydraulisch
betriebenen Kolben aufwies, der an eine hintere Endwand eines Werkzeugspindelstocks
befestigt war, und dieser diente zur Drehlagerung der Werkzeugspindel. Das
wird mittels einer Anzahl von Bolzen mit einem Spalt gegen die Werkzeugspindel
ausgeführt.
Des weiteren sind eine hydraulische Passage im Werkzeugspindelkörper und
eine hydraulische Passage im Zylinderblock miteinander mittels einer
hydraulischen Verrohrung verbunden.
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In einer solchen Spindelvorrichtung
wird im allgemeinen der ganze Ausspannzylindermechanismus vom Werkzeugspindelkörper zur
Wartung oder Austausch der Werkzeugspindel herausgenommen. In diesem
Fall wird die Werkzeugspindel vorwärts herausgezogen, wegen der
Störung
auf andere Arbeitswerkzeuge und der Struktur der Bauteile.
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Jedoch wird in einer derartigen herkömmlichen
Struktur, wenn der ganze Ausspannzylindermechanismus herausgenommen
wird, entweichende Luft aus der hydraulischen Verrohrung nötig, um
den Ausspannzylindermechanismus auf den Werkzeugspindelkörper wieder
anzubringen. Das erfordert Mühe
und Zeit zum Ausführen
dieser Aufgabe und stellt ein Problem dar. Da die herkömmliche
Struktur das Ausbauen und Wiedereinsetzen des schweren Ausspannzylindermechanismus
involviert, ist dem Operateur eine schwierige Aufgabe aufgebürdet, was
zu einem niedrigeren Arbeitswirkungsgrad führt, einem weiteren Problem.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist unter
Betrachtung der obenerwähnten
Probleme des Standes der Technik gemacht worden. Ein Ziel der Erfindung
ist das Bereitstellen einer Spindelvorrichtung für Werkzeugmaschinen, welche
die Notwendigkeit der aufwendigen Luftentweicharbeit und die mühevolle
Arbeit des Ausbauens und Wiedereinsetzens beseitigt. Zum Erreichen
des genannten Zieles schafft die vorliegende Erfindung eine Spindelvorrichtung
für eine Werkzeugmaschine,
mit einem Werkzeugspindelkörper,
der ein axiales Loch aufweist; einer Zugstange, die beweglich im
axialen Loch des Werkzeugspindelkörpers zum Vorspannen eines
Werkzeugs in einer Klemmrichtung angeordnet ist; und einen Ausspannzylindermechanismus,
der an einem rückwärtigen Abschnitt
des Werkzeugspindelkörpers
zum Bewegen der Zugstange in eine ungeklemmte Vorrichtung vorgesehen
ist. Der Ausspannzylindermechanismus weist einen Zylinderblock mit
einem hydraulischen Durchgang darin auf. Der Zylinderblock ist mit
einer rückwärtigen Endwand
des Werkzeugspindelkörpers mit
mehreren Bolzen verbindbar. Des weiteren ist ein Weiterschaltungs-Öldurchgang
teilweise in einem der mehreren Bolzen angeordnet, um zu ermöglichen,
dass Hydraulikflüssigkeit
mit dem Hydraulikdurchgang im Zylinderblock in Verbindung treten kann.
Der Ausspannzylindermechanismus kann von einem dieser mehreren Bolzen
getragen werden, um zwischen einer Feststellposition und einer gelösten Position
schwenkbar zu sein. Der Ausspannzylindermechanismus kann auf einem
Feststellbolzen schwenkbar sein.
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Zum Ausbauen der Werkzeugspindel
der Erfindung werden andere Bolzen als der Feststellbolzen mit dem
Weiterschaltungs-Öldurchgang
darin gelöst
und herausgenommen, und danach wird der ganze Ausspannzylindermechanismus
um den Feststellbolzen auf die Arbeits-oder die gelöste Position geschwenkt.
Als Ergebnis wird, während
der Ausspannzylindermechanismus auf der Werkzeugspindel durch den
Feststellbolzen getragen bleibt, ein rückwärtiger Abschnitt der Werkzeugspindel
freigelegt. In diesem Zustand wird die Werkzeugspindel vorwärts herausgezogen.
Andererseits wird zum Wiedereinsetzen des Ausspannzylindermechanismus
der ganze Ausspannzylindermechanismus auf die ursprüngliche
Feststellposition um den Feststellbolzen geschwenkt, wonach die
herausgenommenen Bolzen festgezogen und arretiert werden.
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Gemäß der Spindelvorrichtung der
Erfindung kommunizieren die Weiterschaltungs-Öl-Passage, die
den Hydraulikdurchgang im Zylinderblock vornimmt, und die Hydraulikpassage
im Werkzeugspindellcörper
miteinander, wobei diese in einem Feststellbolzen der Anzahl von
Bolzen gestaltet wurde. Der Aussapnnzylindermechanismus wird durch
den Feststellbolzen gestützt,
damit er zwischen der Feststelllage und der Freigabelage schwenkbar
ist. Deswegen läßt sich
die Arbeit des Ausbaus der Werkzeugspindel vornehmen, während sowohl
die Hydraulikdurchgänge
des Werlczeugspindelkörpers und
des Zylinderblocks miteinander in Verbindung bleiben, und wobei
der ganze Ausspannzylindermechanismus auf dem Werkzeugspindelkörper getragen
wird. Daraus ergibt sich, dass die Notwendigkeit einer entweichenden
Luft während
des Wiedereinbaus des Ausspannzylindermechanismus beseitigt ist.
Des weiteren läßt sich
der Arbeitsaufwand der Bedienungsperson im Vergleich dazu, dass
der ganze Ausspannzylindermechanismus nach außen entfernt und wiedereingesetzt
wurde, wie im oben beschriebenen herkömmlichen Fall, herabsetzen.
Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung den Arbeitswirkungsgrad
für die
Wartung und den Austausch der Werkzeugspindel verbessern.
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Auch kann, weil der Hydraulikdurchgang
im Werkzeugspindelstock und der Hydraulikdurchgang im Zylinderblock
mittels der Weiterschaltungs-Öl-Passage
des Feststellbolzens miteinander kommunizieren, die Notwendigkeit
der herkömmlichen
hydraulischen Verrohrung eliminiert werden. Das ermöglicht eine
Verminderung der Anzahl an Teilen, sowie eine Vereinfachung in der
strukturellen Anordnung, was weitere Vorteile dieser Erfindung sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Das obige und andere Ziele und Merkmale der
vorliegenden Erfindung sind klar mit der folgenden Beschreibung
bezüglich
der bevorzugten Ausfühung
verständlich,
und zwar bei Betrachtung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
und Schaubildern, worin
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1 eine
Seitenansicht einer Kombinations-Drehbank gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist;
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2 eine
Seitenansicht des Werkzeugpfostens gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 eine
Querschnitts-Seitenansicht des Ausspannzylindermechanismus in dem
Werkzeugposten;
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4 eine
Querschnitts-Seitenansicht des Klemm-/Entklemm-Detektiermechanismus
in dem Werkzeugposten;
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5 eine
Querschnitts-Seitenansicht der Dreheinheit, die im Werkzeugpfosten
benutzt wird;
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6 eine
schematische Ansicht eines Verschiebungssensors im Klemm-/Entklemm-Detektiermechanismus;
und
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7 eine
kombinierte Ansicht, die das Detektierziel und den Verschiebungssensor
zeigt, zusammen mit der detektierten Kennwert-Ansicht des Verschiebungssensors.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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sBetrachtet man die Figuren, wird
eine Kombinations-Bearbeitungsdrehbank (Werkzeugmaschine) gezeigt,
die sowohl ein Drehen mit der Drehbank wie ein Bearbeiten mit Drehwerkzeug
durchführen kann.
Die Kombinations-Drehbank sitzt oben auf einem festen Bett 2,
und weist einen Spindelstock 7 auf, der fest auf einem
linksseitigen Endabschnitt sitzt, wie in 1 zu sehen ist. Ein Sattel 4 sitzt
an der rechten Seite des Spindelstocks 7, damit er entlang
einer Z-Achsenrichtung beweglich ist (einer Richtung senkrecht zum
Zeichnungsblatt), parallel zur Längsachse
des Spindelstocks 7 mittels zweier linearer Führungsschienen 3a.
Oben auf dem Sattel 4 sitzt eine Säule 5, die innerhalb
einer horizontalen Ebene und entlang einer Richtung parallel zur
Längsachse
des Spindelstocks 7 mittels zweier linearer Führungsschinen 3b verschiebbar
ist. Des weiteren ist ein Werkzeugpfosten (Spindelvorrichtung) 6 mit einem
darin eingesetzten Werkzeug T auf die Säule 5 entlang einer
geneigten Fläche 5a der
Säule 5 gesetzt,
so dass sie entlang einer X-Achsen-Richtung senkrecht
zur Längsachse
des Spindelstocks 7 beweglich ist.
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Eine mit einem Spannfutter 8 ausgerüstete Hauptspindel
zum Ergreifen eines Werkstücks
befindet sich auf dem Spindelstock 7, der auf dem Festbett 2 festgemacht
ist. Diese Hauptspindel wird durch einen (nicht gezeigten) Spindelmotor
gedreht. Zusätzlich
gibt es eine Tür 1a zum Öffnen und
Schließen
einer in einem Deckel geformten Zugangsöffnung (nicht gezeigt).
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Was die allgemeine Struktur des Werkzeugpfostens 6 angeht,
ist eine Stützbasis 9 auf
der vorwärts
hinabgeneigten Fläche 5a (die
einen Neigungswinkel von 60 Grad aufweist) der Säule 5 angeordnet,
so dass sie entlang der Richtung der X-Achse gleiten kann. Ein Werkzeugpfostenkörper (Werkzeugspindelstock) 11 sitzt
auf der Stützbasis 9,
so dass er anzeig-und klemmbar um eine Schwenkachse A mittels einer
Drehanzeigevorrichtung 10 drehbar ist.
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Die Drehanzeigevorrichtung 10,
die in 2 zu sehen ist,
umfasst: Einen Drehtisch 16, der fest an den Werkzeugpfostenkörper 11 angeschraubt
ist; einen befestigten Tisch 17, der im Drehtisch 16 mit
diesem koaxial platziert ist und fest an die Stützbasis 9 angeschraubt
ist; einen Drehantriebsmechanismus 18 zum Drehen des Drehtisches 16 zu
einer spezifizierten Anzeigewinkelstellung; und einen Kuppelmechanismus 19 zum
Feststellen des Drehtisches 16 auf eine Anzeigewinkelstellung
des befestigten Tisches 17.
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Ein automatischer Werkzeugaustauscher 12,
der in 1 gezeigt ist,
ist auf einer rückwärtigen Wand 2a des
festen Bettes 2 montiert. Dieser automatische Werkzeugwechsler 12 ist
mit einer Vielzahl von Werkzeugen (60 bis 180)
ausgerüstet.
Der Werkzeugwechsler 12 enthält: Ein Werkzeugmagazin 13 zum
Transferieren, Indizieren und Positionieren eines Werkzeugs T1 für den nächsten Vorgang
zu einer Empfangsstellung P1; einen Transferier- und Schwenkmechanismus 15 zum
Transferieren und Schwenken des Werkzeugs T1 für den nächsten Vorgang, das auf die
Empfangsstellung P1 indiziert worden ist, zu einer Ausgabeposition
P2; einen Werkzeugtransfermechanismus 14, der einen Transferierarm 14a und
einen Antriebszylinder 14b besitzt, und zum Transferieren
des Werkzeugs T1 für
den nächsten
Vorgang dient, das zur Ausgabeposition P2 transferiert worden ist,
zu einer Werkzeugwechselposition P3; und einen Werkzeugwechselmechanismus
zum Austausch eines Werkzeuges T0 für einen Vorgangabschluß, befestigt
am Werkzeugpfosten 6 mit dem Werkzeug T1 für den nächsten Vorgang,
das zur Werkzeugwechselposition P3 transferiert worden ist, durch
Drehen der Werkzeuge um 180 Grad (siehe die Pfeile in 1) und Benutzen eines Wechselarms
und Wechselschafts (beide nicht gezeigt). Zusätzlich wird zum Wechseln der
Werkzeuge das Werkzeug T0 für
den Vorgangabschluß in
die Wechselposition gebracht, indem der Werkzeugpfostenkörper 11 um
die Schwenkachse A entlang einer Richtung vertikal zum Zeichnungsblatt
der l mit der Drehanzeigevorrichtung 10 gedreht
wird.
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Der Werkzeugpfostenkörper 11 ist
im allgemeinen zylindrisch geformt. Ein Vorderflansch 23 und ein
Hinterflansch 24 sind fest auf eine Vorderfläche bzw.
eine Hinterfläche
des Werkzeugpfostenkörpers geschraubt.
Weiterhin ist ein Deckelglied 25 fest an der Vorderfläche des
Vorderflansches 23 verschraubt. Eine Werkzeugspindel 20 ist
in den Werkzeugpfostenkörper 11 koaxial
mit diesem eingesetzt. Die Werkzeugspindel 20 ist drehbar
an den Vorder-und Hinterflanschen 23, 24 am Vorderabschnitt mittels
eines Paares Kugellager 21 gelagert, und am Hinterabschnitt
mittels eines Rollenlagers 22.
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Ein Spindelmotor 26 sitzt
im Werkzeugpfostenkörper 11.
In diesem Spindelmotor ist ein Stator 28 eingesetzt und
an die innere Umkreisfläche
des Werkzeugpfostenkörpers 11 mittels
einer Hülse 27 befestigt,
und ein Rotor 29 ist an die äußere Umkreisfläche der
Werkzeugspindel 20 befestigt, dem Stator 28 gegenüberliegend.
Auch ist eine Kühlmittel-Flußpassage
in der Hülse 27 geformt,
und es wird ein Kühlmittel
zur Kühlmittelflußpassage
27a von
einem Kühlsystem
her geschickt (nicht gezeigt), damit der Stator 28 von
dem Außenumfang
her gekühlt
wird.
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Die Werkzeugspindel 20 ist
mit einem Kuppelmechanismus (nicht gezeigt) versehen, der die Werkzeugspindel 20 am
Werkzeugpfostenkörper 11 für einen
Drehwerkzeugvorgang befestigt, und der die Befestigung löst und dadurch
der Werkzeugspindel gestattet für
einen Drehwerkzeugvorgang zu rotieren.
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Ein Werkzeug befestigendes Formloch 20a ist
an einem Vorderabschnitt der Werkzeugspindel 20 gebildet,
und ein Halter 30 des Werkzeuges T ist entfernbar am Formloch 20a fest
angeformt. Weiterhin ist ein axiales Loch 20b zum Führen des
Formlochs 20a zur Hinterfläche der Spindel in einem axialen Zentrum
der Werkzeugspindel geformt. Eine Zugstange 31 ist in das
axiale Loch 20b eingesetzt, so dass sie darin axial verschieblich
ist. Zwischen dieser Zugstange 31 und der Werkzeugspindel 20 sind
eine Vielzahl von bellevielle-Federn 32 zum Vorspannen der
Zugstange 31 in einer Klemmrichtung (in rückwärtiger Richtung
) montiert.
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Die Zugstange 31 wird rückwärts durch
die belleville (Teller)-Federn 32 vorgespannt, so dass das
Werkzeug T an die Werkzeugspindel 20 geklemmt wird.
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Ein Ausspannzylindermechanismus 35 ist rückwärtig am
Werkzeugpfostenkröper 11 angebracht.
Dieser Entklemmzylindermechanismus 35 ist mit einem Zylinderdeckel 36 bedeckt,
der entfernbar an der rückwärtigen Wand 24a des
Hinterflansches 24 festgemacht ist. In den 3 und 4 zeigt
der obere Teil des oberhalb der Achse B dargestellten Ausspannzylindermechanismus 35 einen
ungeklemmten Zustand, und der untere unterhalb der Achse B dargestellte
Teil einen geklemmten Zustand.
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Der Ausspannzylindermechanismus 35 weist
eine Struktur auf, die im allgemeinen einen ringförmigen Kolben 38 enthält, der
achsial verschieblich ist und in einen eingeschnittenen Zylinderabschnitt 37a des
Zylinderblocks 37 rückziehbar
ist. Der Zylinderblock 37 ist im allgemeinen in eine Bogengestalt geformt,
mit einem Durchmesser, der etwas kleiner als der Rückflansch 24 ist.
Eine Anschlagplatte 39 ist an einem Vorderöffnungsrand
des Einschnittabschnitts 37a des Zylinders festgemacht.
Zwischen dem Kolben 38 und der Anschlagplatte 39 sitzt
eine Feder 40 zum Vorspannen des Kolbens 38 in
der Freigabestellung. Des weiteren gibt eine Bezugszahl 43 ein
Verschlußglied
an, das verhütet,
dass Öldruck aus
einer Ölkammer 41 leckt,
die durch den Zylinderblock 37 und den Kolben 38 definiert
ist.
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Ein Hydraulikdurchgang 42 zum
Liefern von Öldruck
zur Ölkammer 41 ist
im Zylinderblock 37 geformt. Wird Betriebs-Öl in diese Ölkammer 41 mit
einem spezifizierten Öldruck
gespeist, wird der Kolben 38 vorbewegt und verschiebt die
Zugstange 31 in die Entklemmrichtung (axial vorwärts), wodurch
das Werkzeug entklemmt wird. Wird der Hydraulikdurchgang 42 geöffnet, fährt der
Kolben 38 mittels der Feder 20 zurück, und
das Betriebs-Öl
in der Ölkammer 41 wird
entladen. Auf diese Weise wird die Zugstange 31 in die
Klemmrichtung mittels der Teller (belleville)-Federn 32 geschoben.
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Ein Abschnitt abgestuften Flansches 37b ist am
Außenumfang
des Zylinderblocks 37 geformt, und acht Schraubbolzenlöcher 37c sind
im Flanschabschnitt 37b gebohrt. Normale Bolzen 45 sind
in sieben Bolzenlöcher,
nicht das ganz linksseitige, wie vom axialen rückwärtigen Ende besehen, eingesetzt. Ein
spezieller Arretierbolzen 46, der darin eine Umschaltungs-Öl-Passage 49 hat,
ist in ein ganz links liegendes Bolzenloch 37c eingesetzt,
so dass der Zylinderblock 37 am Rückflansch 24 mittels
der Bolzen 45,46 befestigt wird. In diesem Fall
werden Krägen 47 jeweils
an den sieben Bolzen 45 angebracht, und die Krägen 47 sind
zwischen den Rückflansch 24 und den
Zylinderblock 37 positioniert, wodurch ein spezifizierter
Spalt zwischen den zwei Gliedern 24, 37 definiert
ist.
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Der eine Feststellbolzen 46 wird
in den Rückflansch 24 geschraubt.
Eine Vorderfläche
eines Stufenabschnitts 46a, die integral mit dem Feststellbolzen 46 geformt
ist, stößt an der
Rückwand 24a des Rückflansches 24 an.
Eine hintere Hälfte
des Stufenabschnitts 46a ist in einen ausgeschnittenen
Abschnitt 37d des Zylinderblocks 37 eingesetzt.
Eine Schraubmutter 46b ist auf die Kopfseite des Arretierbolzens 46 mit
einem stoßabsorbierenden
Glied 51 darauf geschraubt. Mit dem Festziehen dieser Mutter 46b kann
der Zylinderblock 37 am Rückflansch 24 befestigt
werden. Zusätzlich
geben die Bezugszeichen 43a, 43b Verschlußglieder
an, die Öldruck
davon abhalten, aus dem Weiterschaltungs-Öl-Durchgang 49 zu
lecken.
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Ist der Zylinderdeckel 36 abgenommen,
läßt sich
die Mutter 46b etwas lockern, und kann man die sieben Bolzen 45 herausziehen.
Dann wird der Zylinderblock 37 schwenkbar aus der Feststellposition
zu einer Rückkehr-oder
Freigabeposition, die niedriger und außerhalb des axialen Vorstehens
der Werzzeugspindel 20 ist, was aus dem Vorstehen der Werkzeugspindel 20 in
die axiale Richtung resultiert. Daraus ergibt sich ein gewährleisteter
Raum zum Ausbauen von Teilen, die mit der Werkzeugspindel in Beziehung
stehen.
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Die Weiterschaltungs-Öl-Passage 49 ist
so geformt, dass sie sich entlang der Achse des Feststellbolzens 46 erstreckt,
und beide Endabschnitte dieses Weiterschalt-Öl-Durchgangs 49 sind
senkrecht zur Achse gebogen, so dass sie nach der Außenseite
durch ihre hinteren und vorderen Öffnungen 49a, 49b geöffnet sind.
Die rückwärtige Öffnung 49a des
Weiterschalt-Öl-Durchgangs 49 kommuniziert mit
einer stromabwärts
liegenden Öffnung 42a der Hydraulik-Passage 42,
die mit der Ölkammer 41 Verbindung
hat. Auch kommuniziert die Vorderöffnung 49b mit einem
Hydraulik-Durchgang 24b, der im Rückflansch 24 gebildet
ist. Der Hydraulik-Durchgang 24b kommuniziert mit einem
primären
Hydraulik-Durchgang 52, der im Werkzeugpfostenkörper 11 gebildet
ist. Eine Öldruckquelle
(nicht gezeigt) ist an ein Stromaufwärts-Ende dieser primären Hydraulik-Passage 52 angeschlossen,
um damit in Verbindung zu treten. Daraus ergibt sich, dass Betriebs-Öl von dem
primären
Hydraulik-Durchgang 52 und
dem Hydraulik-Durchgang 24b, durch die Weiterschalt-Öl-Passage 49 des
Feststellbolzens 46 zum Hydraulik-Durchgang 42 und
der Ölkammer 41 geliefert
wird.
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Nun wird ein Klemm-/Entklemm-Detektier (Erfassungs)-Mechanismus
des Werkzeugpfostens (Spindelvorrichtung) 6 erklärt.
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Die 4 zeigt
einen Knopfabschnitt 31a, der sich im Gleitkontakt mit
der inneren Umfangsfläche
des axialen Loches 20b der Werkzeugspindel befindet, und
am einem Hinterabschnitt der Zugstange 31 gebildet ist.
Ein Verschlußglied 55 sitzt
zwischen dem Knopfabschnitt 31a und der Werkzeugspindel 20.
Ein Detektierziel-Abschnitt 31b ist rückwärts gebildet, und steht an
einem rückseitigen
Ende des Knopfabschnitts 31a hervor. Ein Hinterabschnitt dieses
Detektierzielteils 31b ist so angeordnet, dass es einer
Vorderfläche
des Kolbens 38 gegenüber liegt,
der in dem ausgeschnittenen Zylinderabschnitt 37a des Zylinderblocks 37 sitzt,
wobei der hintere Abschnitt die Vorderfläche des Kolbens 38 berühren kann.
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Der Detektierzielabschnitt 31b ist
so geformt, dass er im Durchmesser größer als der Knopfabschnitt 31a ist.
Der Detektierzielabschnitt 31b besitzt seinen größten Durchmesser
in seinem axial zentralen Abschnitt 31c und ist von dort
an in axialer Richtung zugespitzt. Dementsprechend ist der axial
zentrale Teil 31c der äußeren Umfangfläche des
Detektierzielteiles 31b der am weitesten radial nach außen ragende
Punkt.
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Ein Verschiebungssensor 56 ist
so angebracht, dass er dem Detektierzielteil 31b in einem spezifizierten
Abstand dazwischen gegenüberliegt. In
diesem Verschiebungsfühler 56 ist
ein Detektierelement 58 in ein zylindrisches Gehäuse 57 eingesetzt,
und dieses Gehäuse 57 liegt
senkrecht zur Achse B der Zugstange 31 und an der Anschlagplatte 39 angebracht.
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Wie in der 6 zu
sehen, ist das Detektierelement 58 fest im Gehäuse 57 auf
einer Position festgemacht, die in einem Abstand C1 gegen eine Achse
C des Gehäuses 57 versetzt
ist, wobei das Gehäuse 57 an
der Anschlagplatte 39 so montiert ist, dass sein Montage-Drehwinkel um die
Achse C variabel ist. Durch Ändern
des Montage-Drehwinkels des Gehäuses 57 an
der Anschlagplatte 39 ist die Position des Detektierelements
in Richtung der Achse B relativ zum Detektierzielteil 31b justierbar.
Auf diese Weise läßt sich
die Detektions- Mitte
des Detektierelements 58 so justieren, dass sie koinzident
mit dem Mittenabschnitt 31c des Detektierzielteils 31b ist,
der in der entklammerten Position sitzt.
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Wie in 7 zu
sehen, gibt das Detektierelement 58 einen Spannungswert
ab, der von einer Abstandsänderung
vom Detektierzielteil 31b abhängt. Ist der Zentralteil 31c koinzident
mit dem Detektierelement 58, wird die Ausgangsspannung
zu einem Spannungswert zwischen oberem und unterem Schwellenwert
(gezeigt durch gestrichelte Linien in 7),
was ein Detektieren (Erfassen) der entklammerten Position erlaubt.
Weiterhin gibt die Bezugszahl 59a einen Drehgeschwindigkeitssensor
der Werkzeugspindel 20 an. Der Sensor 59a ist
so angeordnet, dass er einem Rotor gegenüber liegt, der auf dem Außenumfang
einer Arretiermutter 59b gebildet ist, die am rückwärtigen Abschnitt
der Werkzeugspindel 20 festgemacht ist (siehe 3 und 4). Des weiteren wird, wenn die Ausgangsspannung
einen anderen Wert als zwischen dem oberen und unteren Schwellenwert
hat, entschieden, dass das Werkzeug eingespannt worden ist.
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Nun wird eine Kühleinheit des Werkzeugpfostens
(Spindelvorrichtung) 6 erklärt.
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Diese Kühleinrichtung 60 liefert
ein Kühlmittel
(Kühlflüssigkeit)
von einem Kühlmitteltank
(nicht gezeigt) zum Bearbeitungsteil im Werkzeug T, wozu das Kühlmittel
mittels einer Pumpe gedrückt
wird.
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Wie in der 4 zu sehen, ist ein Loch 31d für die Kühlflüssigkeit
zum Abgeben der Kühlflüssigkeit
auf das Werkzeug T im axialen Zentrum der Zugstange 31 geformt,
und eine Kappe 64, die ein axiales Loch 64a hat,
und mit dem Kühlflüssigkeits-Loch 31d Verbindung
hat, ist an einem rückwärtigen Abschnitt
der Kühlflüssigkeitsloches 31d angebracht.
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Ein Ventilmechanismus 65 ist
fest in die Bodenwand des Zylinder-Ausschnitt-Teils 37a des
Zylinderblocks 37 eingesetzt. Dieser Ventilmechanismus 65 hat
eine Struktur einschließlich
eines Zylinders 66, der am Zylinder-Ausschnittabschnitt 37a über ein
Stützglied 68 festgemacht
ist. Der Ventilmechanismus 65 weist einen Ventilkolben 67 zum Öffnen und
Schließen
eines Zylinderlochs 66a, das im Zylinder 66 geformt
ist, auf. Der Ventilkolben 67 ist axial in den Zylinder 66 eingesetzt
und ist von dort herausnehmbar. Ein Kühlmitteldurchgang 67a kommuniziert
mit dem Zylinderloch 66a, und ist im axialen Zentrum des
Ventilkolbens gebildet. Ein Kühlmittel-Lieferdurchgang 69,
der im Zylinderblock 37 gebildet ist, hat Verbindung mit
dem Zylinderloch 66a, und ein Hinaufstrom-Ende des Lieferdurchgangs 69 kommuniziert
und ist verbunden mit dem Kühlmitteltank über die
Verrohrung.
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In diesem Ventilmechanismus wird,
wenn die Zugstange 31 nach rückwärts in die Klemmposition bewegt
wird, und die Kappe 64 auf dem Rückzugsende sitzt, das Öffnungs- /Schließ-Ventil
der Kühlflüssigkeits-Passage 69 geöffnet, und
geht der Ventilkolben nach vorn. In dieser Stellung sind der Kühlflüssigkeitsdurchgang 67a und
das Zylinderloch 66a miteinander verbunden, und die Kühlflüssigkeits-Passage 67a und
das Zylinderloch 66a sind miteinander verbunden, auch sind
die Kühlflüssigkeits-Passage 67a und
das axiale Loch 64a miteinander verbunden. Des weiteren
wird, wenn die Zugstange 31 in die ausgeklemmte Position
verschoben wird, das Öffnungs-/Schließ-Ventil
geschlossen.
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Kühlflüssigkeitsdurchgänge 61, 62 und 63 sind
in dem Werkzeugpfostenkörper 11 gebildet,
und Hinaufstrom-Endöffnungen 61a, 62a und 63a der Kühlflüssigkeitsdurchgänge 61, 62 bzw. 63 sind
zu einer oberen Wand 11a des Werkzeugpfostenkröpers 11 geleitet
(siehe 3 und 5).
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Eine Drehverbindung (Drehverbund) 70 befindet
sich auf der oberen Wand 11a des Werkzeugpfostenkörpers 11,
und die Drehverbindung 70 ist in ein kastenförmiges Deckelglied 71 eingepasst,
das auf der oberen Wand 11a sitzt. Diese Dreheinheit 70 ist
derart strukturiert, dass ein säulenförmiges zweites
Verbindungsglied 73 in ein zylindrisch geformtes erstes
Verbundglied 72 eingefügt
ist, damit es relativ dazu drehbar ist. Der Drehverbund 70 ist
so angeordnet, dass seine Achse sich in einer geraden Linie mit der
Schwenkachse A des Werkzeugpfostenkörpers befindet (siehe 2)
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Das erste Verbundglied 72 ist
derart strukturiert, dass ein Flanschabschnitt 72b integral
an einer unteren Kante eines Zylinderkörpers 72a geformt
ist. Der Flanschabschnitt 72b ist fest an die obere Wand 11a angeschraubt.
Auch ist das zweite Verbundglied 73 so aufgebaut, dass
ein Kopfteil 73b, das im allgemeinen gleichen Durchmesser
wie das erste Verbundglied 72 hat, integral in einem oberen
Ende eines Achsenabschnitts 73a geformt ist, der in das
erste Verbundglied eingefügt
ist.
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Drei Fließdurchgänge 74a, 74b, 74c,
die sich axial erstrecken, sind im Achsenabschnitt 73a des zweiten
Verbundgliedes 73 gebildet. Des weiteren sind Fließdurchgänge 75a, 75b, 75c,
die mit den Fließdurchgängen 74a, 74b bzw. 74c kommunizieren,
im Zylinderkörper 72a des
ersten Verbundgliedes 72 gebildet. Ausgänge dieser Fließdurchgänge 75a–75c sind
miteinander verbunden und an die Hinaufstrom-Ende-Öffnungen 61a, 62a, 63a der
Kühlmitteldurchgänge 61 bis
bzw. 63 angeschlossen.
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Die Paare von Fließdurchgängen 74a und 75a,
der Fließdurchgänge 74b und 75b,
der Fließdurchgänge 74c und 75c sind
miteinander über
am Umfang sich erstreckende ringförmige perifere Ausschnitte 76c, 76b bzw. 76a verbunden,
die in der Gleitfläche
zwischen dem Zylinderkörper 72a und dem
axialen Teil 73a gebildet sind. Durch diese Anordnung ergibt
sich, dass diese Fließpassagen
die Verbindung miteinander selbst während Drehanzeige-Operationen
des Werkzeugpfostenkörpers 11 aufrechterhalten.
Weiterhin befinden sich Verschlußglieder 77 an beiden
Seiten der periferen Ausschnitte 76a, 76b bzw. 76c.
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Einlässe 78a, 78b, 78c,
die mit dem Fließdurchgang 74a, 74b bzw. 74c kommunizieren,
sind am Kopfabschnitt 73b des zweiten Verbundgliedes 73 geformt.
Diese Einlässe 78a bis 78c sind
mit spezifizierten Umfangs-Winkelabständen gebildet, um in eine Richtung
senkrecht zur Längsachse
des Achsenteils 73a gerichtet zu sein. Kühlflüssigkeitsschläuche 79 sind
an die Eingänge 78a bis 78c über Verbindungen 80 angeschlossen,
und ein Hinaufstrom-Ende-Abschnitt jedes Kühlflüssigkeitsschlauchs 79 ist
an den Kühlrnitteltank über ein öffnendes/schließendes Ventil
und Pumpe (beide nicht gezeigt) angeschlossen.
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Als nächstes werden die funktionalen
Wirkungen dieses Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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Im Werkzeugpfosten (Spindelvorrichtung) 6 dieses
Ausführungsbeispiels
wird, wenn die Werkzeugspindel 20 wegen Wartung o. dgl
ausgebaut wird, das Werkzeug T vom Vorderteil der Werkzeugspindel 20 abgenommen.
Danach wird bei abgenommenem Zylinderdeckel 36 die an den
Kühlmittellieferdurchgang 69 angeschlossene
Verrohrung abgetrennt, werden die sieben Bolzen 45 gelockert
und herausgezogen, und wird weiterhin die Mutter 46b des
einen verbleibenden Feststellbolzens 46 ein wenig gelockert.
In diesem Zustand wird der Zylinderblock 37 in die Freigabeposition
um den Feststellbolzen 46 herum geschwenkt. Als Folge davon
wird, während
der ganze Ausspann-Zylindermechanismus 35 gestützt durch
den Feststellbolzen 46 verbleibt, die Hinterfläche der
Werkzeugspindel 20 freigelegt. In diesem Zustand werden
spindelbezogene Bauteile wie z. B. die Feststellmutter 59b entfernt,
und dann werden die Werkzeugspindel 20 und die Zugstange 31 vorwärts herausgezogen.
Auch wird zum Wiedereinpassen des Ausspannzylindermechanismus 35 der
Zylinderblock 37 in die ursprüngliche Arretierstellung um
den Feststellbolzen 46 herum geschwenkt, wird die Mutter 46b angezogen,
und wird der Zylinderblock 37 festgemacht und auf den hinteren Flansch 24 durch
die Bolzen angeschraubt. Danach wird die Verrohrung an den Kühlflüssigkeits-Lieferdurchlaß 69 angeschlossen,
und wird der Zylinderdeckel 36 montiert.
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Wie oben gezeigt, wird gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die Weiterschalt-Ölpassage 49 im Feststellbolzen 46 geformt,
welcher der am weitesten links liegende Bolzen der acht Bolzen zum
Befestigen des Zylinderblocks 37 ist. Das Betriebsöl, das von
dem primären
Hydraulikdurchgang 52 des Werkzeugpfostenkörpers 11 herkommt,
wird zum Hydraulikdurchlaß 42 und
zur Ölkammer 41 über die
Weiterschalt-Öl-Passage 49 geliefert.
Des weiteren wird der Zylinderblock 37 durch den Feststellbolzen 46 so
gestützt,
dass er schwenkbar zwischen der Arretierstellung und der Freigabestellung
ist. Deshalb läßt sich die
Arbeit des Ausbaus der Werkzeugspindel 20 durchführen, während die
Hydraulikdurchgänge 52, 42 des
Werkzeugpfostenkörpers 11 und
des Zylinders 37 weiterhin miteinander kommunizieren, und der
Zylinderblock 37 in einer gestützten Lage beibehalten wird.
Daraus resultiert, dass das Entweichen von Luft im Vorgang des Wiedereinpassens
des Zylinderblocks 37 in die verriegelte Position beseitigt
ist. Ausserdem läßt sich
die der Bedienungsperson abverlangte Arbeit im Vergleich zu der
Situation reduzieren, wo der ganze Ausspannzylindermechanismus eingepasst
und ausgebaut wird, wie im herkömmlichen
Fall. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad der Arbeit für die Wartung
dieser Vorrichtung in großem
Maße verbessert.
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Weiterhin wird die Weiterschaltungs-Öl-Passage 49 im
Feststellbolzen 46 zum Befestigen des Zylinderblocks und
der primären
Hydraulikpassage 52 auf der Seite des Werkzeugpfostenkörpers 11 und des
Hydraulikdurchgangs 42 an der Seite des Zylinderblocks 37 gebildet,
so dass diese Durchlässe
miteinander über
die Weiterschalt-Öl-Passage 49 kommunizieren.
Deswegen werden die herkömmlichen Verbindungen
mit Hydraulikrohren unnötig,
wodurch die Anzahl der Teile verringert und die strukturelle Anordnung
vereinfacht werden.
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Gemäß dem Einspann-/Ausspann-Detektiermechanismus
dieses Ausführungsbeispiels
weist der Detektierzielabschnitt 31b eine zugespitzte längs geneigte
Oberfläche
am rückwärtigen Abschnitt
der Zugstange 31 auf. Der Verschiebungsfühler 56 ist zum
Ausgeben einer Spannung, die von einer Änderung im Abstand nach gegenüber abhängt, gegenüber dem
Mittenabschnitt 31c des Detektierzielabschnitts 31b angeordnet.
Daher ist es nur nötig
die Art, wie der einzelne Verschiebungssensor 56 montiert
ist, damit er mit dem Mittenteil 31c des Detektierzielabschnitts 31b zusammenfällt, der
sich in der ausgespannten Stellung befindet, zu justieren. Somit ist
diese Justage einfacher, und läßt sich
der Arbeitswirkungsgrad anheben im Vergleich mit dem herkömmlichen
Fall, wo zwei Näherungsdetektoren montiert
sind, wobei der Abstand zwischen diesen justiert wird.
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Ferner ist das Detektierelement 58 fest
auf eine Position gesetzt, die um C1 gegen die Achse C des Zylindergehäuses 57 versetzt
ist, und das Gehäuse 57 ist
auf die Anschlagplatte 39 montiert, so dass deren Montier-Drehwinkel
justierbar ist. Das ermöglicht
ein leichtes Justieren der Stellung des Detektierelements 58 in
Richtung der Achse B relativ zum Detektierzielabschnitt 31b,
durch Ändern
des Montierwinkels des Gehäuses 57.
Auf diese Weise kann die Justierarbeit sehr einfach ausgeführt werden.
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Gemäß der Kühlflüssigkeitseinheit 60 dieses Ausführungsbeispiels
sind Einlässe 78a, 78b und 78c am
Kopfteil 73b des zweiten Verbundglieds 73 des
Drehverbunds 70 mit spezifizierten Umfangs-Winkelabständen gebildet,
damit sie in eine Richtung senkrecht zur Achse gerichtet werden
sollen, und des weiteren sind die Kühlflüssigkeitsschläuche 79 an
diese Eingänge 78a bis 78c jeweils
angeschlossen. Deswegen kann das Höhenmaß h des Drehverbunds 70 kleiner
gemacht werden als mit der herkömmlichen
Struktur, in welcher die Eingänge
mit Abständen
gebildet werden, die in der axialen Richtung des Verbundkörpers gebildet
werden. Damit kann der Drehverbund 70 als Ganzes in der
Größe verringert
werden.
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Außerdem läßt sich das Deckelglied 71,
das für
den Werkzeugpfostenkörper
vorgesehen ist, kleiner ausgeführt
werden, was den Betrag an Vorstehendem in der Y-Achsen-Richtung angeht, und zwar auf
das Maß,
auf das das Höhenmaß h des
Drehverbunds 70 reduzierbar ist. Somit kann die Zugangstür 1a enger
an den Werkzeugpfostenkörper 11 platziert werden,
so dass die ganze Maschine kompakter gestaltet werden kann.
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Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass
obwohl die vorliegende Erfindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben worden ist, verschiedene andere Ausführungsbeispiele und Varianten
für den
Technik-Kundigen auftreten können,
wobei diese im Bereich der Erfindung liegen, wie sie in den folgenden
Patentansprüchen
definiert ist.