DE60019232T2 - Vorrichtung zum axial Bewegen einer drehende Welle in einem Werkzeughalter Aufbau - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung in einer Werkzeughalterung zum Bewegen einer drehbaren Welle in der Axialrichtung, die an einem ersten Ende zur Durchführung von Arbeit während der Rotation der Welle angeordnete Mittel trägt, wobei die Vorrichtung einen Antrieb, wie z. B. einen Elektromotor, für die Rotation und wenigstens ein Lager aufweist, das die Welle radial lagert und eine Bewegung der Welle in der Axialrichtung erlaubt.
- In Maschinen zum Schleifen von Löchern ist es aus Qualitätsgründen vorteilhaft, wenn sich das Schleifrad während der Rotationsarbeit auch in der Axialrichtung vor und zurück bewegen kann. Die Qualität, d. h. der Grad der Oberflächengüte und die Geradlinigkeit der Bohrungen wird im Vergleich zu einer nicht oszillierenden Welle verbessert. Ferner ist der Verschleiß der Schleifscheibe gleichmäßiger, und ein Abrichten ist in geringerem Umfang erforderlich.
- In einer herkömmlichen Maschine dieser Art ist die Anordnung so, daß sich der gesamte Spindelstock mit der Spindel und dem Schleifrad axial bewegen muß, um die rotierende Welle in ihrer Axialrichtung zu verlagern. Da die Vorgabe besteht, sehr schnelle und axial kurze Bewegungen zu erreichen, sind diese konventionellen Maschinen nicht zufriedenstellend. Die gesamte Masse des Spindelstockes, der Spindel und der Schleifscheibe muß schnell verlagert werden, was sehr steife und spielfreie Lageranordnungen sowie einen leistungsstarken Antriebsmotor erfordert. Der Verschleiß an dem Spindelstock und Antriebsmechanismus ist hoch, d. h. es ist viel Wartung erforderlich.
- Im Herstellungsvorgang ist die Erzeugungsgeschwindigkeit hoch und die Drehzahl liegt oftmals deutlich über 100.000 Umdrehungen pro Minute, was bedeutet, daß bei konventionellen Maschinen die drehbare Welle sich nicht axial mit einer zufriedenstellenden hohen Geschwindigkeit bewegen oder oszillieren kann, d. h. je höher die Herstellungsgeschwindigkeit ist, desto höher muß die Geschwindigkeit der Axialbewegung sein, um eine hohe Qualität der durchgeführten Arbeit zu erreichen.
- Die bei herkömmlichen Maschinen zu bewegende große Masse liegt in der Größenordnung von 50 bis 100 kg, wobei diese Masse Vibrationen erzeugt und die Oszillationsgeschwindigkeit und dadurch die Herstellungsgeschwindigkeit beschränkt.
- Seit langer Zeit besteht ein hohes kommerzielles Verlangen nach einer zufriedenstellenden Lösung des zuvor beschriebenen Problems. Vorstehend ist das Problem im Zusammenhang mit einer Schleifscheibe beschrieben worden. Das gleiche Problem existiert jedoch auch im Zusammenhang mit anderen Maschinen mit einer drehbaren Welle, die Mittel zum Durchführen von Arbeit während der Rotation der Welle trägt. Ein solches Beispiel sind Bohrmaschinen, die zur Durchführung sehr kleiner und schneller Axialbewegungen gedacht sind, wie z. B. zur Verwendung bei der Herstellung von Leiterplatten.
- In der deutschen Offenlegungsschrift
DE 31 23 199 A1 ist eine Konstruktion für das axiale Oszillieren einer rotierenden Welle gezeigt, an welcher ein Arbeitswerkzeug, wie z. B. eine Schleifscheibe, angeordnet ist. Die Oszillation wird mit Hil fe von zwei Federn bewerkstelligt, die an den entgegengesetzten Enden einer auf der Welle angeordneten Scheibe angeordnet sind, wobei die Federn gegeneinander wirken und für die Oszillation der Welle in Eigenresonanz gebracht werden. Die Vorrichtung gemäß der deutschen Patentanmeldung besitzt verschiedene Nachteile. Die Masse, die in Schwingung gebracht wird, ist recht groß, was, wie zuvor erwähnt, ein schwerwiegendes Problem darstellt. Ein weiterer großer Nachteil besteht darin, daß die Oszillationsfrequenz auf die Resonanzfrequenz des Federsystems beschränkt ist. - Eine weitere Lösung ist in der japanischen Patentanmeldung 1-240266 beschrieben worden. Bei dieser Konstruktion ist die drehbare Welle mit einem sich radial erstreckenden Rotor versehen und ein Elektromagnet ist auf jeder Seite des Rotors angeordnet. Die Welle wird axial durch Steuern der Größe des Stromes zu jedem der Elektromagnete und dadurch der Magnetkräfte auf den Rotor zu Schwingungen angeregt. Ein Nachteil bei dieser Konstruktion besteht darin, daß der auf der Welle angeordnete Rotor recht schwer ist und dies macht auch die rotierende Welle schwerer, was die Drehzahl der Welle begrenzt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Konstruktion mit zwei Elektromagneten recht teuer ist. Ein weiterer schwerer Nachteil bei einer Konstruktion im Einklang mit der japanischen Anmeldung besteht darin, daß die Elektromagnete und der Rotor viel Raum benötigen.
- Mit der vorliegenden Erfindung erhält man eine Vorrichtung, bei welcher all die zuvor genannten Probleme gelöst sind.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Welle ein freies zweites Ende besitzt, elektromagne tische Mittel zum Beeinflussen des zweiten Endes und Ziehens der Welle in der Axialrichtung vom ersten Ende zum zweiten Ende gegen den Einfluß eines gegen das zweite Ende in der entgegengesetzten Axialrichtung wirkenden Druckes angeordnet sind und Mittel zum Steuern der elektromagnetischen Mittel vorgesehen sind, um die Axialbewegung der Welle während der Rotation der Welle zu erreichen.
- Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Mittel einen Zapfen aufweisen, der mit seinem freien Ende in der Nähe des zweiten Endes der Welle angeordnet ist und um den eine Magnetspule angeordnet ist, um ein magnetisches Feld in der Axialrichtung des Zapfens zu erzeugen, daß der Zapfen, die Magnetspule und ein Endbereich der Welle um das zweite Ende in einem Gehäuse aufgenommen sind, das zur Führung des Magnetfeldes in einer geschlossenen Bahn ausgebildet ist, die den Endbereich und den Zapfen sowie einen Spalt zwischen dem zweiten Ende der Welle und dem freien Ende des Zapfens einschließt, wodurch das Magnetfeld auf den Endbereich der Welle mit einer Kraft in der Richtung gegen das freie Ende des Zapfens wirkt.
- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird lediglich die drehbare Welle in der Axialrichtung bewegt oder in Schwingungen versetzt. Die kleine Masse, die sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegt (oszilliert) erhöht die Möglichkeiten für eine hohe Beschleunigung und ein optimiertes Bewegungsmuster. Die Axialbewegung der Welle ist entsprechend nicht auf eine Sinusform beschränkt.
- Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf in den beigefügten Darstellungen gezeigte Beispiele näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen schematischen Querschnitt einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
2 einen schematischen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform; -
3 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Prinzips eines Beispiels eines Aufsetzlagers zur Aufnahme von Kräften in der Axialrichtung der Welle. - Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Zusammenhang mit dem Vorsehen einer Axialbewegung und hochgenauen Positionierung einer drehbaren Welle
1 in einer stationären Maschineneinheit2 beschrieben, wie z. B. einem Spindelstock einer Schleifmaschine. Ein Elektromotor3 ist zur Abgabe von Leistung an die drehbare Welle zur Durchführung von Arbeit während der Rotation vorgesehen. - Die Welle
1 ist zum Halten eines Werkzeuges, wie z. B. einer Schleifscheibe (nicht gezeigt) an einem ersten Ende4 der Welle ausgebildet. Die Welle1 ist in zwei Lagern gelagert, einem Wälzlager5 , wie z. B. einem Wälzlager, das unter der Marke CARB verkauft wird, und einem Gaslager6 . Die Lager sind in der Axialrichtung verschieblich angeordnet, beispielsweise durch axiales Lagerspiel. - Die Lager
5 und6 können hydrostatische oder hydrodynamische Lager sein, die eine Dichtfunktion haben und Axialbewegungen erlauben. Das Lager6 ist nicht-magnetisch oder enthält nicht-magnetisches Material in einer bestimmten Dicke um die Welle, um die durch das magnetische Feld bewirkten Radialkräfte auf die Welle zu reduzieren. - Die Welle besitzt ein zweites Ende
7 . Ein Zapfen8 ist mit seinem freien Ende in der Nähe des zweiten Endes7 der Welle1 angeordnet, und eine Magnetspule9 ist um den Zapfen ausgebildet, um ein Magnetfeld in der Axialrichtung des Zapfens zu erzeugen. Das Magnetfeld ist in den Abbildungen mit B bezeichnet. Der Zapfen8 , die Magnetspule9 und ein Endbereich der Welle1 um das zweite Ende7 sind in einem Gehäuse10 aufgenommen, das so ausgebildet ist, daß es das durch die Spule9 erzeugte Magnetfeld in geschlossenen Bahnen führt, die den ersten Endbereich, den Zapfen8 und einen Spalt11 zwischen dem zweiten Ende der Welle und dem freien Ende des Zapfens einschließen. Das Magnetfeld wirkt auf den Endbereich der Welle mit einer Kraft in der Richtung gegen das freie Ende des Zapfens8 . - Das Gehäuse
10 umgibt einen Raum12 , der den Spalt11 zwischen dem zweiten Ende7 der Welle und dem freien Ende des Zapfens einschließt. Gas aus dem Gaslager6 leckt in den Raum, der so abgedichtet ist, daß in dem Raum ein Überdruck erzeugt wird. Die Höhe des Überdruckes wird mit einem Ventil (nicht gezeigt) geregelt. - Die Steuermittel sind zur Steuerung der Größe des Stromes in der elektromagnetischen Spule
9 programmiert, um die Welle1 und die Schleifscheiben in einer optimierten Weise zu bewegen oder in Schwingung zu versetzen, um im Hinblick auf Oberflächenrauhigkeit, Geradlinigkeit der Bohrung und gleichmäßigem Verschleiß sowie lange Intervalle zwischen dem Abrichten der Schleifscheibe mit hoher Qualität zu schleifen. - Das zuvor erwähnte Regelventil für den Überdruck dient auch als Sicherheitseinrichtung, das zum Eliminieren des Überdruckes zu öffnen ist, wenn das Magnetfeld infolge eines Ausfalls verschwindet. Vorzugsweise ist die Sicherheitseinrichtung ein Magnetventil, das durch die Steuermittel
15 gesteuert wird. - Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß eine minimale Masse zum Bewegen/Oszillieren der Schleifscheibe in der Axialrichtung der Welle bewegt werden muß. Nur die Welle
1 und die Schleifscheibe werden bewegt. Diese kleine bewegliche Masse ermöglicht es, die Steuermittel zum Führen der Welle zur Durchführung eines optimierten Bewegungsmusters zu programmieren. Die Bewegung ist nicht auf eine Sinusform beschränkt und eine hohe Beschleunigung der Welle1 mit der Schleifscheibe ist in der Axialrichtung der Welle möglich. - Die Magnetkraft zwischen dem zweiten Ende
7 der Welle1 und dem freien Ende des Zapfens8 nimmt zu, wenn sich der Abstand zwischen den Enden verringert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Aufsetzlager an der Stirnfläche des freien Endes der Welle und/oder an einer Stirnfläche des freien Endes des Zapfens angeordnet. In der in1 gezeigten Ausführungsform umfaßt das Aufsetzlager eine Graphit-Schicht oder einen Überzug16 , der auf der Stirnfläche des freien Endes des Zapfens aufgebracht ist, um das zweite Ende der Welle daran zu hindern, in unmittelbaren Kontakt mit dem freien Ende des Zapfens zu gelangen, wenn die Magnetsteuerung eine Fehlfunktion haben sollte. Die Graphit-Schicht muß eine gewisse Stärke besitzen oder auf einer Schicht oder einer Scheibe aus einem nicht-magnetischen Material (nicht gezeigt) aufgebracht sein, so daß die kombinierte Stärke hinreichend groß ist. Ein unmittelbarer Kontakt der Enden oder ein zu kurzer Abstand zwischen den Enden während der Arbeitsrotation würde dazu führen, daß die Spindel zerstört würde, wenn das Regelsystem ausfällt. Die Graphit-Schicht dient als eine verschleißbeständige Fläche und ist möglichst in Kombination mit anderem nicht-magnetischem Material angeordnet, um die magnetische Kraft zu begrenzen. Mit der Graphit-Schicht und möglicherweise mit einer weiteren, in Kombination vorgesehenen nicht-magnetischen Schicht oder einer Scheibe können die beiden Enden wenigstens für einen kurzen Moment ohne das Risiko in Kontakt gelangen, daß die Spindel beschädigt wird. - Das Aufsetzlager könnte anstelle einer Graphit-Schicht oder eines Überzuges eine aus Graphit bestehende Scheibe sein. Andere geeignete Materialien für die Schicht, den Überzug oder die Scheibe sind nicht-magnetische Materialien mit niedriger Reibung, wie z. B. synthetischer Diamant. Weitere Beispiele für nicht-magnetische Materialien sind eine Schicht aus Luft oder eine Schicht, die aus keramischen Kugeln beseht.
- Bei der Ausführungsform gemäß
2 ist ein Gaslager17 zwischen dem zweiten Ende7 der Welle1 und dem Zapfen8 angeordnet. Das Gaslager ist so angeordnet, daß es gegen das zweite Ende der Welle wirkt, und ein Kolben18 dient der Übertragung der Kraft von der Feder19 über das Gaslager auf die Welle. Diese Ausführungsform ist geeignet, wenn hohe Axialkräfte benötigt werden, beispielsweise wenn die Erfindung in einer Bohrmaschine eingesetzt wird. Bei der Ausführungsform gemäß2 ist das Radiallager nahe dem zweiten Ende ein Zylinderrollenlager20 . - Hohe Axialkräfte können ohne die Hilfe einer Feder, wie sie in
2 gezeigt ist, übertragen werden, wenn eine Luftkolbenanordnung (nicht gezeigt) verwendet wird. - Bei der Ausführungsform gemäß
2 muß es möglich sein, die Axialkraft schnell zu verringern, wenn die elektromagnetischen Mittel, die das Magnetfeld B erzeugen, ausfallen oder aufhören zu arbeiten. Wenn die Axialkräfte, die gegen die durch das Magnetfeld erzeugten Kräfte wirken, durch eine Feder erzeugt werden, wie in2 gezeigt, kann die Wirkung der Feder durch magnetische Mittel gesteuert werden, die die Feder in eine inaktive Stellung bringen, wenn die elektromagnetischen Mittel ausfallen oder aufhören zu arbeiten. - Wenn ein Luftkolben anstelle einer Feder eingesetzt wird, kann ein magnetisches Ventil vorgesehen sein, um den Luftdruck zu verringern, wenn die elektromagnetischen Mittel ausfallen oder aufhören zu arbeiten.
- Das Aufsetzlager an der Stirnfläche des freien zweiten Endes der Welle und/oder an einer Stirnfläche des freien Endes des Zapfens muß kein Überzug oder eine Scheibe sein, wie zuvor beschrieben. Andere geeignete Beispiele für Aufsetzlager sind Gaslager, aerostatische Lager oder aerodynamische Lager.
- Ein aerodynamisches Lager kann man beispielsweise durch Anordnen von Spiralnuten
21 in der Stirnfläche des zweiten Endes7 der Welle1 erhalten, wie in3 gezeigt. Man erhält dann einen Luftdruck außerhalb der Stirnfläche, wenn die Welle1 rotiert. Das aerodynamische Lager, beispielsweise in der Form von Spiralnuten, wie in3 gezeigt, könnte auch dazu verwendet werden, einen gegen das zweite freie Ende7 der Welle wirkenden Druck zu erzeugen. - Die Nuten können selbstverständlich andere Formen haben als Spiralnuten, beispielsweise können sie eine Fischgrätenform haben.
- Wenn die gesamte Spindelanordnung zu einem Werkstück hin bewegt wird, beispielsweise um ein Loch in dem Werkstück zu schleifen, würde die Spindel in herkömmlichen Vorrichtungen zerstört werden, wenn sie bei hoher Drehzahl die Bohrung verfehlen und gegen die Stirnfläche des Werkstückes schlagen sollte. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Mittel, wie z. B. die Erfassungsmittel
13 bei der in1 gezeigten Ausführungsform, vorgesehen, um zu erfassen, wenn die tatsächliche Axialposition der Welle während der Bewegung der Spindelanordnung in Richtung des Werkstückes von einer Referenzposition abweicht, wobei die Abweichung von der Referenzposition anzeigt, daß unerwartete Kräfte auf die Welle gewirkt haben. Da die Welle in der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich axial um ein Wegstück in Relation zu der Spindel bewegen kann, besteht Zeit für ein von den Erfassungsmitteln an die Steuermittel auszusendendes Signal, um den Vorschub der Spindel zu stoppen, bevor sie in steifem Zustand, d. h. mit unmittelbar an dem freien Ende des Zapfens möglicherweise mit einem zwischenliegenden Aufsetzlager, anliegendem freien Ende der Welle gegen das Werkstück prallt. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche sind eine Vielzahl von Abwandlungen möglich.
Claims (17)
- Werkzeughalterung mit einer Vorrichtung zum Bewegen einer Welle (
1 ) in axialer Richtung, die an einem ersten Ende (4 ) angeordnete Mittel zur Durchführung von Arbeit während der Rotation der Welle trägt, wobei die Vorrichtung einen Antrieb, wie z. B. einen Elektromotor (3 ), für die Rotation und wenigstens ein Lager (5 ,6 ) aufweist, das die Welle (1 ) radial lagert und eine Bewegung der Welle in axialer Richtung erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1 ) ein freies zweites Ende (7 ) besitzt, elektromagnetische Mittel zum Beeinflussen des zweiten Endes der Welle in der Axialrichtung vom ersten Ende (4 ) zum zweiten Ende (7 ) gegen den Einfluß eines gegen das zweite Ende in der entgegengesetzten Axialrichtung wirkenden Druckes angeordnet sind und Mittel (15 ) zur Steuerung der elektromagnetischen Mittel vorgesehen sind, um die Axialbewegung der Welle (1 ) während der Rotation der Welle zu erreichen. - Werkzeughalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Mittel einen Zapfen (
8 ) aufweisen, der mit seinem freien Ende nahe des zweiten Endes (7 ) der Welle (1 ) angeordnet ist, wobei eine Magnetspule (9 ) um den Zapfen (8 ) angeordnet ist, um ein Magnetfeld (B) in der Axialrichtung des Zapfens (8 ) zu erzeugen, und daß der Zapfen (8 ), die Magnetspule (9 ) und ein Endbereich der Welle (1 ) um das zweite Ende (7 ) in einem Gehäuse (10 ) aufgenommen sind, das zur Führung des Magnetfeldes (B) in geschlossenen Bahnen angeordnet ist, die den Endbereich und den Zapfen (8 ) sowie einen Spalt (11 ) zwischen dem zweiten Ende der Welle (1 ) und dem freien Ende des Zapfens (8 ) einschließen, wodurch das Magnetfeld auf den Endbereich der Welle (1 ) mit einer Kraft in der Richtung gegen das freie Ende des Zapfens (8 ) wirkt. - Werkzeughalterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (
10 ) einen Raum (12 ) umgibt, der den Spalt (11 ) zwischen dem zweiten Ende (7 ) der Welle (1 ) und dem freien Ende des Zapfens (8 ) einschließt, und Mittel zur Erzeugung des gegen das zweite Ende (7 ) der Welle (1 ) wirkenden Druckes in dem Raum (12 ) angeordnet sind. - Werkzeughalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (
6 ) zur Abstützung des Endbereiches der drehbaren Welle (1 ) angeordnet ist, das nicht-magnetisches Material von einer bestimmten Dicke um die Welle (1 ) umfaßt, um die radialen Magnetkräfte auf den Endbereich der drehbaren Welle (1 ) zu begrenzen. - Werkzeughalterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (
6 ) an dem Endbereich der Welle (1 ) ein Gaslager ist, und der Druck durch Verwenden von aus dem Gaslager leckenden Gas erreicht wird. - Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherheit ein Aufsetzlager (
16 oder17 ) an einer Stirnfläche des zweiten Endes der drehbaren Welle (1 ) und/oder an einer Stirnfläche des freien Endes des Zapfens (8 ) vorgesehen ist. - Werkzeughalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsetzlager (
16 oder17 ) eine verschleißbeständige Scheibe oder einen Überzug mit niedriger Reibung aufweist, wobei die Scheibe oder der Überzug aus Graphit oder anderem nicht-magnetischem Material mit niedriger Reibung, wie z. B. synthetischem Diamant, ausgebildet sind. - Werkzeughalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsetzlager ein Gaslager (
17 ) ist. - Werkzeughalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsetzlager (
16 oder17 ) ein aerostatisches Lager ist. - Werkzeughalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsetzlager (
16 oder17 ) ein aerodynamisches Lager ist. - Werkzeughalterung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aerodynamische Lager in der Stirnfläche des zweiten Endes (
7 ) der Welle (1 ) oder der Stirnfläche des Zapfens in Form von sich radial erstreckenden Spiralnuten (21 ) oder Fischgrätnuten in der Stirnfläche ausgebildet ist, wobei die Nuten (1 ) einen gesteigerten Luftdruck außerhalb der Stirnfläche des zweiten Endes (7 ) der Welle erzeugen, wenn sich die Welle (1 ) dreht. - Werkzeughalterung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aerodynamische Lager auch zur Ausbildung des gegen das zweite Ende (
7 ) der Welle (1 ) wirkenden Druckes ausgebildet ist. - Werkzeughalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß positionserfassende Mittel (
13 ) zum Erfassen wenigstens der Axialstellung der Welle (1 ) angeordnet sind und ein entsprechendes Signal an Steuerungsmittel (15 ) zum Steuern der elektromagnetischen Mittel aussenden und die Steuermittel (15 ) zum Steuern des in den elektromagnetischen Mitteln fließenden Stromes in Abhängigkeit von dem Signal von den positionserfassenden Mitteln (13 ) ausgebildet sind, um die Bewegung der Welle (1 ) zu steuern. - Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gaslager oder ein hydrostatisches Lager (
17 ) zwischen dem zweiten Ende (7 ) der Welle (1 ) und dem Zapfen (8 ) angeordnet ist, das Gaslager oder das hydrostatische Lager (17 ) gegen das zweite Ende (7 ) der Welle (1 ) wirkt und Mittel (19 ) so angeordnet sind, daß sie eine Kraft gegen das zweite Ende über das Lager (17 ) zum Erzeugen des Druckes angeordnet sind, der gegen das zweite Ende wirkt. - Werkzeughalterung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (
19 ) eine Feder oder ein Luftkolben sind. - Werkzeughalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sicherheitsmittel vorgesehen sind, die dann, wenn die elektromagnetischen Mittel ausfallen oder aufhören zu arbeiten, die Mittel (
19 ) oder den Druck, der eine Kraft gegen das zweite Ende (7 ) erzeugt, deaktivieren. - Werkzeughalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mit denen erfaßbar ist, wenn die tatsächliche Axialposition der Welle (
1 ) während der Bewegung der Spindelanordnung in Richtung eines Werkstückes von einer Referenzposition abweicht, wobei die Abweichung von der Referenzposition anzeigt, daß unerwartete Kräfte auf die Welle (1 ) wirken, und die Steuermittel so ausgebildet sind, daß sie den Vorschub der Spindelanordnung in Richtung des Werkstückes stoppen, wenn eine solche Abweichung auftritt.
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SE9904061 | 1999-11-10 | ||
SE9904061A SE515173C2 (sv) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | Anordning vid en verktygsbärande enhet för förflyttning av en roterbar axel i axiell riktning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE60019232D1 DE60019232D1 (de) | 2005-05-12 |
DE60019232T2 true DE60019232T2 (de) | 2006-03-09 |
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Family Applications (1)
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DE60019232T Expired - Fee Related DE60019232T2 (de) | 1999-11-10 | 2000-11-03 | Vorrichtung zum axial Bewegen einer drehende Welle in einem Werkzeughalter Aufbau |
Country Status (6)
Country | Link |
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EP (1) | EP1099514B1 (de) |
JP (1) | JP3519050B2 (de) |
CN (1) | CN1296176C (de) |
DE (1) | DE60019232T2 (de) |
SE (1) | SE515173C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007045317A1 (de) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Siemens Ag | Elektrische Maschine mit Luftlagerung |
DE102011005360A1 (de) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt | Antriebseinrichtung mit aktiv gelagerter Antriebswelle |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW491743B (en) * | 2001-09-28 | 2002-06-21 | Ind Tech Res Inst | Internal active compensation method and device for axial swinging of rotatory shaft tool |
JP4166620B2 (ja) * | 2003-05-13 | 2008-10-15 | オリンパス株式会社 | 半導体接合装置 |
MXPA05013522A (es) * | 2004-05-22 | 2006-03-09 | Unova Uk Ltd | Husillo mejorado de muela abrasiva. |
JP4842936B2 (ja) * | 2004-07-02 | 2011-12-21 | ザウアー ゲーエムベーハー | 振動ヘッドを有するツール |
DE102004060290A1 (de) * | 2004-12-15 | 2006-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks |
US7568409B2 (en) * | 2005-03-30 | 2009-08-04 | Federal-Mogul World Wide, Inc | Hybrid orbiting spindle for shaping non-circular holes |
US7547168B1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-06-16 | Kosmowski Wojciech B | High speed spindle system and centrifugal chuck |
US8292150B2 (en) | 2010-11-02 | 2012-10-23 | Tyco Healthcare Group Lp | Adapter for powered surgical devices |
CN103182540B (zh) * | 2013-03-18 | 2015-02-25 | 浙江大学 | 组合式超磁致伸缩材料驱动伺服镗杆装置 |
CN106736252A (zh) * | 2015-11-23 | 2017-05-31 | 池州学院 | 一种精密加工异形销孔装置及加工方法 |
CN107717742B (zh) * | 2017-10-24 | 2019-10-11 | 杭州富阳富宝仪表机床厂 | 一种金刚石滚轮砂轮修整器的主轴 |
CN108568751B (zh) * | 2018-04-19 | 2019-09-03 | 济宁学院 | 一种机械制造用双驱动打磨装置 |
DE102019211287B4 (de) * | 2019-07-30 | 2021-05-20 | Sauer Gmbh | Vorsatzspindelvorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine, System mit Werkzeugmaschine und Vorsatzspindelvorrichtung und Verfahren zum Steuern eines mit einer Vorsatzspindelvorrichtung durchgeführten Bohrprozesses, sowie ein Computerprogrammprodukt |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2939250A (en) * | 1957-01-31 | 1960-06-07 | Micromatic Hone Corp | Resonant honing |
US2939251A (en) * | 1957-02-18 | 1960-06-07 | Micromatic Hone Corp | High frequency honing |
NO131870C (de) * | 1970-10-12 | 1975-08-20 | Kongsberg Vapenfab As | |
DE3123199A1 (de) * | 1981-06-11 | 1982-12-30 | Michael Dipl.-Phys. 8024 Deisenhofen Mohrenstein-Ertel | Einrichtung und verfahren zum schnellen axialen hin- und herbewegen einer spindel |
JPS5973272A (ja) * | 1982-10-18 | 1984-04-25 | Inoue Japax Res Inc | 数値制御研磨装置 |
US4913605A (en) * | 1984-07-30 | 1990-04-03 | Schwartzman Everett H | Integral spring flexure for use with high speed rotating shafts |
US4784541A (en) * | 1986-04-21 | 1988-11-15 | Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho | High-precision equipment |
JP2657815B2 (ja) | 1988-03-17 | 1997-09-30 | セイコー精機株式会社 | 研削盤 |
GB2268983B (en) * | 1992-07-23 | 1996-04-03 | Glacier Metal Co Ltd | Magnetic bearing back-up |
US5361543A (en) * | 1992-10-01 | 1994-11-08 | Michael Bory | Device for ultrasonic erosion of a workpiece |
CN2228395Y (zh) * | 1995-06-14 | 1996-06-05 | 佛山市北江机械厂 | 磨头组合装置 |
US5997223A (en) * | 1998-09-22 | 1999-12-07 | Electro Scientific Industries, Inc. | High speed drilling spindle with reciprocating ceramic shaft and edoubl-gripping centrifugal chuck |
-
1999
- 1999-11-10 SE SE9904061A patent/SE515173C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-11-03 EP EP00850185A patent/EP1099514B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-03 DE DE60019232T patent/DE60019232T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-06 JP JP2000336923A patent/JP3519050B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-10 CN CNB001337874A patent/CN1296176C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-13 US US09/709,342 patent/US6585462B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007045317A1 (de) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Siemens Ag | Elektrische Maschine mit Luftlagerung |
DE102011005360A1 (de) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt | Antriebseinrichtung mit aktiv gelagerter Antriebswelle |
US9103370B2 (en) | 2011-03-10 | 2015-08-11 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt | Driving device having an actively supported drive shaft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE60019232D1 (de) | 2005-05-12 |
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US6585462B1 (en) | 2003-07-01 |
EP1099514A2 (de) | 2001-05-16 |
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