DE602005000867T2

DE602005000867T2 - Auswerfeinheit für Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE602005000867T2
Application number: DE602005000867T
Authority: DE
Inventors: Tae Hwan 317-1404 Buyoung Apt. Joo; Kyeong Sik Kwon
Original assignee: Doosan Infracore Co Ltd
Current assignee: HD Hyundai Infracore Co Ltd
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2005-09-19
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: US20060060039A1; DE602005000867D1; JP2006088326A; RU2005129349A; EP1637259B1; JP4310301B2; US7637188B2; RU2311267C2; EP1637259A1; ATE359142T1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Auswerfen eines an einer Spindel in einer Werkzeugmaschine eingespannten Werkstücks, im Besonderen auf solch eine Werkstückauswerfeinheit für die Werkzeugmaschine, welche das Werkstück mit Hilfe einer getrennten Auswurfbetätigung ohne jede Einwirkung durch die Rotation der Spindel problemlos auswerfen kann.
Hintergrund der verwandten Technik
Im Allgemeinen wird eine Spindel der Werkzeugmaschine (zum Beispiel einer NC Drehbank und Ähnliches) an einer gegenüberliegenden Seite einer Hauptspindel zur Verfügung gestellt, um spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks auszuführen, und das spanabhebend bearbeitete Werkstück wird mit Hilfe einer Auswurfbetätigung der Auswerfeinheit automatisch aus einem Spannfutter ausgeworfen.
Die herkömmliche Auswerfeinheit für die Spindel zum automatischen Auswerfen des Werkstücks, wie zum Beispiel im koreanischen Patent Nr. 100 177625 B1 beschrieben, wird in 5 gezeigt, die einen Montageabschnitt der herkömmlichen Spindelanordnung zeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist ein Spannfutter 16 an der Spindel 14 befestigt, um das Werkstück einzuspannen. Das Spannfutter 16 ist mit einer Stirnfläche eines Zugrohrs 19 verbunden. Ein rückseitiges Ende des Zugrohrs 19 ist an einer rückseitigen Seite der Spindel 14 angeordnet, so dass es mit einem Aufspannzylinder 22 zum Einspannen/Freigeben des Spannfutters 16 verbunden ist. Auch eine Werk stückauswurfstange 20 ist innerhalb des Zugrohrs 18 angeordnet, um das Werkstück auszustoßen. Die Werkstückauswurfstange 20 ist mit einem an der rückwärtigen unteren Seite des Aufspannzylinders 22 angeordneten Auswerfzylinder 23 verbunden, so dass sie sich vorwärts und rückwärts bewegen kann. Eine Stirnseite der Werkstückauswurfstange 20 wird mit Hilfe einer inneren Führung 5 durch das Zugrohr 18 abgestützt, und auch ein rückseitiges Ende der Werkstückauswurfstange 20 ist mit Hilfe von einem Lager 6 drehbar gelagert.
Dementsprechend wird die Auswurfbetätigung des Werkstücks ausgeführt wie folgt, nachdem das maschinell hergestellte Werkstück in das Spannfutter 16 eingespannt worden ist.
Zuerst wird das Zugrohr 18 durch die Betätigung des Aufspannzylinders 22 vorwärts bewegt, um das Spannfutter 16 freizugeben. Dann wird der Auswerfzylinder 23 bedient, um einen Positionsgeber 21 vorwärts zu bewegen, der mit der Werkstückauswurfstange 20 verbunden ist, um das Werkstück zu schieben und auszuwerfen. In diesem Fall wird die Stirnseite der Werkstückauswurfstange 20 durch die Gleitbewegung einer Öldichtung 62 abgestützt, die an einer äußeren peripheren Oberfläche der innen liegenden Führung 5 entlang einer inneren peripheren Oberfläche des Zugrohrs 18 eingerichtet ist.
Wenn inzwischen die Spindel 14 während des Herstellens des Werkstücks durch den Rotationsantrieb einer Riemenscheibe 13 gedreht wird, rotiert die Auswurfstange 20 ebenfalls über das Zugrohr 18 und die innen liegende Führung 5. In diesem Fall rotiert die Auswurfstange 20 exzentrisch, während sie vom Lager 6 abgestützt wird, das am rückseitigen Ende davon eingerichtet ist.
Zu dieser Zeit rotiert die Auswurfstange 20 exzentrisch, während sie von dem Lager 6 auf der rückseitigen Seite abgestützt wird. Wenn die Spindel außerdem bei einer hohen Geschwindig keit oberhalb 5.000 U/min rotiert, erzeugt die Auswurfstange 20 Vibration, Lärm und Wärme, wodurch eine biegende Verformung der Auswurfstange 20 verursacht wird. Auch kann sich die Auswurfstange 20, wenn sie sich vorwärts und rückwärts bewegt, zwischen den Lagern 6 verfangen, um so eine Funktionsstörung der Auswurfbetätigung zu bewirken.
Da der Auswerfzylinder 23 weiterhin eingerichtet ist als eine Anordnung zum Ablauf mit einer exzentrischen Achse, so dass diese die Werkstückauswurfstange 20 mit Hilfe einer Halterung 25 abweichend von der axialen Bewegungslinie der Spindel 14 schieben oder ziehen kann, kann zum Zeitpunkt der Auswurfbetätigung der Auswurfstange 20 leicht eine Funktionsstörung entstehen.
Eine alternative Auswerfeinheit für die Spindel zum automatischen Auswerfen des Werkstücks ist in US 3 025 646 beschrieben. Die in diesem Dokument offenbarte Vorrichtung weist alle Merkmale der Präambeln der Ansprüche 1 und 5 auf. Diese Ausführungsform gewährleistet sowohl Genauigkeit wie auch eine lange Lebensdauer der Spindel, in dem eine konstante Flüssigkeitslast von zwei verschiedenen Größen in die Spindellagerung eingebracht wird. Jedoch werden keine Mittel offenbart, um ein Auftreten von Vibrationen, Lärm und Abnutzung durch Reibung zu verhindern.
Zusammenfassung der Erfindung
Deshalb ist die vorliegende Erfindung in Anbetracht der oben genannten Schwierigkeiten, die nach dem Stand der Technik auftreten, gemacht worden, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Werkstückauswerfeinheit für eine Werkzeugmaschine zur Verfügung zu stellen, in der die Auswurfstange zum Zeitpunkt einer Hochgeschwindigkeitsrotation der Spindel nicht drehbar angetrieben werden kann, um dadurch das Auftreten von Vibration, Lärm und Reibungswärme auf Grund der Bewegung der Spindel zu verhindern, so dass das maschinell hergestellte Werkstück problemlos ausgeworfen werden kann.
Um das oben genannte Ziel der vorliegenden Erfindung entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird eine Werkstückauswerfeinheit gemäß Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
Auch wird entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Werkstückauswerfeinheit zur Verfügung gestellt wie in Anspruch 5 definiert.
Weiterhin umfasst die Stirnlagereinheit der vorliegenden Erfindung ein in die innere periphere Oberfläche des Zugrohrs eingesetztes Lagergehäuse; mindestens ein in eine innere periphere Oberfläche des Lagergehäuses eingesetztes und gleichzeitig in einer inneren peripheren Oberfläche festgeklemmtes Lager; und Mittel zum Festklemmen des Lagers an der Auswurfstange.
Außerdem umfasst das das Lager einspannende Mittel der vorliegenden Erfindung ein Distanzstück, um einen inneren Ring des Lagers auf einen gestuften Teil der Auswurfstange zu drücken; und ein Feststellmuttergewinde, eingreifend in die Auswurfstange, um eine Position des Distanzstücks zu fixieren.
Außerdem ist entsprechend der vorliegenden Erfindung ein O-Ring auf einer äußeren peripheren Oberfläche des Lagergehäuses eingerichtet, so dass es verschiebbar mit der inneren peripheren Oberfläche in des Zugrohrs Kontakt steht, um ein Einfließen von Kühlmittel zu blockieren, und eine Öldichtung ist an einer inneren peripheren Oberfläche des Lagergehäuses eingerichtet.
Ebenso umfasst die rückseitige Doppellagereinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung ein inneres Lagergehäuse, eingefügt in ein rückseitiges Endteil der Auswurfstange; eine äußeres Lagergehäuse, eingefügt in eine äußere periphere Oberfläche des inneren Lagergehäuses und festgeklemmt am Aufspannzylinder; und ein zwischen dem inneren Lagergehäuse und dem äußeren Lagergehäuse installiertes Lager.
Weiterhin ist entsprechend der vorliegenden Erfindung ein ölfreies Lager in einer inneren peripheren Oberfläche des inneren Lagergehäuses eingerichtet, so dass es die Auswurfstange verschiebbar abstützen kann.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die oben genannten und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen:
1 eine Schnittansicht der Anordnung ist, die die Struktur der Werkstückauswerfeinheit einer NC Drehbank entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte Sicht auf Teil „A" gemäß 1 ist;
3 eine Ansicht ist, die den Hauptteil der Werkstückauswerfeinheit für die Werkzeugmaschine entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine Seitenansicht der 3 ist; und
5 eine Ansicht ist, die die Anordnung der herkömmlichen Werkstückauswerfeinheit der NC Drehbank zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform Bezug genommen wird jetzt im Detail auf die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
<Erste Ausführungsform>
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der Ausführungsform, die der Gegenstand des Anspruchs 1 ist, ist die Stange des Auswerfzylinders auf solch eine Weise gestaltet, dass sich ihre Länge auf eine einem Spannfutter benachbarte Position erstreckt, so dass sie eine Auswerffunktion ausführen kann, und sie ist so gestaltet, dass sie von einer Stirnlagereinheit abgestützt wird, so dass sie nicht zusammen mit einer Spindel oder einem Zugrohr rotieren kann. Auch kann Schneidöl über eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung zugeführt werden, die zentral durch das Zentrum der Stange im Auswerfzylinder in der longitudinalen Richtung verlaufend ausgeformt ist.
1 ist eine Schnittansicht der Anordnung, die die Struktur der Werkstückauswerfeinheit einer NC Drehbank entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine vergrößerte Sicht auf Teil „A" gemäß 1.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 1 und 2 gezeigt, ist eine Spindel 14 an einem Spindelstock 10 eingerichtet, und wird drehbar von einem Lager 12 abgestützt. Die Spindel 14 ist mit einer Spindelriemenscheibe 13 ausgestattet, die gestaltet ist, um mit Hilfe eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) gedreht zu werden.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch natürlich angewandt werden auf die Spindel, die von einem eingebauten Motor angetrieben wird.
Auch ist die Spindel 14 auf einer Stirnseite von dieser mit einem Spannfutter 16 zum Festklemmen des Werkstücks ausgestattet, und das Spannfutter 16 ist mit einer Stirnseite des zylindrischen Zugrohrs 18 verbunden auf eine solche Weise, dass es durch das Zentrum der Spindel 14 verläuft.
Ein rückseitiges Ende des Zugrohrs 18 ist auch mit einem am Spindelstock 10 befestigten Aufspannzylinder 22 verbunden und hinter der Spindel 14 angeordnet, so dass sich das Zugrohr 18 in der axialen Richtung vorwärts und rückwärts bewegen kann, um das Spannfutter 16 in Abhängigkeit von der Arbeitsrichtung der Luft oder dem verdichtetem Öl im Aufspannzylinder 22 zu spannen/freizugeben.
In diesem Fall wird die Einspann-/Freigabe-Betätigung des Spannfutters 16 mit Hilfe eines Freigabesensors S1 und eines Einspannsensors S2 ausgeführt, welcher einen Anschlag 24 wahrnimmt, der in Verbindung mit der Verschiebeposition des Zugrohrs 18 arbeitet. Wie in 2 gezeigt, bestätigt der Freigabesensor S1 den Freigabevorgang des Spannfutters 16 durch Wahrnehmen des Anschlags 24, wenn das Zugrohr 18 die Vorwärtsbewegung beendet.
Das Zugrohr 18 ist auf einer inneren peripheren Oberfläche davon auch mit einer Stirnlagereinheit 50 ausgestattet, so dass diese die lineare Bewegung einer Auswurfstange 20 gleitend abstützen kann und nicht zusammen mit dem Zugrohr 18 rotiert.
Die Auswurfstange 20, die die Stange des Auswerfzylinders 23 ist, wird durch die Stirnlagereinheit 50 abgestützt, und der Auswerfzylinder 23 ist auf solch eine Weise an einer Seite des Spindelstocks 10 befestigt, dass sein Zentrum auf das der Spindel 14 ausgerichtet ist.
Die Stirnlagereinheit 50 arbeitet, um die Übertragung der Rotationsbewegung des Zugrohrs 18 auf die Auswurfstange 20 zu unterbrechen, und sie stützt die Auswurfstange 20 ab, so dass sich diese gleitend vorwärts und rückwärts bewegen kann.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Stirnlagereinheit 50 ein Lagergehäuse 52, eingerichtet in eine innere periphere Oberfläche des Zugrohrs 18, mindestens ein innerhalb des Lagergehäuses 52 installiertes Lager 54, und Mittel zum Festklemmen des Lagers 54 an der Auswurfstange 20.
Weiterhin umfasst das Mittel zum Festklemmen in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ein Distanzstück 56, um einen inneren Ring des Lagers 54 auf einen gestuften Teil 20b der Auswurfstange 20 zu drücken, und eine Kontermutter 58 zum Festklemmen der Position des Distanzstücks 56. In diesem Fall greift die Kontermutter 58 mit Hilfe einer Schraube in ein Gewindeteil 20c der Auswurfstange 20 ein und wird an einem Fixierungsbolzen 59 festgeklemmt.
Unterdessen ist die Stirnlagereinheit 50 mit einem O-Ring 60 und einer Öldichtung 62 ausgestattet, die angepasst sind, um ein Eindringen des Kühlmittels zu verhindern, das zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstücks durch das Innere des Spannfutters 16 fließt. Eine Vielzahl von O-Ringen 60 ist an einer äußeren peripheren Oberfläche des Lagergehäuses 52 eingerichtet, um in Kontakt mit der inneren peripheren Oberfläche des Zugrohrs 18 zu stehen. Die Öldichtung 62 ist zwischen dem Lagergehäuse 52 und einem Bund 56 eingerichtet.
Der Auswerfzylinder 23 ist axial im Zentrum davon ausgeformt mit einer Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung 20a, durch welche sich die integrale Auswurfstange 20 vorwärts und rückwärts bewegt, so dass sie in einem Stück mit der Auswurfstange ausgeformt werden kann.
Die Auswurfstange 20 ist auf solche Weise im Inneren des Zugrohrs 18 angeordnet, dass sie auf einer mit dem Zugrohr iden tischen Mittellinie angeordnet ist. Eine Stirnseite der Auswurfstange 20 ist eingefügt in und abgestützt durch den inneren Ring des in der Stirnlagereinheit installierten Lagers 54, wie in 2 gezeigt.
Die Betätigung der Werkstückauswerfeinheit der Werkzeugmaschine, wie oben entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut, wird jetzt im Detail nachstehend beschrieben.
Zuerst rotieren die Spindel 14 und das Zugrohr 18 bei hoher Geschwindigkeit in einem Stück, wenn das Werkstück bearbeitet wird, wobei das Werkstück in das Spannfutter 16 eingespannt ist. In diesem Fall kann die Rotationskraft des Zugrohrs 18 auf das Lagergehäuse 52 und eine Lagerkugel des Lagers 54 übertragen werden, sie wird jedoch nicht auf den inneren Ring des Lagers 54 übertragen. Mit anderen Worten wird die Auswurfstange 20, da die Rotationskraft des Zugrohrs 18 nicht auf die in den inneren Ring des Lagers 54 eingesetzte Auswurfstange 20 übertragen wird, in einem angehaltenen Zustand aufrecht erhalten.
Dementsprechend kann, weil die Auswurfstange 20 trotz der Rotation der Spindel 14 mit hoher Geschwindigkeit in angehaltenem Zustand aufrecht erhalten wird, keine Vibration auftreten, wodurch Haltbarkeits- und Ausdauereigenschaften des Werkstückauswurfzylinders 23 verbessert werden. In diesem Fall kann das Lager 54 vor vom Inneren des Spannfutters 16 eingedrungenem Kühlmittel geschützt werden, weil dieses vom O-Ring 60 und der Öldichtung 62 blockiert wird.
Unterdessen, wenn die Bearbeitung des Werkstücks beendet worden ist, wird der Aufspannzylinder 22 ausgelöst, um dadurch das Zugrohr 18 vorwärts zu bewegen und dadurch das Spannfutter 16 freizugeben, um den Betrieb der Spindel 14 zu beenden. Eine solche Freigabeoperation wird durch den Freigabesensor S1 bes tätigt und ein Signal für das Auswerfen des Werkstücks wird auf den Auswerfzylinder 23 übertragen.
Dementsprechend bewegt sich die Auswurfstange 20 des Werkstückauswurfzylinders 23 in einem Stück zusammen mit dem Positionsgeber 21 vorwärts, um das Werkstück aus dem Spannfutter 16 zu drücken und auszuwerfen. In diesem Fall kann die Beendigung der Vorwärtsbewegung der Auswurfstange 20 von einem Sensor im Inneren des Aufspannzylinders 23 bestätigt werden. Weiterhin bewegt sich das Lagergehäuse 52 zusammen mit dem Lager 54 entlang der inneren Oberfläche des Zugrohrs 18, und der O-Ring 60 bewegt sich gleitend entlang der inneren Oberfläche des Zugrohrs 18.
Unterdessen werden Splitter, die an einer Backe und dem Werkstück hängen, entfernt, wenn und nachdem das Werkstück ausgeworfen wird. Kühlmittel oder Luft kann durch die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung 20a zugeführt werden, die an der Auswurfstange 20 des Auswerfzylinders 23 ausgeformt ist, um solche fremden Substanzen einschließlich der Splitter zu entfernen. Solches Kühlmittel oder Luft kann durch eine Einspritzöffnung 21a eingespritzt werden, die am Positionsgeber 21 ausgeformt ist.
Auf diese Weise kann entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weil die Auswurfstange 20 durch die Stirnlagereinheit 50 daran gehindert werden kann, sich zu bewegen, obwohl die Spindel 14 zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstück drehend angetrieben wird, das Auftreten von Vibration, Lärm und Reibungswärme, die von Bewegung herrühren, verhindert werden, um dadurch zu verhindern, dass die Auswurfstange 20 verbogen wird.
Außerdem ist der Werkstückauswurfzylinder 23 mit der Auswurfstange 20 in einer linearen Beziehung mit dem Zugrohr 18 angeordnet und wird dementsprechend betätigt, so dass die Aus werfoperation problemloser ausgeführt werden kann im Gegensatz zur herkömmlichen Anordnung, in der Kraft vom Zylinder in einer exzentrischen Position übertragen werden könnte.
Außerdem kann die Auswurfstange 20 als eine modifizierte Ausführungsform der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung direkt auf einer identischen axialen Linie mit Abstand vom Auswerfzylinder 22 verbunden werden. Mit anderen Worten wird, wie in 2 gezeigt, eine separate Auswurfstange 20 zur Verfügung gestellt, so dass eine Stirnseite davon eingerichtet werden kann, um eingesetzt zu werden in und abgestützt zu werden durch die innere periphere Oberfläche der Stirnlagereinheit 50, und ein rückseitiges Ende der Auswurfstange 20 kann eingerichtet werden, um direkt linear mit einer Kolbenstange des Auswerfzylinders 22 verbunden zu werden.
Mit anderen Worten kann, wie in 2 gezeigt, die Auswurfstange 20 getrennt vom Auswerfzylinder 23 zur Verfügung gestellt werden, um lang ausgeführt zu sein, und eine Stirnseite davon kann eingerichtet werden, um eingesetzt zu werden in und abgestützt zu werden durch die innere periphere Oberfläche der Stirnlagereinheit 50, und ein rückseitiges Ende der Auswurfstange 20 kann direkt linear an die Stange des Auswerfzylinders 23 installiert werden. In diesem Fall kann das rückseitige Ende der Auswurfstange 20 mit der Stange des Auswerfzylinders 23 verbunden werden mit Hilfe einer herkömmlichen Gewindeverbindung oder einer Flanschverbindung, und die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung 20a, gezeigt in 1, kann natürlich an der Stange der Auswurfstange 20 ausgeformt werden und der Auswerfzylinder 23 direkt auf die obige Weise verbunden werden.
<Zweite Ausführungsform>
Wie in 3 gezeigt, modifiziert die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Ausführungsform, die der Ge genstand des Anspruchs 5 ist, die unterstützende Anordnung des rückseitigen Endes der Auswurfstange, die für das Auswerfen des Werkstücks verwendet wird. 4 zeigt eine Seitenansicht der 3.
In der zweiten Ausführungsform ist die Auswurfstange so gestaltet, dass sie nicht in einem Stück mit dem Zugrohr 18 rotieren kann. In dieser Hinsicht ist die Stirnseite der Auswurfstange angepasst, um von der Stirnlagereinheit 50 abgestützt zu werden, wie es in der ersten Ausführungsform der Fall war. Auch ist sie dadurch gekennzeichnet, dass das rückseitige Ende der Auswurfstange mit Hilfe der Doppellagereinheit 200 am rückseitigen Ende gelagert ist.
Auch ist der Auswerfzylinder 23 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung parallel zu der Auswurfstange 20 angeordnet und die Kolbenstange 23a des Auswerfzylinders 23 ist über ein Verbindungselement 225 mit dem rückseitigen Ende der Auswurfstange 20 verbunden.
Nachstehend wird die Betätigung und die Anordnung der Doppellagereinheit 200 am rückseitigen Ende, die das rückseitige Ende der Auswurfstange gemäß der zweiten Ausführungsform abstützt, im Detail nachstehend beschrieben. In 3 und 4 werden gleiche Ziffern für die gleichen oder gleichartigen Teile der in 1 und 2 gezeigten Vorrichtung angezeigt.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist die Doppellagereinheit 200 am rückseitigen Ende mit einem inneren Lagergehäuse 202 ausgestattet, das einen Innendurchmesser aufweist, durch den das rückseitige Ende der Auswurfstange 20 hindurch verläuft. Es wird auch ein äußeres Lagergehäuse 204 an einem Außendurchmesser des inneren Lagergehäuses 202 zur Verfügung gestellt. Ein Lager 206 ist zwischen dem inneren Lagergehäuse 202 und dem äußeren Lagergehäuse 204 eingerichtet.
In diesem Fall ist das äußere Lagergehäuse 204 durch eine Schraube 205 mit einer Kontermutter 210 verbunden. Die Kontermutter 210 ist mit Hilfe einer Gewindeverbindung an einem Rotationsteil des Aufspannzylinders 22 befestigt. Deshalb rotiert das äußere Lagergehäuse 204 zusammen mit der Rotation des Rotationsteils 22a des Aufspannzylinders 22. Weiterhin bewegt sich das äußere Lagergehäuse 20 linear zusammen mit der linearen Bewegung des Rotationsteils 22a des Aufspannzylinders 22.
Dementsprechend werden die Betätigung und die Anordnung der Doppellagereinheit 200 am rückseitigen Ende, die das rückseitige Ende der Auswurfstange gemäß der zweiten Ausführungsform abstützt, im Detail unten beschrieben. In 3 und 4 werden gleiche Ziffern für die gleichen oder gleichartigen Teile der in 1 und 2 gezeigten Vorrichtung angezeigt.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist die Doppellagereinheit 200 am rückseitigen Ende mit einem inneren Lagergehäuse 202 ausgestattet, das einen Innendurchmesser aufweist, durch den das rückseitige Ende der Auswurfstange 20 hindurch verläuft. Es wird auch ein äußeres Lagergehäuse 204 an einer äußeren peripheren Oberfläche des inneren Lagergehäuses 202 zur Verfügung gestellt. Ein Lager 206 ist zwischen dem inneren Lagergehäuse 202 und dem äußeren Lagergehäuse 204 installiert.
In diesem Fall ist das äußere Lagergehäuse 204 durch eine Schraube 205 mit einer Kontermutter 210 verbunden. Die Kontermutter 210 ist mit Hilfe einer Gewindeverbindung an einem Rotationsteil des Aufspannzylinders 22 befestigt. Deshalb rotiert das äußere Lagergehäuse 204 zusammen mit der Rotation des Rotationsteils 22a des Aufspannzylinders 22. Weiterhin bewegt sich das äußere Lagergehäuse 20 linear zusammen mit der linearen Bewegung des Rotationsteils 22a des Aufspannzylinders 22.
Der Außenring des Lagers 206 ist am äußeren Lagergehäuse 204 befestigt mit Hilfe eines mit einer Schraube 211 befestigten Lagerdeckels 212. Auch wird ein innerer Ring des Lagers 206 mit der Kontermutter 214 gedrückt, um durch das Distanzstück 216 gesichert zu werden.
Ein ölfreies Lager 208 ist in der inneren peripheren Oberfläche des inneren Lagergehäuses 202 befestigt, um die Auswurfstange 20 gleitend abzustützen, und das innere Lagergehäuse 202 ist an einem Bügel 222 befestigt, der mittels einer Schraube 223 mit einer Stützhalterung 220 verbunden ist. Die Kolbenstange 23a des Auswerfzylinders 23 ist über ein Verbindungselement 225 mit dem rückseitigen Ende der Auswurfstange 20 verbunden.
Nachstehend wird erläutert, dass sich die Auswurfstange unabhängig linear bewegen kann, ohne die Rotationskraft der Spindel 14 aufzunehmen, wenn die Auswurfstange 20 wie oben beschrieben ausgeführt wird.
Wenn die Spindel 14 rotiert, um das Werkstück maschinell herzustellen, rotiert das Zugrohr 18 auch, während es das Rotationsteil 22a des Aufspannzylinders 22 simultan dreht, der mit dem Zugrohr 18 verbunden ist. Das äußere Lagergehäuse 204 rotiert ebenfalls, da es durch die Kontermutter 210 mit dem Rotationsteil des Aufspannzylinders 22 verbunden ist.
In diesem Fall ist das innere Lagergehäuse 202 durch das Lager 206 mit dem äußeren Lagergehäuse 204 verbunden und an der Halterung 222 befestigt, so dass es nicht rotiert.
Dementsprechend wird auf das rückseitige Ende der Auswurfstange 20, abgestützt im inneren Lagergehäuse 202 über das ölfreie Lager 208, keine Rotationskraft übertragen. Zur gleichen Zeit kann keine Rotationskraft auf die Stirnseite der Auswurfstange 20 übertragen werden, da diese vom Lager 54 der Stirnlagereinheit 50 abgestützt wird.
Wie oben beschrieben, kann die Auswurfstange 20 trotz der Rotation des Zugrohrs 18 nicht rotieren, weil die Rotationskraft mittels der Stirnlagereinheit 54 und dem Lager 206 am rückseitigen Ende, die auf der vorderen beziehungsweise rückwärtigen Seite der Auswurfstange 20 eingerichtet sind, nicht an die Auswurfstange 20 übertragen wird.
Da daher die Rotationskraft nicht auf die Auswurfstange 20 übertragen wird und diese trotz des Rotationsantriebs der Spindel 14 in einer angehaltenen Position aufrecht erhalten wird, wird keine Vibration oder Reibungswärme erzeugt, die sich aus der Bewegung ergibt. Auch die Doppellagereinheit 200 am rückseitigen Ende bewegt sich mittels des ölfreien Lagers 208 einzig linear, wenn der Aufspannzylinder 22 arbeitet.
Wie oben entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, ist die Werkstückauswerfeinheit der vorliegenden Erfindung als eine separate Anordnung ausgeführt, in der die Auswurfstange 20 mittels der Stirnlagereinheit 50 und der Doppellagereinheit 200 am rückseitigen Ende trotz Rotationsbewegung der Spindel 14 nicht rotiert, so dass Vibration, Lärm und Biegeverformung der Auswurfstange 20 trotz der Rotation der Spindel 14 mit hoher Geschwindigkeit nicht auftreten.
Dementsprechend wird, weil keine blockierende Kraft erzeugt wird wie in der herkömmlichen Technik, wenn sich die Auswurfstange 12 mittels des Auswerfzylinders 23 linear hin- und herbewegt wird, die Auswurfbetätigung problemlos ausgeführt, wodurch die Zuverlässigkeit des Werkstückauswurfs verbessert wird.
Wie oben beschrieben ist es, entsprechend der Werkstückauswerfeinheit für die Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung, weil die Auswurfstange ausgeführt wird, um von der Stirnlagereinheit oder der Doppellagereinheit am rückseitigen Ende abgestützt zu werden, so dass sie sich unabhängig linear bewegen kann ohne irgendwelche Wirkung der hohen Geschwindigkeit der Rotationsbewegung der Spindel, möglich, das Auftreten von Vibration, Lärm und Reibungswärme zu verhindern.
Da auch die Biegung der Auswurfstange verhindert werden kann durch die Anordnung zur Unterdrückung des Auftretens von Vibration in der Auswurfstange, um zu einer problemlosen Auswurfbetätigung zu gelangen, ist es möglich, die Auswurfbetätigung des Werkstücks zu verbessern.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die jeweiligen veranschaulichenden Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll sie nicht beschränkt werden durch die Ausführungsformen, sondern nur durch die anhängenden Ansprüche. Auch soll anerkannt werden, dass jene, die in der Technik ausgebildet sind, die Ausführungsformen ändern oder modifizieren können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Werkstückauswerfeinheit für eine Werkzeugmaschine, umfassend einen Spindelstock (10), eine drehbar am Spindelstock (10) installierte Spindel (14), ein an einer stirnseitigen Oberfläche der Spindel (14) installiertes Spannfutter (16) zum Festklemmen des Werkstücks, ein als eine hohle Welle im Inneren der Spindel (14) installiertes und an einer Stirnseite von dieser so mit dem Spannfutter (16) verbundenes Zugrohr (18), dass dieses gemeinsam mit der Spindel (14) rotiert, und einen so an dem Spindelstock (10) installierten Aufspannzylinder (22), dass dieser das in dem Spannfutter (16) eingespannte Werkstück festklemmen oder freigeben kann durch Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Zugrohrs (18) in der axialen Richtung, wobei die Werkstückauswerfeinheit nachfolgendes umfasst: einen an einer Seite des Spindelstocks (10) auf eine solche Weise montierten Auswurfzylinder (23), dass dessen Zentrum mit dem Zentrum der Spindel (14) ausgerichtet ist; eine Auswurfstange (20), die so eingerichtet ist, dass sie nicht rotiert und die eine Länge aufweist, die sich von dem hohlen Inneren des Zugrohrs (18) zu einer Position benachbart zu diesem Spannfutter (16) erstreckt und als eine Stange für den Auswurfzylinder (23) durch den Auswurfzylinder (23) in der axialen Richtung wechselseitig bewegt wird, um dadurch das freigegebene Werkstück von dem Spannfutter (16) nach außen zu stoßen; dadurch gekennzeichnet, dass diese Auswurfstange (20) axial in ihrem Inneren mit einer Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung (20a) ausgeformt ist und eine Stirnlagereinheit (50) zwischen einer inneren peripheren Oberfläche des Zugrohrs (18) gegenüber dem Auswurfzylinder (23) und einer äußeren peripheren Oberfläche der Auswurfstange (20) installiert ist, so dass sie die Rotation des Zugrohrs (18) unterstützen kann.
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnlagereinheit (50) nachfolgendes umfasst: ein Lagergehäuse (52), eingefügt in die innere periphere Oberfläche des Zugrohrs (18); mindestens ein Lager (54), eingefügt in eine innere periphere Oberfläche des Lagergehäuses (52) und gleichzeitig festgeklemmt an einer äußeren peripheren Oberfläche der Auswurfstange (20); und Mittel zum Festklemmen des Lagers (54) an der Auswurfstange (20).
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Festklemmen des Lagers nachfolgendes umfasst; ein Distanzstück (56), um einen inneren Ring des Lagers (54) auf einen abgestuften Teilbereich der Auswurfstange (20b) zu drücken; und ein Feststellmuttergewinde (58), im Eingriff stehend mit der Auswurfstange (20), um eine Position des Distanzstücks (56) festzuklemmen.
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein O-Ring (60) auf einer äußeren peripheren Oberfläche des Lagergehäuses (52) installiert ist, so dass es gleitend in Kontakt steht mit der inneren peripheren Oberfläche des Zugrohrs (18), um das Einfließen von Kühlmittel zu blockieren, und dass eine Öldichtung (62) auf einer inneren peripheren Oberfläche des Lagergehäuses (52) installiert ist.
Werkstückauswerfeinheit für eine Werkzeugmaschine, umfassend einen Spindelstock (10), eine drehbar am Spindelstock (10) installierte Spindel (14), ein an einer stirnseitigen Oberfläche der Spindel (14) installiertes Spannfutter (16) zum Festklemmen des Werkstücks, ein als eine hohle Welle im Inneren der Spindel (14) installiertes und an einer Stirnseite von dieser so mit dem Spannfutter (16) verbundenes Zugrohr (18), dass dieses gemeinsam mit der Spindel (14) rotiert, und einen so an dem Spindelstock (10) installierten Aufspannzylinder (22), dass dieser das Werkstückspanneisen in dem Spannfutter (16) festklemmen oder freigeben kann durch Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Zugrohrs (18) in der axialen Richtung, wobei die Werkstückauswerfeinheit nachfolgendes umfasst: einen Auswurfzylinder (23), montiert auf einer Seite des Spindelstocks (10) und eine Zylinderstange aufweisend; eine Auswurfstange (20), die so eingerichtet ist, dass sie nicht rotiert und die durch ein Verbindungselement mit einer Kolbenstange des Auswurfzylinders (23) verbunden ist, wobei die Auswurfstange (20) eine Länge aufweist, die sich von dem hohlen Inneren des Zugrohrs (18) zu einer Position benachbart zu dem Spannfutter (16) erstreckt und durch den Auswurfzylinder (23) wechselseitig in der axialen Richtung bewegt wird, um dadurch das freigegebene Werkstück von dem Spannfutter (16) nach außen zu stoßen; dadurch gekennzeichnet, dass diese Auswurfstange (20) axial in ihrem Inneren mit einer Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung ausgeformt ist und eine Stirnlagereinheit (50) zwischen einer inneren peripheren Oberfläche des Zugrohrs (18) gegenüber dem Auswurfzylinder (23) und einer äußeren peripheren Oberfläche der Auswurfstange (20) installiert ist, so dass sie die Rotation des Zugrohrs (18) unterstützen kann; und eine doppelte rückseitige Lagereinheit (200) so an der Seite des Aufspannzylinders (22) installiert ist, dass das rückseitige Ende der Auswurfstange (20) nicht gedreht wird.
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnlagereinheit (50) nachfolgendes umfasst: ein Lagergehäuse (52), eingefügt in die innere periphere Oberfläche des Zugrohrs (18); mindestens ein Lager (34), eingefügt in eine innere periphere Oberfläche des Lagergehäuses (52) und gleichzeitig festgeklemmt an einer äußeren peripheren Oberfläche der Auswurfstange (20); und Mittel zum Festklemmen des Lagers (54) an der Auswurfstange (20).
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelte rückseitige Lagereinheit (200) nachfolgendes umfasst: ein inneres Lagergehäuse (202), eingefügt in den rückseitigen Teilbereich der Auswurfstange (20); ein äußeres Lagergehäuse (204), eingefügt in einer äußeren peripheren Oberfläche des inneren Lagergehäuses (202) und festgeklemmt an dem Aufspannzylinder (22); und ein Lager (206), installiert zwischen dem inneren Lagergehäuse (202) und dem äußeren Lagergehäuse (204).
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein ölfreies Lager (206) so in einer inneren peripheren Oberfläche des inneren Lagergehäuses (202) installiert ist, dass es die Auswurfstange (20) verschiebbar lagert.
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswurfstange (20) mit ihrem rückseitigen Ende direkt mit der Stirnseite einer Zylinderstange des Auswurfzylinders (23) verbunden ist.
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnlagereinheit (50) nachfolgendes umfasst: ein Lagergehäuse (52), eingefügt in die innere periphere Oberfläche des Zugrohrs (18); mindestens ein Lager (34), eingefügt in eine innere periphere Oberfläche des Lagergehäuses (52) und gleichzeitig festgeklemmt an einer inneren peripheren Oberfläche der Auswurfstange (20); und Mittel zum Festklemmen des Lagers (54) an der Auswurfstange (20).
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 9, wobei das Mittel zum Festklemmen nachfolgendes umfasst: ein Distanzstück (56), um einen inneren Ring des Lagers (54) auf einen abgestuften Teilbereich der Auswurfstange (20b) zu drücken; und ein Feststellmuttergewinde (58), im Eingriff stehend mit der Auswurfstange (20), um eine Position des Distanzstücks (56) festzuklemmen.
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 9, wobei das rückseitige Ende der Auswurfstange (20) und die Stange des Auswurfzylinders (23) mit einander verschraubt sind.
Auswerfeinheit gemäß Anspruch 9, wobei eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung (20a) in der Mittelachse der Auswurfstange (20) und der Stange des Auswurfzylinders (23) ausgeformt ist.