DE60200629T2

DE60200629T2 - Schutzvorrichtung für Spindel mit innerer Kühlmittelzufuhr

Info

Publication number: DE60200629T2
Application number: DE60200629T
Authority: DE
Inventors: Yukio Minamitsuru-gun Katsuzawa; Yasuyuki Nakazawa; Tomohiro Minamitsuru-gun Seki
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2022-04-23
Also published as: JP2002321138A; EP1254741A1; US20020159852A1; EP1254741B1; JP3806312B2; US6692202B2; DE60200629D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spindel-Schutzkonstruktion in einer inneren Kühlmittelzufuhr-Anordnung.
Als eine Spindel-Konstruktion zur Benutzung in einer sich mit Hochgeschwindigkeit drehenden Werkzeugmaschine, wie eine Bohrmaschine und ein Gewindeschneidmaschine oder eine Bearbeitungsanlage, ist eine innere Kühlmittelzufuhr-Anordnung zum Zuführen von Bearbeitungsflüssigkeit zu der Spitze eines Werkzeugs, das an einer Spindel angebracht ist, durch ein Loch, das axial in der Spindel ausgebildet ist, zum Kühlen vom Schneidkanten des Werkzeugs und Entfernen von Spänen bekannt.
Solche inneren Spindelkühlmittelzufuhr-Anordnungen sind bekannt als eine Spindelkonstruktion, in der eine Spindel durch einen Spindelmotor über eine Übersetzungsvorrichtung, wie ein Getriebe oder ein Riemen, angetrieben wird und Kühlmittel von dem Durchgangsloch der Spindel zugeführt wird, eine Spindelkonstruktion, in der die Spindel direkt mit einer Rotorwelle des Spindelmotors verbunden ist und Kühlmittel durch das Durchgangsloch der Spindel und ein Durchgangsloch zugeführt wird, das axial in der Rotorwelle ausgebildet ist, und eine Spindelkonstruktion, in der die Spindel und der Spindelmotor kombiniert sind, um einen Einbaumotor zu bilden.
In neueren inneren Kühlmittelzufuhr-Anordnungen wird allgemein Kühlmittel unter hohem Druck zum Erhöhen der Leistungsfähigkeit des Enfernens von Spänen und des Kühlens der Schneidkanten des Werkzeugs benutzt, um den Fertigzustand eines Werkstücks zu verbessern. Daher besteht, wenn ein übermäßiges Überlaufen von Kühlmittel in einer Drehverbindungsanordnung verursacht wird, ein Risiko dahingehend, dass augenblicklich eine große Menge von Kühlmittel nach außen austreten kann. Im Falle der ersten zuvor erwähnten Spindelkonstruktion kann Kühlmittel die Peripherieteile der Spindel erreichen, und im Falle der zweiten und der dritten erwähnten Spindelkonstruktionen kann Kühlmittel direkt in den Spindelmotor oder den Einbaumotor eindringen, um möglicherweise ernsthafte Probleme, wie Rost, eine abnormale Drehung oder elektrische Störungen, zu verursachen. Ferner können, wenn das Kühlmittel der Spitze des Werkzeugs, den Schneidkanten des Werkzeugs oder einem Werkstück nicht richtig zugeführt wird, diese beschädigt werden.
Demzufolge ist es notwendig, zu verhindern, dass Kühlmittel in die Spindel und den Spindelmotor eindringt. Wenn jedoch eine allgemeine Öldichtung benutzt wird, was eine wirksame Maßnahme zum Verhindern eines Flüssigkeitsauslaufens ist, steigt die Temperatur einer Lippe der Öldichtung wegen der erzeugten Wärme durch Reibung zwischen einer Oberfläche der Welle, die sich mit Hochgeschwindigkeit dreht, und der Lippe so an, dass sie einen zulässigen Temperaturbereich der allgemeinen Öldichtung übersteigt. Demzufolge wird keine Öldichtung für die zuvor erwähnte Spindelkonstruktion benutzt, und es ist nur ein Dichtungsteil des Nichtberührungstyps, wie ein Schleuderring oder ein Dichtungsteil des Labyrinthtyps, eingeführt worden.
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Dichtungskonstruktion in einer Spindelkonstruktion für eine Werkzeugmaschine oder eine Bearbeitungsanlage mit einer Spindel, die sich in horizontaler Richtung erstreckt, wie sie in dem US-Patent Nr. 5,967,716 vorgeschlagen ist.
An einer Endfläche eines Spindelmotors 8 ist ein Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuse 12 durch Schrauben 16 befestigt, die durch Durchgangslöcher geführt sind, die in einem Flansch 14 ausgebildet sind. Der Spindelmotor 8 und das Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuse 12 sind durch Ein griff einer inneren Umfangsfläche des Flansches 14 mit einer äußeren Umfangsfläche eines Einpassteils 17, das auf der Endfläche des als Induktionsmotor ausgebildeten Spindelmotors 8 vorgesehen ist, aufeinander ausgerichtet Das Innere des Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuses 12 ist durch Trennungswände 18 u. 19 in axialer Richtung einer Rotorwelle 9 in drei Kammern 12a, 12b und 12c unterteilt. Mit dem Traggehäuse 12 sind in dem unteren Teil desselben ein Ableitungsrohr 6 und ein Hilfs-Ableitungsrohr 27 zum Kommunizieren mit der Kammer 12a bzw. der Kammer 12b verbunden. An der Rotorwelle 9 ist in der Kammer 12c ein Schleuderring 28 zum Drehen mit der Rotorwelle 9 befestigt, um Staub und Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft der Drehung radial nach außen zu spritzen bzw. zu schleudern.
Eine Drehverbindungsanordnung 3 ist aus einem nippelähnlichen Drehteil 22, das an einem körperfernen Ende der Rotorwelle 9 befestigt ist und sich mit dieser dreht, und einem stationären Teil 23 zusammengesetzt, das an dem Traggehäuse 12 befestigt ist. Ein Durchgangsloch 10, das axial in der Rotorwelle 9 ausgebildet ist, hat an seinem verjüngten Ende ein Gewinde, und das Drehteil 22 ist in das Durchgangsloch 10 eingeschraubt, um fest mit der Rotorwelle 9 verbunden zu sein. Das stationäre Teil 23 ist derart an dem Traggehäuse 12 befestigt, dass sich ein Sockeltteil 23a desselben in die Kammer 12a ersreckt, so dass es dem Drehteil 22 gegenüberstehend positioniert ist. Mit dem stationären Teil 23 ist ein Rohr 4 zum Zuführen von Kühlmittel erbunden.
Kühlmittel, das von dem Rohr 4 zugeführt ist, wird durch einen inneren Kanal in dem stationären Teil 23 zu dem Sockeltteil 23a geleitet und von dem Sockeltteil 23a zu einem Durchgangsloch in dem Drehteil 22 übertragen, um in das in das Durchgangsloch 10 der Rotorwelle 9 eingeführt zu werden. Kühlmittel, das bei dem Übergang von dem Sockeltteil 23a zu dem Drehteil 22 ausgelaufen ist, wird durch das Ableitungsrohr 6 aus der Kammer 12a abgeleitet.
In der inneren Oberfläche des Durchgangslochs der Trennungswand 18, die in gleitender Berührung mit der Umfangsoberfläche des Drehteils 22 steht, ist eine kreisförmige Nut 24 ausgebildet. Von einem Reinigungsrohr 26 wird der Kammer 12a durch ein dünnes Loch 25, das in der Trennungswand 18 ausgebildet ist, und die kreisförmige Nut 24 Druckluft oder dgl. in radialer Richtung zugeführt, um den Druck in der Kammer 12a zu erhöhen, so dass das Kühlmittel, das in der Kammer 12a übergelaufen ist, zuverlässig durch das Ableitungsrohr 6 nach außen abeleitet wird.
Ferner wird Kühlmittel, das in die Kammer 12b eingetreten ist, durch das Hilfs-Ableitungsrohr 27 abgeleitet, und Kühlmittel, das in die Kammer 12c eingetreten ist, wird durch den Schleuderring 28 radial nach außen gespritzt bzw. geschleudert und von Auslässen 29 abgeführt, die in dem unteren Umfangsteil des Traggehäuses 12 ausgebildet sind. Überdies ist ein Flussraten-Sensor in einem Flusskanal des Ableitungsrohr 6 vorgesehen, so dass ein Alarm ausgegeben wird, wenn eine Flussrate des Kühlmittels, das in dem Rohr 6 fließt, einen gesetzten Wert überschreitet.
Wie beschrieben ist zum Verhindern des Eindringens von Kühlmittel, das aus der Drehverbindungsanordnung ausgelaufen ist, in die Spindel und den Spindelmotor die Nichtberührungstyp-Dichtungskonstruktion, wie der Schleuderringtyp oder ein Labyrinthtyp eingeführt. Wie beschrieben ist dies deswegen der Fall, weil eine allgemeine Öldichtug für eine solche Dichtungskonstruktion wegen der Hochgeschwindigkeitsdrehung der Spindel nicht einführbar ist.
Wenn jedoch ein übermäßiges Überlaufen beim Übergang von dem stationären Teil 23 zu dem Drehteil 22 der Drehverbindungsanordnung 3 verursacht wird, besteht ein Risiko dahin gehend, dass ein Abführen durch die Nichtberührungs-Dichtungskonstruktion, die den Schleuderring 28 benutzt, micht ausreichen kann, um zu verhindern, dass ausgelaufenes Kühlmittel in die Spindel und den Spindelmotor eindringt.
In den Druckschriften US-A-5,072,948 u. EP-A-0 924026 sind Spindel-Schutzkonstruktionen in einer inneren Kühlmittelzufuhr-Anordnung zum Zuführen von Kühlmittel zu einem körperfernen Ende einer Spindel offenbart, die durch einen Spindelmotor angetrieben wird. Insbesondere offenbart die erste dieser zwei Druckschriften ein Dichtungsteil zum Abdichten einer sich drehenden Oberfläche eines Teils der Spindel oder einer Welle, welche die Spindel antreibt, in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spindel-Schutzkonstruktion zu schaffen, die in der Lage ist, eine Spindel und einen Spindelmotor davor zu schützen, dass in einem Fall, in dem eine große Menge Kühlmittel überläuft, etwas von diesem übergelaufenen Kühlmittel eindringt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Spindel-Schutzkonstruktion mit einer inneren Kühlmittelzufuhr-Anordnung zum Zuführen von Kühlmittel zu einem körperfernen Ende einer Spindel, die durch einen Spindel-motor angetrieben wird vorgesehen, welche Spindel-Schutzkonstruktion umfasst: eine Verbindungs-Vorrichtung zum Einführen von Kühlmittel in ein Durchgangsloch, das axial in der Spindel ausgebildet ist, oder in Durchgangslöcher, die axial in der Spindel ausgebildet sind, und eine Welle, die mit der Spindel verbunden ist, ein Gehäuse zum Halten der Verbindungs-Vorrichtung, ein Ableitungsrohr zum Ableiten von Kühlmittel, das von der Verbindungs-Vorrichtung in das Gehäuse übergelaufen ist, und ein Dichtungsteil zum Abdichten einer Drehoberfläche eines Teils der Spindel oder der Welle, die in das Gehäuse vorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsteil eine Elastizität aufweist und eine elastische Lippe hat, die um eine Umfangs-Drehoberfläche des Teils der Spindel oder der Welle herum angeordnet ist, wobei die elastische Lippe dafür eingerichtet ist, elastisch durch Druck des Kühlmittels, das übermäßig in das Gehäuse übergelaufen ist, gegen die Umfangs-Drehoberfläche gedrückt zu werden, um dadurch die Umfangs-Drehoberfläche abzudicken und ein übermäßiges Aus-treten von Kühlmittel längs der Umfangs-Drehoberfläche zu verhindern.
Die vorstehende Spindel-Schutzkonstruktion ist auf eine Spindelkonstruktion, in der die Spindel und eine Rotorwelle eines Spindelmotors durch eine Übersetzungsvorrichtung mit einer Spindelkonstruktion verbunden sind, in der die Spindel direkt mit einer Rotorwelle eines Spindelmotors verbunden ist und Kühlmittel durch das Durchgangsloch, das axial in der Spindel ausgebildet ist, und das Durchgangsloch, das axial in der Welle ausgebildet ist, zugeführt wird und ferner auf eine Spindelkonstruktion anwendbar, in der die Spindel und ein Spindelmotor miteinander kombiniert sind, um einen Einbaumotor zu bilden.
Das Gehäuse kann eine oder mehrere Kammern haben, und das Ableitungsrohr und/oder das Dichtungsteil können/kann für zuminest eine der Kammern vorgesehen sein.
Das Innere des Gehäuses kann durch zumindest eine Trennungswand in eine Vielzahl von Kammern unterteilt sein, und das Dichtungsteil kann auf der Trennungswand zwischen den Kammern angeordnet sein.
In dem Gehäuse kann zusätzlich zu dem Dichtungsteil eine Nichtberührungs-Dichtungsvorrichtung, wie ein Schleuderring oder ein Labyrinth, vorgesehen sein.
Die Abdichtung des Umfangs der Spindel oder Welle durch das Dichtungsteil wird durch Druck des Kühlmittels, das in das Gehäuse übergelaufen ist, vermöge der elastischen Lippe, die durch den Druck des Kühlmittels, das in das Gehäuse übergelaufen ist, gegen die Umfangsoberfläche der Spindel oder Welle gedrückt wird, gesteigert.
Das Dichtungsteil kann lediglich eine leichte oder im wesentlichen keine Beeinträchtigung beim Einpassen der Spindel oder Welle haben, um die Wärme zu verringern, die durch Reibung in Berührung mit der Umfangsoberfläche der Spindel oder Welle erzeugt wird.
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Spindel-Schutzkonstruktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2a bis 2c zeigen vergrößerte Querschnittsansichten, die Funktionen eines Dichtungsteils darstellen, das in der in 1 gezeigten Spindel-Schutzkonstruktion vorgesehen ist.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Spindelkonstruktion, in der eine Spindel und eine Rotorwelle eines Spindelmotors direkt verbunden sind.
4 zeigt eine Querschnittsansicht einer Spindelkonstruktion, in der eine Spindel über eine Übersetzungsvorrichtung mit einem Spindelmotor verbunden ist.
5 zeigt eine Querschnittsansicht einer Spindelkonstruktion, in der eine Spindel und ein Spindelmotor kombiniert sind, um einen Einbaumotor zu bilden.
6 zeigt eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Spindel-Schutzkonstruktion für eine innere Kühlmit telzufuhr-Anordnung.
3, 4 u. 5 zeigen Spindelkonstruktionen, auf welche die Spindel-Schutzkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
In der Spindelkonstruktion gemäß 4 ist ein axiales Durchgangsloch 2 durch eine Spindel 1 gebohrt, und ein Ende des Durchgangslochs 2 ist durch eine Drehverbindungsanordnung 3 mit einem Rohr 4 verbunden, so dass Kühlmittel von dem Rohr 4 durch die Drehverbindungsanordnung 3 und das Durchgangsloch 2 zu einer Spitze eines Werkzeugs 5 geleitet wird. An der Drehverbindungsanordnung 3 ist ein Ableitungsrohr 6 vorgesehen, um Kühlmittel, das in der Drehverbindungsanordnung 3 überläuft, zu der Außenseite abzuleiten.
Die zuvor beschriebene Konstruktion ist nicht tatsächlich für die Hochgeschwindigkeitsdrehung der Spindel 1 wegen des Energieverlusts und der Schwingung der Spindel 1 geeignet, da die Spindel 1 durch einen Spindelmotor 8 über ein Getriebe 7, einen Riemen oder dgl. angetrieben wird.
In 3 ist eine Spindelkonstruktion zu Verbesserung der Arbeitsweise der zuvor angegebenen Konstruktion gezeigt. In dieser Konstruktion ist zusätzlich zu einem Durchgangsloch 2, das durch eine Spindel 1 gebohrt ist, durch eine Rotorwelle 9 eines Spindelmotors 8 ein axiales Durchgangsloch 10 gebohrt. Die Spindel 1 und die Rotorwelle 4 sind durch eine Kupplung 11 verbunden, und Kühlmittel von einem Rohr 4 wird durch eine Drehverbindungsanordnung 3, die auf einem Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuse 12 montiert ist, das an einem Ende des Spindelmotors 8 vorgesehen ist, und dann durch das Durchgangsloch 10 und das Durchgangsloch 2 zu einer Spitze eines Werkzeugs 5 geleitet. Da die Spindel 1 direkt durch den Spindelmotor 8 angetrieben wird, ist die Konstruktion frei von Problemen, wie einem Energieverlust und einer Schwingung der Spindel 1, und ist für die Hoch geschwindigkeitsdrehung der Spindel 1 geeignet. An dem Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuse 12 ist ein Ableitungsrohr 6 vorgesehen, um Kühlmittel, das in der Drehverbindungsanordnung 3 überläuft, zur Außenseite ableiten zu können.
Ferner ist in 5 eine Spindelkonstruktion gezeigt, in der eine Spindel in einen Spindelmotor eingebaut ist, um einen Einbaumotor zu bilden. Eine Rotorwelle eines Einbaumotor 8' umfasst eine Spindel 1, und ein Stator des Einbaumotors 8' ist an einem Gehäuse 13 der Spindelkonstruktion angeordnet. In der Rotorwelle der Spindel 1 ist in axialer Richtung ein Durchgangsloch 2 ausgebildet, und mit einem Ende der Spindel 1 ist über eine Drehverbindungsanordnung 3 ein Rohr 4 verbunden, um Kühlmittel von dem Rohr 4 für eine Spitze eines Werkzeugs 5 bereitzustellen. Bei dem Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuse 12 ist ein Ableitungsrohr 6 vorgesehen, um überlaufendes Kühlmittel in der Drehverbindungsanordnung 3 zur Außenseite ableiten zu können.
Die Spindel-Schutzkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung ist anwendbar auf eine Spindelkonstruktion, in der eine Spindel 1 direkt mit einer Rotorwelle 9 eines Spindelmotors 8 verbunden ist und durch ein Durchgangsloch 2 der Spindel 1 und ein Durchgangsloch 10 der Rotorwelle 9 Kühlmittel zugeführt wird, um es von einer Spitze des Werkzeugs herauszuspritzen, wie dies in 3 gezeigt, auf eine Spindelkonstruktion, in der eine Spindel 1 über ein Getriebe 7 oder einen Riemen durch den Spindelmotor 8 angetrieben wird und das Kühlmittel von dem Durchgangsloch 2 der Spindel zugeführt wird, wie dies in 4 gezeigt ist, und eine Spindelkonstruktion, in der ein Spindelmotor in die Spindel eingebaut ist, wie dies in 5 gezeigt ist.
1 zeigt ein Beispiel für eine Spindel-Schutzkonstruktion in einer inneren Kühlmittelzufuhr-Anordnung, die auf die in 3 gezeigte Spindelkonstruktion angewendet ist.
An einer Endfläche eines Gehäuses 40 eines Spindelmotors 8 (oder eines Gehäuses der Spindelkonstruktion, die in 4 u. 5 gezeigt ist) ist mittels Schrauben 36 ein Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuse 30 befestigt.
Eine Drehverbindungsanordnung 3 ist aus einem nippelartigen Drehteil 22, das auf einem körperfernen Ende einer Rotorwelle 9 befestigt ist, um sich mit der Rotorwelle 9 zu drehen, und einem stationären Teil 23 zusammengesetzt, das an dem Gehäuse 30 befestigt ist. In den Fällen der Spindelkonstruktionen, die in 4 u. 5 gezeigt sind, ist das Drehteil 22 auf einem körperfernen Ende einer Spindel 1 befestigt, um sich mit der Spindel 1 zu drehen. Gemäß 3 hat ein Durchgangsloch 10, das axial in der Rotorwelle 9 ausgebildet ist, an seinem Ende ein verjüngtes Rohrgewinde, und in das Durchgangsloch 10 ist das Drehteil 22 eingeschraubt, um fest an der Rotorwelle 9 befestigt zu sein.
Das stationäre Teil 23 ist derart an dem Gehäuse 30 befestigt, dass ein Sockelteil 23a desselben in das Gehäuse 30 vorsteht, um so positioniert zu sein, dass es dem Drehteil 22 gegenübersteht.
Das Innere des Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuses 30 ist durch eine Trennungswand 38 in axialer Richtung der Rotorwelle 9 in eine erste Kammer 31 und eine zweite Kammer 32 unterteilt. Mit der ersten Kammer 31 sind Ableitungsrohre 35a u. 35b verbunden, und an der Rotorwelle 9 ist in der zweiten Kammer 32 ein Schleuderring 33 befestigt, um sich mit der Rotorwelle 9 zu drehen, um Staub und Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft der Drehung radial nach außen zu schleudern oder herauszuspritzen. Ferner ist in dem unteren Teil der zweiten Kammer 32 des Gehäuses 30 eine Ausnehmung 39 zum Ausleeren des Staubs und der durch den Schleuderring 33 ausgespritzten Flüssigkeit ausgebildet.
Die Trennungswand 38 hat ein Durchgangsloch, durch welches die Rotorwelle 9 geführt ist, und bei dem Durchgangsloch ist ein Dichtungsteil 34 vorgesehen. Als das Dichtungsteil 34 wird eine Staub- und Öldichtung benutzt, welche die Eigenschaften einer hohen Elastizität und eines geringen Temperaturanstiegs har.
Kühlmittel, das von einem Rohr 4 zugeführt wird, wird durch einen inneren Kanal in dem dem stationären Teil 23 zum dem Sockeltteil 23a geleitet und überträgt sich von dem Sockelteil 23a zu einem Durchgangsloch in dem Drehteil 22, um in das Durchgangsloch 10 der Rotorwelle 9 eingeführt zu werden. Kühlmittel, das bei dem Übergang von dem Sockeltteil 23a zu dem Drehteil 22 ausgetreten ist, wird durch die Ableitungsrohre 35a u. 35b aus der ersten Kammer 31 abgeleitet.
Ferner wird jedwedes Kühlmittel, das aus der ersten Kammer 31 zu der zweiten Kammer 32 durch das Dichtungsteil 34 ausgetreten ist, durch den Schleuderring 33 radial nach außen ausgespritzt und von der Ausnehmung 39 abgeleitet.
Die Funktion des Dichtungsteils 34 zum Abdichten der Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9 in der zuvor beschriebenen Dichtungskonstruktion wird in den Einzelheiten unter Bezugnahme auf 2a bis 2c beschrieben.
2a zeigt einen Zustand unmittelbar, nachdem ein neues Dichtungsteil 34 zwischen der Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9 und der Trennungswand 38 eingepasst ist. Das Dichtungsteil 34 verursacht im wesentlichen keine Beeinträchtigung oder nur eine leichte Beeinträchtigung beim Aufsetzen auf die Rotorwelle 9, so dass ein körperfernes Ende einer Lippe 34a gerade in Berührung mit der Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9 kommt oder diese gerinfügig beeinträchtigt.
Nach einer beträchtlichen Gebrauchsdauer ist die Lippe 34a durch Berührungsreibung mit der Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, verschlissen, und es kann ein kleiner Spalt zwischen einem körperfernen Ende der Lippe 34a und der Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9 gebildet sein, wie dies in 2b gezeigt ist. Wenn das Kühlmittel durch den kleinen Spalt in die zweite Kammer 32 eintritt, wird das eingetretene Kühlmittel durch den Schleuderring 33 nach außen gespritzt und durch die Ausnehmung 39 aus der zweiten Kammer 32 entleert.
Wenn jedoch aus irgeneinem Grunde, wie ein Defekt des Kühlmittelzuführungsabschnitts, der die Drehverbindungsanordnung 3 enthält, eine große Menge Kühlmittels in der ersten Kammer 31 überläuft, kann das Ableiten durch die Ableitungsrohre 35a u. 35b nicht ausreichend sein, um mit dem übergelaufenen Kühlmittel fertigzuwerden, was es der großen Menge Kühlmittels ermöglicht, durch den Spalt zwischen der Lippe 34a und der Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9 in die zweite Kammer 32 auszulaufen. Wenn die Menge des ausgelaufenen Kühlmittels so groß ist, dass sie nicht vollständig durch den Schleuderring 33 ausgespritzt wird, besteht ein Risiko, dass das ausgelaufene Kühlmittel in die Spindel und/oder den Spindelmotor eindringt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht sich, wenn ein Überlaufen einer großen Menge Kühlmittels in der ersten Kammer 31 verursacht wird, ein Kühlmitteldruck P in der ersten Kammer 31, um das Dichtungsteil 34 auszudehnen, damit es die Lippe 34a gegen die Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9 drückt. Auf diese Weise wird das Auslaufen des Kühlmittels durch den Spalt zwischen der Lippe 34a und der Umfangsoberfläche der Rotorwelle 9 außerordentlich verringert oder beseitigt, um in Kombination mit dem Ausleeren des ausgelaufenen Kühlmittels durch den Schleuderring 33 ein Eindringen von Kühlmittel in das Gehäuse 40 der Spindelkonstruktion zu verhindern.
Ferner wird, wenn ein übermäßiges Überlaufen des Kühlmittels verursacht wird und durch einen Flussraten-Sensor, der in dem Flußweg der Ableitungsrohre 35a, 35b vorgesehen ist, erfasst wird, dass die Flussrate des Kühlmittels in den Ableitungsrohren 35a, 35b einen gesetzten Wert überschreitet, ein Alarm ausgegeben, so dass eine Bedienungsperson Gegenmaßnahmen gegen das Kühlmittelauslaufen ergreifen kann. Das Dichtungsteil 34 hindert für eine beträchtliche Zeit das ausgelaufene Kühlmittel am Eindringen in die Spindel und den Spindelmotor, die für eine Bedienungsperson ausreichend ist, durch Stoppen der Bearbeitung und der Zuführung von Kühlmittel mit dem übermäßigen Überlaufen des Kühlmittel fertigzuwerden.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Innere des Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuses 12 in zwei Kammern unterteilt, obwohl das Innere des Drehverbindungsanordnungs-Traggehäuses 12 in drei oder mehr Kammern unterteilt sein kann. In diesem Fall kann das Ableitungsrohr und/oder das Dichtungsteil für zumindest einer der Kammern vorgesehen sein.
Ferner kann, obwohl in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Nichtberührungs-Dichtungskonstruktion eines Schleuderringtyps eingeführt ist, statt dieser eine Labyrinthtyp-Dichtungskonstruktion für zumindest einer der Kammern vorgesehen sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein große Menge Kühlmittels von einer Drehverbindungsanordnung zum Zuführen von Kühlmittel in ein Durchgangsloch überläuft, das in einer Spindel oder einer Rotorwelle eines Spindelmotors ausgebildet ist, der mit der Spindel verbunden ist, das übermäßig übergelaufene Kühlmittel daran gehindert, in die Spindel und den Spindelmotor einzudringen, um dadurch die Spindel und den Spindelmotor zu schützen.

Claims

Spindel-Schutzkonstruktion mit einer inneren Kühlmittelzufuhr-Anordnung zum Zuführen von Kühlmittel zu einem körperfernen Ende einer Spindel (1), die durch einen Spindelmotor angetrieben wird, welche Spindel-Schutzkonstruktion umfasst: eine Verbindungs-Vorrichtung (22, 23) zum Einführen von Kühlmittel in ein Durchgangsloch, das axial in der Spindel (1) ausgebildet ist, oder in Durchgangslöcher, die axial in der Spindel (1) ausgebildet sind, und eine Welle (9), die mit der Spindel (1) verbunden ist, ein Gehäuse (30) zum Halten der Verbindungs-Vorrichtung (22, 23), ein Ableitungsrohr (35a, 35b) zum Ableiten von Kühlmittel, das von der Verbindungs-Vorrichtung (22, 23) in das Gehäuse (30) übergelaufen ist, und ein Dichtungsteil (34) zum Abdichten einer Drehoberfläche eines Teils der Spindel (1) oder der Welle (9), die in das Gehäuse (30) vorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsteil (34) eine Elastizität aufweist und eine elastische Lippe (34a) hat, die um eine Umfangs-Drehoberfläche des Teils der Spindel (1) oder der Welle (9) herum angeordnet ist, wobei die elastische Lippe (34a) dafür eingerichtet ist, elastisch durch Druck des Kühlmittels, das übermäßig in das Gehäuse (30) übergelaufen ist, gegen die Umfangs-Drehoberfläche gedrückt zu werden, um dadurch die Umfangs-Drehoberfläche abzudichten und ein übermäßiges Austreten von Kühlmittel längs der Umfangs-Drehoberfläche zu verhindern.
Spindel-Schutzkonstruktion nach Anspruch 1, wobei die Spindel (1) und die als eine Rotor-Welle fungierende Welle (9) des Spindelmotors durch eine Transmissions-Vorrichtung verbunden sind.
Spindel-Schutzkonstruktion nach Anspruch 1, wobei die Spindel (1) direkt mit der als eine Rotor-Welle fungierenden Welle (9) des Spindelmotors verbunden ist und Kühlmittel durch das Durchgangsloch, das axial in der Spindel (1) ausgebildet ist, und ein Durchgangsloch (10), das axial in der Welle (9) ausgebildet ist, zugeführt wird.
Spindel-Schutzkonstruktion nach Anspruch 1, wobei die Spindel (1) und der Spindelmotor miteinander kombiniert sind, um einen Einbau-Motor zu bilden.
Spindel-Schutzkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Innere des Gehäuses (30) eine oder mehrere Kammern (31, 32) hat und das Ableitungsrohr (35a, 35b) und/oder das Dichtungsteil (34) für zumindest eine der Kammern vorgesehen ist.
Spindel-Schutzkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Innere des Gehäuses (30) durch zumindest eine Unterteilungswand (38) in eine Vielzahl von Kammern (31, 32) unterteilt ist und das Dichtungsteil (34) auf der Unterteilungswand (38)) zwischen den Kammern (31, 32) angeordnet ist.
Spindel-Schutzkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine nichtberührende Dichtungs-Vorrichtung (33) umfasst, die in dem Gehäuse (30) vorgesehen ist.
Spindel-Schutzkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elastische Lippe (34a) ein geringfügiges oder im wesentlichen kein Übermaß zm Anpassen an die Umfangs-Drehoberfläche hat, um die Wärme zu verringern, die durch Reibung in Berührung mit der Umfangs-Drehoberfläche der Spindel (1) oder der Welle (9) erzeugt wird.