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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgleichseinrichtung für die Hauptspindeleinheit
einer Werkzeugmaschine, insbesondere eine Ausgleichseinrichtung,
die das Austauschen von ringförmigen Abdichtelementen
einer zum Lagern der Hauptspindeleinheit vorgesehenen Gasfeder zum
Senken der Last eines Hebemechanismus, der die Hauptspindeleinheit
nach oben und unten treibt, leicht macht.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Eine
Werkzeugmaschine, beispielsweise ein Bearbeitungszentrum, weist
im Allgemeinen eine Hauptspindeleinheit auf, die eine Hauptspindel,
an der ein Werkzeug angebracht ist, und einen Elektromotor, der
die Hauptspindel drehend antriebt, aufweist, wobei diese Hauptspindeleinheit
mittels eines Hebemechanismus auf und ab bewegt wird. Diese Art
von Hebemechanismus ist normalerweise mit einer vertikal angeordneten
Kugelspindelwelle, einer Kugelspindelmutter, die mit der Kugelspindel
greift und mit der Hauptspindeleinheit verbunden ist, und einem
Elektromotor ausgestattet, wobei sich die Hauptspindeleinheit zusammen
mit der Kugelspindelmutter nach oben und unten bewegt, wenn die
Kugelspindelwelle durch den Elektromotor gedreht wird.
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Es
ist aber erforderlich, bei dieser Art von Werkzeugmaschine eine
schwere Hauptspindeleinheit mittels eines Hebemechanismus auf und
ab zu bewegen, so dass die Last des Hebemechanismus schwer ist,
was folglich die Positionierungsgenauigkeit der Hauptspindeleinheit
in der vertikalen Richtung beeinflusst und es erschwert, die Geschwindigkeit
der vertikalen Bewegung der Hauptspindeleinheit zu erhöhen. Zudem
neigt ein solcher Hebemechanismus, der eine schwere Hauptspindeleinheit trägt, dazu,
groß und
teuer in der Herstellung zu sein.
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Die
Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat ein System entwickelt,
das eine Gasfeder als Hauptspindelkopfausgleichseinrichtung verwendet, und
hat dieses System mit Erfolg praktisch brauchbar gemacht. Diese
Hauptspindeleinheitausgleichseinrichtung erzeugt mittels der Gasfeder
einen Aufwärtsschub,
der im Wesentlichen gleich dem Gewicht der Hauptspindeleinheit ist,
um die auf den Hebemechanismus ausgeübte Last zu mindern.
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Wie
in 6 gezeigt umfasst eine Gasfeder 101 dieser
Hauptspindeleinheitausgleichseinrichtung 100 einen Zylinderkörper 102,
der mit einem verdichteten Gas G gefüllt ist, sowie eine Stange 103,
die sich durch ein stangenseitiges Endwandelement 105 dieses
Zylinderkörpers 102 nach
unten erstreckt. Ein kopfseitiges Endwandelement 104 des
Zylinderkörpers 102 ist
mit einem Füllventil 106 zum
Füllen
des verdichteten Gases G in den Zylinderkörper 102 versehen.
Ein Mutternelement 107 ist an dem oberen Ende der Stange 103 vorgesehen,
wobei es auf diese geschraubt ist und verhindert, dass diese vom
stangenseitigen Endwandelement 105 abrutscht. Die Höhe des Zylinderköpers 102 ist
im Wesentlichen gleich dem Hub der Stange 103.
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Um
ein Lecken des verdichteten Gases G im Zylinderkörper 102 und einen
allmählichen
Verlust des Gasdrucks zu verhindern, ist das stangenseitige Endwandelement 105 mit
einem Paar ringförmiger Abdichtelemente 108 und 109 versehen,
die zwischen dem stangenseitigen Endwandelement 105 und
der Stange 103 abdichten. Die ringförmigen Abdichtelemente 108 und 109 müssen regelmäßig ersetzt
werden, da sie aufgrund von reibendem Gleiten der Stange 103 verschleißen.
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Während es
aber erforderlich ist, die ringförmigen
Abdichtelemente 108 und 109 regelmäßig in der
Hauptspindelkopfausgleichseinrichtung 100 auszutauschen,
erfordert der Austausch auch, dass die Gasfeder 101 selbst
von der Hauptspindeleinheit abgenommen wird, was wiederum einen
Raum unter der Hauptspindel für
das Entfernen erfordert. Dies wirft einige Beschränkungen
bei der Auslegung der Hauptspindeleinheit auf, da die Position der
Gasfeder 101 eine bestimmte Einschränkung aufweist und da bei der
Ermittlung des Hubs der Hauptspindeleinheit eine Abwägung im
Hinblick auf Wartungsarbeiten erforderlich ist. Ferner ist die Austauscharbeit zeitaufwändiger.
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ausgleichseinrichtung
für die
Werkzeugmaschinen-Hauptspindeleinheit an die Hand zu geben, die
es ermöglicht,
die ringförmigen
Abdichtelemente mühelos
auszutauschen, ohne die Gasfeder entfernen zu müssen.
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JP-A-06297217
offenbart eine Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung
nach dem Oberbegriff der beigefügten
Ansprüche.
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US 4,792,128 offenbart eine
Gasfeder mit einem Hülsenelement
um eine Stangeneinführöffnung, mit
ringförmigen
Abdichtelementen zwischen der Hülse
und der Stange und einem Füllventil
zum Füllen
des Zylinders mit verdichtetem Gas.
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Kurzdarlegung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung gibt eine Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung einer
Werkzeugmaschine mit einer Hauptspindeleinheit an die Hand, welche
mit einer Hauptspindel, an der ein Werkzeug angebracht ist, und
einem Elektromotor zum Antreiben der Hauptspindel ausgestattet ist
und mittels eines Hebemechanismus nach oben und unten angetrieben
wird, wobei sie umfasst: eine Gasfeder, welche einen mit verdichtetem
Gas gefüllten
Zylinderkörper
und eine Stange, die sich vom Inneren des Zylinderkörpers nach
unten erstreckt, umfasst und in einer vertikalen Stellung angeordnet
ist, um die Hauptspindeleinheit zur Verringerung der Last des Hebemechanismus
zu lagern, wobei der Zylinderkörper
ein kopfseitiges Endwandelement und ein stangenseitiges Endwandelement
aufweist, die das verdichtete Gas hermetisch abdichten, gekennzeichnet
dadurch, dass das kopfseitige Endwandelement ein in einer Füllventil-Einbauöffnung eingebautes Füllventil
zum Einfüllen
des verdichteten Gases aufweist und das stangenseitige Endwandelement
ein Hülsenelement
aufweist, das eine umlaufende Wand um eine Stangeneinführöffnung bildet,
wobei das Hülsenelement
an dem stangenseitigen Endwandelement hermetisch und abnehmbar angebracht
ist und das Hülsenelement
ferner mit ringförmigen
Abdichtelementen zum Abdichten zwischen dem Hülsenelement und der Stange
versehen ist, wobei die Füllventil-Einbauöffnung so
bemessen ist, dass ein Bolzen durch diese eingeführt werden kann, und ein oberes
Ende der Stange eine Oberfläche
aufweist, an der der Bolzen befestigt werden kann, wobei das Hülsenelement
nach Abnehmen des Füllventils
zum Ablassen des verdichteten Gases in dem Zylinderkörper und
dann Festhalten der Stange, während
der Bolzen durch die Füllventil-Einbauöffnung eingeführt und
an dem oberen Ende der Stange befestigt ist, abgenommen wird.
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Die
vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Austauschen eines ringförmigen Abdichtelements
für eine
Hauptspindelausgleichseinrichtung einer Werkzeugmaschine mit einer
Hauptspindeleinheit an die Hand, welche mit einer Hauptspindel und einem
Elektromotor zum Antreiben der Hauptspindel ausgestattet ist und
mittels eines Hebemechanismus, einer Gasfeder, die mit einem mit
verdichtetem Gas gefüllten
Zylinderkörper
und einer Stange, die sich vom Inneren des Zylinderkörpers nach
unten erstreckt, ausgestattet ist und in einer vertikalen Stellung
angeordnet ist, um die Hauptspindeleinheit zur Verringerung der
Last des Hebemechanismus zu lagern, auf und ab getrieben wird, wobei
der Zylinderkörper
ein kopfseitiges Endwandelement und ein stangenseitiges Endwandelement
aufweist, die das verdichtete Gas hermetisch abdichten, gekennzeichnet
dadurch, dass das kopfseitige Endwandelement ein in einer Füllventil-Einbauöffnung eingebautes Füllventil
zum Einfüllen
des verdichteten Gases aufweist und das stangenseitige Endwandelement
ein Hülsenelement
aufweist, das eine umlaufende Wand um eine Stangeneinführöffnung bildet,
wobei das Hülsenelement
an dem stangenseitigen Endwandelement hermetisch angebracht ist
und das Hülsenelement
ferner abnehmbar mit ringförmigen
Abdichtelementen zum Abdichten zwischen dem Hülsenelement und der Stange
versehen ist, und dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Absenken der Hauptspindeleinheit auf eine unterste Position; Abnehmen
des Füllventils,
um das verdichtete Gas abzulassen; Einsetzen eines Bolzens in die
Füllventil-Einbauöffnung und
Befestigen des Bolzens an einem oberen Ende der Stange, um die Stange
festzuhalten, und Abnehmen des Hülsenelements.
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Der
Austausch der ringförmigen
Abdichtelemente erfolgt durch Bewegen des Hauptspindelkopfes mittels
des Hebeantriebsmittels zu seiner niedrigsten Position, was ein
Anliegen des oberen Endes der Stange an dem kopfseitigen Endwandelement bewirkt,
und Entfernen des Füllventils
zum Ablassen des verdichteten Gases in dem Zylinderkörper. Nach dem
Ablassen des verdichteten Gases lässt man die Hauptspindeleinheit
hochsteigen, während
man die Stange gegen das kopfseitige Endwandelement hält, entfernt
das Hülsenelement
von dem stangenseitigen Endwandelement und tauscht die an dem Hülsenelement
angebrachten ringförmigen
Abdichtelemente aus. Nach dem Austausch befestigt man das Hülsenelement
wieder an dem stangenseitigen Endwandelement, montiert das Füllventil
durch Entfernen des Bolzens und füllt den Zylinderkörper mit
verdichtetem Gas. Dadurch können
die ringförmigen
Abdichtelemente ohne Entfernen der Gasfeder ausgetauscht werden.
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Sie
kann auch so ausgelegt werden, dass beim Austauschen der ringförmigen Abdichtelemente das
Hülsenelement
nach Entfernen des Füllventils zum
Ablassen des verdichteten Gases aus dem Zylinderkörper und
Befestigen der Stange durch Befestigen des Bolzens, der durch die
Füllventil-Einführöffnung des
kopfseitigen Endwandelements zum oberen Ende der Stange eingeführt wurde,
entfernbar ausgelegt wird. Um die ringförmigen Abdichtelemente auszutauschen,
wird die Hauptspindeleinheit mittels des Hebeantriebsmittels zu
ihrer niedrigsten Position abgesenkt, was ein Anliegen des oberen
Endes der Stange an dem kopfseitigen Endwandelement bewirkt, und
durch Entfernen des Füllventils
wird das verdichtete Gas in dem Zylinderkörper abgelassen. Der Bolzen
wird in die Füllventil-Einbauöffnung eingesetzt,
während
das verdichtete Gas abgelassen wird, und das obere Ende der Stange
wird mit dem kopfseitigen Endwandelement verbunden. Unter dieser
Bedingung wird die Hauptspindeleinheit angehoben, das Hülsenelement
von dem stangenseitigen Endwandelement abgenommen und die ringförmigen Abdichtelemente
werden ausgetauscht.
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Das
Hülsenelement
kann bei Bedarf mit mehreren Bolzen an dem stangenseitigen Endwandelement
befestigt werden. Die Bolzen können
entfernt werden, um bei Austausch der ringförmigen Abdichtelemente ein
Entfernen nur der Hülse
zu ermöglichen,
während
die Bolzen fest angezogen werden können, um ein Lösen der
Hülsenelemente
von dem stangenseitigen Endwandelement unter Gasdruck des verdichteten
Gases zu verhindern, wenn die Hülse
installiert ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
die Seitenansicht einer Werkzeugmaschine (unter einer normalen Betriebsbedingung),
die eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung
aufweist;
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2 ist
eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine (unter einer die Stange
haltenden Bedingung), die die Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung aufweist;
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3 ist
eine vertikale Querschnittansicht der Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung
(unter einer normalen Betriebsbedingung);
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4 ist
die Bodenansicht der Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung;
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5 ist
eine vertikale Querschnittansicht der Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung
(unter einer eine Stange haltenden Bedingung); und
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6 ist
eine vertikale Querschnittansicht einer Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung
des Stands der Technik.
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Bevorzugte Ausführung der
Erfindung
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Nachstehend
wird eine bevorzugte Ausführung
der Erfindung unter Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
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Die
bevorzugte Ausführung
zeigt einen Fall, bei dem die Erfindung bei einem vertikalen Bearbeitungszentrum
eingesetzt wird.
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Wie
in 1 gezeigt umfasst eine Werkzeugmaschine 1 eine
Säule 2,
eine Hauptspindeleinheit 3, die sich von der Säule 2 geführt auf
und ab bewegt, und einen Hebemechanismus 4, der die Hauptspindeleinheit 3 nach
oben und unten treibt, wobei die Werkzeugmaschine 1 auch
mit einer Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung 5 versehen
ist, die eine Gasfeder 20 zum Lagern der Hauptspindeleinheit 3 zum
Senken der Last des Hebemechanismus 4 umfasst.
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An
dem vorderen Ende der Säule 2 sind
vertikale Führungsschienen 10 zum
Führen
der Auf- und Abwärtsbewegung
der Hauptspindeleinheit 3 vorgesehen, und mehrere an dem
hinteren Ende eines Rahmenelements 13 der Hauptspindeleinheit 3 befestigte
Gleitstücke 11 greifen
gleitend mit den Führungsschienen 10.
An der Vorderseite des unteren Endes der Säule 2 ist ein aufnehmender
Teil 12 vorgesehen, an dem das untere Ende der Stange 22 der Gasfeder 20 anliegt.
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Die
Hauptspindeleinheit 3 umfasst ein Rahmenelement 13,
eine Hauptspindel 14, die an der Vorderseite des Rahmenelements 13 so
gelagert ist, dass sie frei um eine vertikale Achse drehen kann, und
an deren Boden ein Werkzeug 14a abnehmbar angebracht ist,
und einen Elektromotor 15, der die Hauptspindel 14 drehend
antreibt. Der Elektromotor 15 ist oben auf dem Rahmenelement 13 angebracht und
direkt mit der Hauptspindel 14 gekoppelt.
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Der
Hebemechanismus 4 umfasst einen Elektromotor 16,
der an dem oberen Ende der Säule 2 angebracht
ist, eine Kugelspindelwelle 17, die mit dem Elektromotor 16 verbunden
ist und sich nach unten erstreckt, und eine an die Kugelspindelwelle 17 angeschraubte
Kugelspindelmutter 18. Da die Kugelspindelmutter 18 mittels
eines Verbindungsteils 19 mit der Spindeleinheit 3 verbunden
ist, wird die Hauptspindeleinheit 3 zusammen mit der Kugelspindelmutter 18 nach
oben oder unten getrieben, wenn die Kugelspindelwelle 17 mittels
des Elektromotors 16 drehend angetrieben wird.
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Als
Nächstes
wird die Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung 5 eingehend beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst die Hauptspindelausgleichseinrichtung 5 eine
in einer vertikalen Stellung vorgesehene Gasfeder 20, und
die Gasfeder 20 lagert die Hauptspindeleinheit 3,
um die Last des Hebemechanismus 4 zu verringern, der die
Spindel 3 nach oben und unten treibt.
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Wie
in 3 gezeigt umfasst die Gasfeder 20 einen
mit einem verdichteten Gas G (Stickstoffgas, verdichtet auf einen
Druck von 7 bis 10 MPa) gefüllten
Zylinderkörper 21 und
eine Stange 22, die vom Inneren des Zylinderkörpers 21 nach
unten ausfährt.
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Der
Zylinderkörper 21 umfasst
ein Zylinderwandelement 23, das in das Rahmenelement 13 der Hauptspindeleinheit 3 passt,
ein rundes, plattenförmiges
kopfseitiges Endwandelement 24 und ein im Wesentlichen
rechteckiges, säulenförmiges stangenseitiges
Endwandelement 25, das das Verdichtungsgas G hermetisch
an dem oberen bzw. unteren Zylinderwandelement 23 abdichtet.
Das kopfseitige Endwandelement 24 ist innen mittels eines
Abdichtelements 26 an dem oberen Ende des Zylinderwandelements 23 angeschraubt.
Das stangenseitige Endwandelement 25 ist innen mittels
eines Abdichtelements 27 an dem unteren Ende des Zylinderwandelements 23 angeschraubt.
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Eine
Füllventil-Einbauöffnung 28 ist
sich vertikal und konzentrisch mit der Achse des kopfseitigen Endwandelements 24 erstreckend
ausgebildet, und ein Füllventil 29 ist
zum Füllen
des verdichteten Gases in die Füllventil-Einbauöffnung 28 vorgesehen, um
ein Füllen
von verdichtetem Gas G in das Innere des Zylinderkörpers 21 zu
ermöglichen.
Um die später
zu beschreibenden ringförmigen
Abdichtelemente 37 und 38 auszutauschen wird ein
Bolzen 30 durch die Füllventil-Einbauöffnung 28 eingesetzt,
wie in 5 gezeigt wird, während das Verdichtungsgas G aus
dem Zylinderkörper 21 durch
Entfernen des Füllventils 29 abgelassen
wird und der Bolzen 30 zum Verbinden des oberen Endes der
Stange 22 mit dem kopfseitigen Endwandelement 24 verwendet
wird, um die Stange 22 ortsfest zu halten.
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In
der Mitte des stangenseitigen Endwandelements 25 ist eine
Durchgangsbohrung 31 so ausgebildet, dass sie vertikal
durch das stangenseitige Endwandelement 25 geht, und ein
zylinderförmiges Hülsenelement 33 ist
in der Durchgangsbohrung 31 vorgesehen, um eine Umfangswand
um die Stangendurchgangsbohrung 32 für das stangenseitige Endwandelement 25 zu
bilden. Das Hülsenelement 33 ist mittels
der Abdichtelemente 34 und 35 hermetisch und abnehmbar
an der Durchgangsbohrung 31 des stangenseitigen Endwandelements 25 angebracht.
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Die
Innenumfangfläche
des Hülsenelements 33,
die eine Stangeneinführöffnung 32 bildet,
ist mit einer Staubdichtung 36 zum Verhindern des Eindringens
von Spänen
und Staub und mit einem Paar von ringförmigen Abdichtelementen 37 und 38 zum
Abdichten zwischen ihm und der Stange 22 versehen, an diesen
Abdichtelementen 37 und 38 ist ein zylinderförmiger Ölfüllspalt 39 ausgebildet,
und in den Ölfüllspalt 39 wird
mittels eines Öldurchlasses 40 ein Schmieröl L eingefüllt. Das
Schmieröl
L schmiert die Gleitbewegung der Stange 22 gegenüber der
Hülse 33 und
dient auch als Dichtung zwischen der Stange 22 und dem
Hülsenelement 33.
An dem unteren Ende des Hülsenelements 33 ist
ein Flansch 41 ausgebildet, und der Flansch 41 des
Hülsenelements 33 ist
an dem unteren Ende des stangenseitigen Endwandelements 25 mittels
acht Bolzen 42 befestigt, wie in 4 gezeigt
wird. Daher können
die ringförmigen
Abdichtelemente 37 und 38 durch Abnehmen des Hülsenelements 33 von
dem stangenseitigen Wandendelement 25 durch Lösen desselben
mittels Entfernen dieser Bolzen 42 ausgetauscht werden.
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Am
oberen Ende des stangenseitigen Endwandelements 25 ist
im unteren Teil des Zylinderkörpers 21 ein
konischer Ölfüllhohlraum 43 ausgebildet, und
der Ölfüllhohlraum 43 ist
mit dem Schmieröl
La zum Abdichten des verdichteten Gases G gefüllt.
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Die
Stange 22 tritt vom Inneren des Zylinderkörpers 21 gleitend
durch die Stangeneinführöffnung 32 und
fährt nach
unten aus. Das Mutternelement 44 ist an der Außenseite
des oberen Endes der Stange 22 angeschraubt und durch einen
Stift zum Verhindern eine Abrutschens der Stange 22 vom
Zylinderkörper 21 arretiert.
Das Mutternelement 44 ist von größerem Durchmesser als die Stangeneinführöffnung 32 und
ist kleiner als die Durchgangsbohrung 31. Wenn das Mutternelement 44 an
der unteren Fläche
des Ölfüllhohlraums 43 anliegt,
befindet sich die Stange 22 gegenüber dem Zylinderkörper 21 in
der am weitesten vorbewegten Position (die Spindeleinheit 3 befindet
sich an der höchsten
Position). Wenn das obere Ende der Stange 22 an dem kopfseitigen Endwandelement 24 anliegt,
befindet sich die Stange 22 gegenüber dem Zylinderkörper 21 in
der am weitesten zurückgezogenen
Position (Hauptspindeleinheit 3 befindet sich dieses Mal
an der untersten Position). An dem unteren Ende der Stange 22 ist
ein Höheneinstellbolzen 45 vorgesehen,
und der Bolzen 45 ist an der Stange 22 an der
eingestellten Position mittels einer Mutter 46 befestigt.
Wenn der Zylinderkörper 21 mit
dem verdichteten Gas G gefüllt
ist, liegt der Bolzen 45 an dem aufnehmenden Teil 12 der
Säule 2 an.
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Als
Nächstes
werden der Betrieb und die Wirkungen der Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung 5 beschrieben.
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Wenn
die Hauptspindeleinheit 3 durch den Hebemechanismus 4 nach
unten getrieben wird, bewegt sich der Zylinderkörper 21 der Gasfeder 20 damit
nach unten, wodurch die Stange 22 veranlasst wird, in den
Zylinderkörper 21 einzufahren,
wie in 1 gezeigt wird. Wenn ferner die Hauptspindeleinheit 3 durch
den Hebemechanismus 4 nach oben getrieben wird, bewegt
sich der Zylinderkörper 21 der Gasfeder 20 damit
nach oben, wodurch die Stange 22 veranlasst wird, sich
gegenüber
dem Zylinderkörper 21 vorzubewegen.
Da die mit dem Verdichtungsgas G gefüllte vertikal positionierte
Gasfeder 20 eine Aufwärtskraft
erzeugt, die im Wesentlichen gleich dem Gewicht der Hauptspindeleinheit 3 während der Auf-
und Abbewegungen der Hauptspindeleinheit 3 ist, lagert
die Hauptspindeinheitausgleichseinrichtung 5 die Hauptspindeleinheit 3 und
verringert die Last des Hebemechanismus 4.
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In
der Gasfeder 20 entwickelt ein Paar von ringförmigen Abdichtelementen 37 und 38,
die an dem Hülsenelement 33 angebracht
sind, aufgrund von Reibung mit der Stange 22 Verschleiß. Wenn
der Verschleiß der
ringförmigen
Abdichtelemente 37 und 38 fortschreitet, kommt
es zu einem Lecken des verdichteten Gases G zwischen der Stange 22 und
dem Hülsenelement 33 und
dies erfordert den Austausch der ringförmigen Abdichtelemente 37 und 38.
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Um
die ringförmigen
Abdichtelemente 37 und 38 auszutauschen, ist es
erforderlich, die Hauptspindeleinheit 3 mittels des Hebemechanismus 4 auf die
niedrigste Position abzusenken, um das obere Ende der Stange 22 an
dem kopfseitigen Endwandelement 24 anliegen zu lassen,
und das Füllventil 29 zu
entfernen, um das verdichtete Gas G in dem Zylinderkörper 21 abzulassen,
wie in 1 und 3 gezeigt wird. Als Nächstes wird
während
des Ablassens des verdichteten Gases G der Bolzen 30 durch
die Füllventil-Einbauöffnung 28 geführt, wie
in 5 gezeigt wird, und dann wird der Bolzen 30 mit
dem oberen Ende der Stange 22 verbunden, um die Stange 22 fest
an dem kopfseitigen Endwandelement 24 zu halten.
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Wenn
die Hauptspindeleinheit 3 mittels des Hebemechanismus 4 wie
in 2 gezeigt angehoben wird, bewegt sich als Nächstes die
Stange 22 zusammen mit dem Zylinderkörper 21 nach oben,
so dass das untere Ende der Stange 22 von dem aufnehmenden
Teil 12 getrennt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden acht
Bolzen 42 entfernt, die zum Anbringen des Hülsenelements 33 an
dem stangenseitigen Endwandelement 25 dienen, um dieses
zu lösen,
und das Hülsenelement 33 wird
nach unten aus dem stangenseitigen Endwandelement 25 gezogen, so
dass die an dem Hülsenelement 33 angebrachten ringförmigen Abdichtelemente 37 und 38 ausgetauscht
werden können.
Zu diesem Zeitpunkt ist es nicht erforderlich, die Hauptspindeleinheit 3 in
ihre oberste Position anzuheben, sondern vielmehr einen ausreichenden
Raum unter der Hauptspindeleinheit 3 zum Entfernen des
Hülsenelements 33 sicherzustellen.
Nach dem Austauschen der Abdichtelemente wird das Hülsenelement 33 wieder
an dem stangenseitigen Endwandelement 25 angebracht, der
Bolzen 30 wird entfernt, das Füllventil 29 angebracht
und der Zylinderkörper 21 mit
dem verdichteten Gas G gefüllt.
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Wie
von oben ersichtlich können
in der Werkzeugmaschinen-Hauptspindelausgleichseinrichtung 5 ringförmige Abdichtelemente 37 und 38 durch
Entfernen nur des Hülsenelements 33 ausgetauscht werden,
und es ist nicht erforderlich, die Gasfeder 20 selbst von
der Hauptspindeleinheit 2 abzunehmen, so dass es nicht
erforderlich ist, Raum zum Abnehmen der Gasfeder 20 von
der Hauptspindeleinheit 3 sicherzustellen, und die Freiheit
bei der Platzierung der Gasfeder 20 kann stark verbessert
werden. Weiterhin wird der Austausch der ringförmigen Abdichtelemente 37 und 38 vereinfacht
und die für
den Austausch erforderliche Arbeitszeit kann wesentlich reduziert
werden.
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Da
das Hülsenelement 22 wie
in 4 gezeigt durch acht Bolzen 42 an dem
stangenseitigen Endwandelement 25 angebracht ist, ist es
beim Austausch der ringförmigen
Abdichtelemente 37 und 38 möglich, das Hülsenelement 33 nur
durch Entfernen von Bolzen 42 abzunehmen, während es
möglich
ist, das Hülsenelement 33 fest
anzubringen, so dass sich das Hülsenelement 33 nicht
augrund des Gasdrucks des verdichteten Gases G von dem stangenseitigen Endwandelement 25 löst.
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Da
das an der Stange 22 angebrachte Mutternelement 44 von
größerem Durchmesser
als die Stangeneinführöffnung 32 ist
und kleiner als die Durchgangsbohrung 31 ist, dient es
nicht nur zum Verhindern eines Lösens
der Stange 22, sondern auch bei Erfordernis der Abnahme
der Stange 22 dazu, ein Abnehmen der Stange 22 durch
ein Entfernen nur des Hülsenelements 33 zu
ermöglichen,
wodurch die für
das Entfernen erforderliche Arbeitszeit minimiert wird.
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Als
Nächstes
werden nachstehend im Folgenden einige Abwandlungen der obigen Ausführung beschrieben:
- 1) Es ist nicht erforderlich, zwischen den
ringförmigen
Abdichtelementen 37 und 38 sowie am oberen Ende
des stangenseitigen Endwandelements 25 mit den Schmierölen L und
La aufzufüllen.
Wenn die Schmieröle
L und La nicht verwendet werden, besteht kein Bedarf an einer externen Ölfüllvorrichtung,
die mit dem Öldurchlass 40 verbunden
ist. Wenngleich die Verwendung nur der ringförmigen Abdichtelemente 37 und 38 zum
Abdichten die Häufigkeit
ihres Austausches erhöhen kann,
besteht kein Bedarf, die Schmieröle
L und La abzulassen, so dass die Austauscharbeit noch einfacher
wird.
- 2) Das Hülsenelement 33 kann
innen an die Durchgangsbohrung 31 des stangenseitigen Endwandelements 25 geschraubt
werden. In einem solchen Fall wird das Hülsenelement 33 fester
an dem stangenseitigen Endwandelement 25 angebracht und
die Anzahl an Befestigungsbolzen 42 kann verringert werden.
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Da
die ringförmigen
Abdichtelemente ausgetauscht werden können, ohne dass die Gasfeder
ausgetauscht werden muss, ist es nicht nötig, den Raum zum Entfernen
der Gasfeder darunter sicherzustellen. Daher kann bei Platzieren
der Gasfeder und bezüglich
des Gasfederhubs mehr Freiheit gewonnen werden, was zu weniger Beschränkungen
bei der Konstruktion der Hauptspindeleinheit führt. Da der Austausch des ringförmigen Abdichtelements
einfacher ausgeführt
werden kann, kann ferner der erforderliche Arbeitsaufwand für den Austausch
erheblich gesenkt werden.