DE6947653U

DE6947653U - Spindelanordnung an einer waagerecht- bohr- und fraesmaschine.

Info

Publication number: DE6947653U
Application number: DE6947653U
Authority: DE
Original assignee: WOTAN WERKE GmbH
Current assignee: WOTAN WERKE GmbH
Priority date: 1969-12-03
Filing date: 1969-12-03
Publication date: 1973-03-15

Description

Patentanwalt

1 Berlin 28 /

EdtJboManini U felelM4HWet

3661/Re 15.September 1972

WOTAN-WERKE GMBH., 4 Düaseldorf-Holthausen, ReiBholzer Werftstr. 76

Spi&delanordnung für Waagerecht - Bohr- und Fräsmaschinen

Die Erfindung bezieht aich auf eine Spindelanordnung für Waagerecht· Bohr- und Fräsmaschinen mit einer in einer SpindelhQlee verschiebbaren, hohlen Arbeitsspindel, deren Werkseuge von einer in der Arbeitsspindel konsentrisoh gelagerten Spannwelle spann- und lösbar sind, und bei welcher eine Schnellaufepindel vorhanden ist.

Es 1st bereits eine derartige Spindelanordnung bekannt« bei der die Schnellaufepindel oberhalb der Arbeitsspindel im Spindelstock gelagert ist. Hierzu ist ihre Anordnung in einer besonderen Pinole erforderlich, die mittels eines zusfitxlichen Vorechubantriebes die benötigte Axialverstellung ermöglicht. Neben dem hohen Aufwand ergibt sich bei dieser bekannten Anordnung der Nachteil, dass unterschiedliche Koordinateneinetellungen in der Y-Achse für Arbeite- und Schnellaufspindel erforderlich sind, wodurch u. a. die Programmierung bei numerisch gesteuerten Maschinen erschwert 1st.

t * ft ·

Eb ist welter ein Splndelsyatem mit in einer Spindelhülse axial verschiebbaren, hohlen Arbeitsspindel bekannt, in der konzentrisch eine Spannwelle zum Zwecke des maschinellen Spannens der Werkzeuge angeordnet ist, wobei die Spannwelle von einer Spannmotoreinheit betätigt wird, die am Ende der Arbeitsspindel bzw. des Spindelstockauslcgers angeordnet ist. Diese bekannte Anordnung, die den Vorteil bietet, durch Drucktastenbedienung die Werkzeuge schnell und tequem spannen und läsen zu können, Hess es bisher nicht zu, konzentrisch zur Arbeitsspindel eine Schnellaufspindel zu lagern. Der Anbau einer konzentrischen Schnellaufspindel an der Stirnseite der Arbeitsspindel, wie in anderen Fallen gleichfalls bekannt, ermöglicht es, ohne grossen Aufwand höhere Werkzeugdrehzahlen vom Spindelgetriebe durch •ine Auelegerschaftwelle abzuleiten. Dabei wird der Bohrvorschub mittels der nicht drehenden Arbeitsspindel und deren Vorschub* elemente vollzogen.

Es sind auch maschinelle Werkzeugupanneinrichtungen bekannt, die pneumatisch oder hydraulisch arbeiten, bei denen das werkzeugseitige Ende der Spannwelle nicht als Spannschraube, sondern als Spannpilz auegebildet ist, und nur durch eine Axialverschiebung der Spannwelle wird hier der Spann- Lösevorgang vollzogen. Anstelle des erwähnten Spannmotors tritt also ein Spannzylinder.

Gemftss dem erwähnten Stand der Technik schliesst also die maschinelle Werkzeugspannung eine konzentrische Schnelllaufspindel aus, bzw. bei der Anordnung einer konzentrischen Schnellaufspindel ist gemäss dem Stand der Technik der Einbau einer maschinellen Werkzeugspanneinrichtung nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil su

beseitigen und das Spindelsystern der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass eine konzentrische Schnellaufspindel oder eine automatische Werkzeugspanneinrichtung wahlweise in der Arbeitsspindel zur Anwendung gelangen können.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, dass die Spannwelle nut der koaxial an der Arbeitsspindel befestigten Schnellaurspindel kuppelbar ist und mit den für die Schnellaufspindel erforderlichen Drehzahlen antreibbar ist.

Gemüse dem allgemeinen Erfindungsgedanken wird somit eine an sich bekannte Werkzeug-Spannwelle in nicht naheliegender Weise zum Antrieb einer anzubauenden Schnellaufspindel verwendet. Dadurch ergibt eich als technischer Fortschritt, dass die Vorteile der koaxialen Schnellaufspindel und der automatischen Werkzeugspannung wahlweise, also je nach Bedarf, angewendet werden können.

Die Erfindung lasst sich nicht nur da anwenden, wo zur Werkzeugspannung eine Spannschraube und eine drehbare Spannwelle verwendet werden, «ondern auch bei Werkzeugepanneinrichtungen der erwähnten Art, bei denen nur eine Axialverschiebung der Spannwelle durch einen Spannzylinder oder dergleichen vorgesehen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannwelle zur Kupplung mit der Schnellauf spindel ein Drehkraftübertragungselement aufweist, das als Kuppelhülse ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es sehr einfach, den Schnellaufspindelkopf gleich zusammen mit eingebautem Werkzeug an die Arbeitsspindel

formschlüssig mit der Spannwelle anzuschrauben, beispieleweise anzuflanschen, so dass der Umbau kaum mehr Zeit in Anspruch nimmt als das Spannen eines neuen Werkzeugs von Hand. Sofern die Schnellaufspinclel aber nicht benötigt wird, kann die automatische bekannte Werkzeugspannung mit ihren grossen Vorteilen sur Anwendung gelangen.

Zum Zwecke des Antriebs sind erfindungsgemäss bei der an sich bekannten Anordnung einer Spannmotoreirl v.W am werkzeugabgewandten Ende der Spannweil« zwei Kupplungen angeordnet, mittels derer der Antrieb der Spannweile wahlweise von dem Spindelgetriebe oder von dc_ Spannmotoreinheit eingeleitet wird. Nachdem also beispielsweise der Schnellaufspindelkopf an die Arbeitsspindel angeflanscht und die entsprechende Kupplung eingeschaltet wurde, können die erforderlichen AntriebsdritJ ^ahlon für die Spannwelle gewählt werden. Der Antrieb erfolgt dann vom Spindelgetricbe ε · als würde es eich bei der Spannkeile um eine normale Getriebewelle handeln.

Die weitere Ausgestaltung dor Erfindung sieht u.a. vor, daca auf der Spannwelle eine Arrotiorhülse aufgeschraubt und feststellbar angeordnet ist, die endr.eitig Klauen trägi, welche Ansätze der Kuppelhülse übergreifen und gegen car. ,*timseitige Ende der Spannwelle drücken. Diese etwas aufwendige Konstruktion der Spannwelle erweist sich als zweckmässig, werm es infolg· häufiger Werkzeugwechsel nötig ist, die Spannschraub· zu ersetzen. Durch cuose erfindungsgemässe Massnahxue ist es nämlich möglich, die Spannschraube in einfacher Weise durch die Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel auszutauschen. Der Erfindungsgegenstand ist aber natürlich auch mit einer einfachen

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Halterung der Kuppelhülse und Spannschraube ausfahrbar. Dies wird immer dann angebracht sein, wenn der Werkzeugwechsel weniger oft zu erwarten ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben aich aus der nun folgenden Beschreibung einer Ausführungebeispiele unter Kinweia au die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. I einen Längsschnitt durch den Spindelstock und 4en Aueleger, Fig- 2 das vorder Endo el ,' Arbeitsspindel mit einem ^gespannten V< rfcieug im ScIr it_f

Fi.g. Ό .'neu vergröaeei :.-r. 8c nift nach d^:iP Lii? j I-1 der Fig. ?,_B ^v g. K ^.1 on Schnitt wie i^rig. >, wobei eich die Teile aber in einer ix ^ren Helnti'/ln.rjo r.ueinandc befinden,

Fi _-, 5 -.men -»rgrüGSoriier: Schnitt nach der Liuie ΙΙ-Γ der Fig* 2, F -·„ 6 fa; o-x L injsschritt durcL das vordere ii-nde der Avhaitefeijksim ! mit einem m^ntiei^'-'T. Schnei",.lu

Fig. 1 ^<?.ei:it υ-. * Spüt(li;u.ti>ck _A n 't dom /..alage; ?,, i^ dem am 1 'beitsspindel B ittela dor opiiu'elhölBT 5 gelagert ist. I & Ar? jitsapindoi 3 ist hohl una seißt vorn eine Workzewgauinahmeboh:."ung 4_e an die sicL. - ac Spat'>vvelle 6 ai^;' iiüii. r Werk^eu^rjpann-•chraube 7 anschließet, die e>..,.-.e KuppelhUlse B durchgreift:, was später nc ch r her erläutert "vird. Eiii A^beite£>pindelvo!rechubechl-''v." ten 9 ist ti Ausleger 2 gcfühi'-t, diese Führung ist jedoch dar Übersichtlichkeit wegen nicht veranschaulicht. Der Vorschub wird von der Vorschubgewindcspindel lu ü^K<sr die Vorechubmutter 11 abgeleitet, und zwar erfolgt der Antrieb der Spindel 10 über das Antriebsrad 12, i^Jaa im Eingriff mit einem nicht dargestellten Vorschubgetriebe steht, welches seinen Antrieb von der Ausgangs- welle 13 dee Spindelgetrieben erhält. Dieses in Fig. 1 veranschaulich-

te Spindelgetricbe zeigt ferner ein Schieberad 14 zum Antrieb der Spindelhülse 5 und der Arbeitsspindel 3, das mit dem Antriebsrad 15 in Eingriff steht. Die Stirnräder 16 und 17 dienen dem Antrieb der Schaftwelle 18, deren Stirnrad 1Θ mit dem Stirnrad 20 zum Antrieb der Spannwelle 6 in Eingriff 1st. Mittels der Kupplung 21 wird der Antrieb der Spannwelle vom Spindelgetriebe her eingeschaltet, wenn die Spannwelle 6 in erfindungsgem&sser Weise zum Antrieb einer Schnelläufeoindel 39 dienen soll, 8. Fig. 6. Falls die Spannwelle 6 dem Spannen eines Werkzeuges dienen soll, wird die Kupplung 22 einges ehaltet, um die Antriebs vex bindung cu der Spannmotoreinheit 24 über den Kuppelflansch 23 herzustellen.

Die Erfindung ist auch dann realisif ruai% wenn anstelle der Spannmotoreinheit mit dem ein Drebmom it erzeugenden Motor, der im einzelnen nicht veranachau) i.cht ist, beispielsweise ein hydraulischer Spannzyl'nder zum axialen Vorschieben der Spannwelle 6 oder zumindest eines Spannpilzes vorgesehen ist, dor dann an die Stelle der W rkzeugspannschraube 7 tritt»

Wie man. der Fig. 2 entnehmen kann, ist die Spannwelle 6 mit der Werkzeug pann sei traube 1 nicht auu einem Stück ausgebildet, so dass βε bei ainor ähnlichen Konstruktion ohne weiteres möglich ϊβ%ο einen Spannp'lz durch einen Spannzylinder axial zw verschieben, ohne den erwähnten Antrieb der Welle 6 zu stören« die üa einer üoch gu beschreibenden Weise mit der Sciinellaufspi^ 'el 39 durch die Kuppelhülse 0 gekuppelt wird.

Die Konstruktion gemfiss Fig. 2 dient dem Zweck, die Werkzeugspannschraube 7 durch die Werkzeugaufnahmebohrung 4 leicht auszutauschen, wenn ein derartiger Auetauach bedingt durch stärkste Beanspruchung häufiger erforderlich ist. Für den Fall,

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die Werkzeuge seltener gewechcelt werden, kann auch eine einfachere Halterung der Kuppelhülse 8 vorgesehen Bein, ohne von dem erwähnten Erfindungsgedanken abzuweichen.

Die Kuppelhülae 8 ist gemäss Fig. 2 werkzeugeeitig mit einer Kupplungsklaue 8a versehen und mittels des Nadellagere 25 in der Arbeitsspindel 3 gelagert. Diese Kupplungsklaue 8a wird zum Spannen des Werkzeuges nicht benötigt, da gemäss Fig. 2 die Werkzeugspannschraube 7 in den Werkzeugspannschaft 48 eines nicht näher veranschaulichten Werkzeuges eingeschraubt ist und diesen spannt. Die Spannschraube 7 ist in nicht spannendem Zustand aber zusammen mit der Kuppelhülse 8 in einer gemeinsamen Bohrung 27 axial verschiebbar, jedoch nicht verdrehbar mittels der Passfeder 47 und der Gleitfeder 46 gehalten. Dabei isi die Gleitfeder 46 in einer Nut der Bohrung 27 geführt und in einem den DurchmesRor eier W^rkzougspannschraube 7 vergrössernden Kolben 7a eingesetzt, der Bestandteil des Spannschraubenschaftee lsi Dabei dient zur axialen Fixierung der Spannschraube 7, der Kuppelhülse 8 und eine** Anlagebüchse 33 für den Anschlag des Koibens 7a Λαΰΐι rechts in Fig« 2 die erwähnte Arretierhülse 28, deron Innengewinde 2ΰ mit dem am werkzeugseüigen Ende der Spannwelle angeordneten Aussengowinde vorschriebt ist. Die Arretisrhülse trügt endso ig nach lauen gerichtete Klauen 28a, welche Ansätze 37 der Kuppelhülse 8 übergreifen und gegen das stirnseitig^ Ende der Spannwelle 6 drücken„

Um nun die Werkzeugspannschraube 7 zusammen mit der Kuppelhülse leiche nach vorn herausziehen zu können, ist die Arretierhülse 28 mit mindestens einem Durchbruch 29, 29a (Fig. 4) versehen, der in einer bestimmten Winkelstellung der Arretierhülse die axiale Fixierung der Werkzeugspannschraube und Kuppelhülse

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zum Zwecke der Demontage in Richtung der WerkBeugaufnahme freigibt. Zuvor müssen der Verschlußstopfen 30 und die Sicherungeschraube 31 entfernt werden, zumindestens mute die Sicherungsschraube ein wenig gelöst werden, wie die* in Fig, I veranschaulicht ist. In der dargestellten Weis« übergreift die ArretierhUlse 20 ferner an ihrem werkzeugabgewandten Ende Haltekugeln 34, die in radialen Bohrungen der Spannwelle 8 liegen und die Kugeln radial einwärts in eine Kugelrille 35 der Anlagebüchso 33 drückt. Dabei zeigt die Arretierhülee 28 en ihrem hinteren Fnde < ne Eindrehung 32, die tiefer ele die Kugelrille 35 ist. Auf diese Weise wird die durch die Kugeln 34 axial gehaltene Anlagebüchse 33 zum Zwecke der Demontage der Spannschraube nach Schraubung der Arretierhülse 28 auf der Spannwelle β freigegeben.

Die Spannschraube 7 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 86, die sich gegen die AnlngehUchee 33 und gegen den Kopf 7c dee Spannschraubenschaftes abstützt.

Der Schnitt in Fig. 3 zeigt die Lage, in der die KuppelhOlee 8 zusammen mit der V/crkzcoigepannschraui.e 7 durch die Werkzeug« aufnahme 4 nach Fiß. 1 leicht herausgezogen werden kann. Dabei liegen die Ansätze 37 der Kuppelhülse 8 nach einer entsprechenden Drehung derselben in den Durchbrüchen 29 und 29a nach Fig. 4 mit Spiel, während die Siehe rungs schraube 31 zuvor nach oben genügend herausgeschraubt worden ist, um die Drehung zu ermöglichen.

Fig. 4 zeigt die Arretierlage vor dem Ausbau. Hier ist die Sicherungsschraube 31 in eine entsprechende Ausnehmung 8b der Kuppelhfllee 8 eingeschraubt, und die Ansätze 37 verhindern ein axiales Verschieben der Kuppelhülse 8, β. Fig. 2. In Fig. 4 liegt e In Αηβφ£3ΐ db^lapie^sWelse hinter der Schraube 31t Durch

Lösen der Schraube und Drehen der Kuppelhülse 8 um 90° gelangt man zu der in Fig. S veranschaulichten Stellung.

Fig. 5 zeigt den bereite erwülinten Einbau der Anlagebüchse 33, die durch die Kugeln 34 in der Kugel rille 35 am Umfang der Bttchce axial unvorechioblich gehalten wird·

Schliessllch zeigt Fig. 6 den eriindungsgemäasei* Anbau des Sehnellaufepindolkopfee 38. Dioeor Schnellaufspindelkopf dient gleichzeitig zur Lagerung der Sclinellauispindel 89 mittels der boiden Kegelrollenlager 44 und 45« wobei das Spindelkopfgehfluse 41 mittels dor Befootigungsschrauben 42 in einfacher Welse an die Arbeitsspindel 3 flunechartlg angeschraubt 1st. Die Schnellauf spindel 39 Beißt eino Werkaeugaufnahmebohrung 40, die bei dieser Konetrulction vorteilte ft in unmittelbarer Nähe der Spindellagerung liegt. Die Schnellauf spindel 39 weist an ihrem der Werkzeugaufnahme abgewandten Ende eine Bohrung 43 auf. In der das Spanngowinde 7b der Spannschraube 7 freigängig Raum findet, da diese bei Verwendung der St hnellaufspindel nicht benötigt wird. Der vordere Kuppolteil 8a der KuppelhUlee 8 greift in einen entsprechenden Kuppoltoil der Welle 39 ein, um das Drehmoment von der KuppolhUluo 8 auf die Schnellaufspindel 30 zu übertragen. Eine zusätzliche Lagerung ist nicht erforderlich, da die Schnellaufspindel 39 in bekannter Weise in dem Spindel« kopfgeh&use 41 gelagert ist, das starr mit der Arbeitsspindel 3 verschraubt ist.

Sohutzanaprüohfl t

Claims

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Schutzansprüche j

1. Spindelonordming für Waagerecht- Bohr- und Fräsmaschinen mit einer in einer Spindolhülse verschiebbaren, hohlen Arbeite· spindel, deren Werkzeuge von einer in der Arbeitsspindel

konzentrisch gelagerten Spannweile spann· und lösbar sind, I

und bei welcaor eine Sclmsllaufapindel vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, cinao die Spcumwelle (6) mit der koaxial an der Arbeitsspindel befestigten Schnellaufspindel (39) kuppelbar««*

2o Spindelanordnung nach Anspruch »_t. dadurch gekennzeichnet, dass die Spannwelle (6) zur Kupplu % mit der Sehn eHauf spindel (39) ein Drohkraf· Qbertragungeelexaent aufweist» das ale Kurjpelhülöo (0) ausgebildet ist.

3„ SpJndelanorflnun^ nach Anspruch 1 und 2, dadurch dasE bei '''ar an sich bekannten Anordnung «iner Spannmotor ©iiüieii (24) am workzeugabgewandten Ende der Spannwolle i zwei KX.jjplungcu (21, 22) angooranot sind_ff mittels derer der Antrieb der üpnnnwelle wahlweiße von flsm Spüidelgetriebe Spßnnmotr""eÄn]ieit eingeleitet wird,,

4o Spintielanordnunß nach der- Ansprüchen 1, 2 und I₀ dadurch gekennzeichnet., daso bei der an sich bekannten Anordnung einer Rückstellfeder (3G) zur axialen Bewegung der Spannschraube (7) die Spannwolle (G) an einer am workzeugseitigen Ende befindlichen Bohrung (27) die mit ihr lösbar verbundene KuppelhfÜse (8) aufnimmt, dass die Spannschraube die Kuppelhülse durchgreift

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und das Spanngewinde (7b) in der zurückgezogenen EndeteUung noch teilweise au η der Kuppelhülse vorsteht»

5. Spindelanordnung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube (7) mit einem kolbenartigen Teil (7a) in der Bohrung (27) der Spanuwelle zwischen zwei Anschlagen axial verRchieblich, aber nicht drehbar geführt ist, w»_jei der v/erkzeugseitige Anschlag durch das hintere Ende der Kuppelhülse (8) und der werkzcugabgewandte Anschlag durch eine in der Bohrung (27) gehaltene Anlagebüchse <33) gebildet ist.

6. Spindelanordnung nach den Ansprüchen 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dor Spannwelle (6) eine ArretierhUlse (28) aufgeschraubt und feststellbar angeordnet ist, die endseitig Klauen (23a) trügt, welche Ansätze (37) der Ku^pelhülse (Bi übergreifen uud gegen das stirnseitige Ende der Spannwelle (P) drücken»

7_O Ipindelanordnung nach den Ansprüchen I₄ 2, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierhülse (28) an ihrem werkzeugc" ;'ewan<!!:^~ Ende Ilaltckugeln (34) übergreift, d*** in radialen Bohrungen der Spannweite (G) liegen, und die lugeln radial einwärts in eiae Kugolrille (35) ur /Inlagebüchse <33) drückt.

8„ Spindelanordnuu;; nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet« dass die Arretierhulae (28) an ihrem hinteren Ende eine Eindrehung (32) aufweist, die tiefer als die Kugelrille (35) der Anlagebüchse (33) ist.

9. Spindelanordnung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 bis 8, dadurch

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gekennzeichnet, dass die Arretierhülse (28) zwischen den KIa'en (28a) je einen Durchbruch (29, 29a) aufweist, der grosser als die Ansätze (37) der KuppelhOlae (8) ist.

10. Spindelanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dans die Schnellaufspindel (89) an ihrem der Werkzeugaufnahme (40) abgewandten Ende eine nentrale Bohrung (43) aufweist, in der das Spanngewinde (7b) der Spann schraube (7) freigängig Raum findet.

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