SE512321C2 - Anordning vid verktygsspindel - Google Patents

Anordning vid verktygsspindel

Info

Publication number
SE512321C2
SE512321C2 SE9901054A SE9901054A SE512321C2 SE 512321 C2 SE512321 C2 SE 512321C2 SE 9901054 A SE9901054 A SE 9901054A SE 9901054 A SE9901054 A SE 9901054A SE 512321 C2 SE512321 C2 SE 512321C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
tool
spindle
drawbar
piston
bore
Prior art date
Application number
SE9901054A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9901054L (sv
SE9901054D0 (sv
Inventor
Bjoern Lind
Original Assignee
Lind Finance & Dev Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lind Finance & Dev Ab filed Critical Lind Finance & Dev Ab
Priority to SE9901054A priority Critical patent/SE9901054L/sv
Publication of SE9901054D0 publication Critical patent/SE9901054D0/sv
Priority to JP2000609216A priority patent/JP4336459B2/ja
Priority to PCT/SE2000/000099 priority patent/WO2000059668A1/en
Priority to US09/937,158 priority patent/US6413026B1/en
Priority to AT00902257T priority patent/ATE275451T1/de
Priority to EP00902257A priority patent/EP1163069B1/en
Priority to CA002367273A priority patent/CA2367273C/en
Priority to AU23384/00A priority patent/AU2338400A/en
Priority to DE60013568T priority patent/DE60013568T2/de
Publication of SE512321C2 publication Critical patent/SE512321C2/sv
Publication of SE9901054L publication Critical patent/SE9901054L/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/12Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
    • B23Q11/126Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
    • B23Q11/127Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only for cooling motors or spindles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/26Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
    • B23B31/261Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B23Q1/0018Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means
    • B23Q1/0027Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means between moving parts between which an uninterrupted energy-transfer connection is maintained
    • B23Q1/0036Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means between moving parts between which an uninterrupted energy-transfer connection is maintained one of those parts being a tool
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/003Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2250/00Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
    • B23B2250/12Cooling and lubrication
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/44Cutting by use of rotating axially moving tool with means to apply transient, fluent medium to work or product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/303976Milling with means to control temperature or lubricate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/309352Cutter spindle or spindle support
    • Y10T409/309408Cutter spindle or spindle support with cutter holder
    • Y10T409/309464Cutter spindle or spindle support with cutter holder and draw bar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

mïtíiï ill t . 10 15 20 25 30 - 512 521 2 stationära delen 4 inpressas en gas, exempelvis luft (spärrluft), genom i ett radialplan för- delade tillopp 7 i enheten 4, vilket ger till följd att även denna gas (luft) letar sig fram i spalten mot området med lägre tryck och därmed mot läckaget av vätska och mot utloppet 8, varvid gasen och vätskan, som når området vid utloppet 8, lämnar genom detta den sta- tionära enheten 4 via ett kanalsystem (ej visat). Det skall i detta sammanhang poängteras, att tilloppet 7, liksom de i den här beskrivna verktygsspindeln ingående övriga tilloppen, vart och ett är avgränsat axiellt pá varje sida medelst spalttätningar.
En sådan spalttäming medför: 1. En tätningsfunktion som fungerar vid höga varvtal utan förslitning av ingående delar. 2. En dynamisk lagring av dragstången 3 åstadkommande en radiellt stabiliserande kraft. 3. En borttransport av friktionsvärme, som bildas i den dynamiska lagringen. 4. Att förhindra att vätska av olika typ blandas med varandra. 5. Att läckageflödet från tätningen tas omhand och återleds till resp. pumpenhet.
Sensor fór dragstångens axiella position Som tidigare antytts fastspänns ett verktyg vid en spindel med hjälp av en dragstâng 3, vilken indragen i spindeln läser fast verktyget vid denna. För att lösgöra verktyget trycks dragstången 3 ut en viss sträcka, varvid verktyget kan lösgöras. Stora skador och olyckor kan ske om verktyget skulle lossna från spindelaxeln under dennas rotation. Det är därför ytterst viktigt att verktyget på riktigt sätt verkligen är fastspänt vid spindelaxeln, vilket hit- tills varit svårt att konstatera.
Vid föreliggande utformning, såsom denna visas i Fig. 2, är det möjligt att avgöra det axiella läget hos dragstången 3 och därmed även fastställa, om verktyget är korrekt fastspänt eller ej vid spindelaxeln 1. För detta ändamål är enheten 4 försedd med en spole 9, in i vars öppning dragstångens 3 i enheten 4 befintliga ände 10 sträcker sig. Den i förhål- lande till dragstångens 3 axiella rörelse stationära spolen 9 kommer att i beroende på dragstàngens axiella läge i spolen 9 alstra olika strömflöden. Detta beroende på dragstång- ens axiella läge i spolen 9 Sammanhörande och för läget specifika srömflöde gör det möjligt att med tillräcklig precision bestämma dragstângens axiella position och därmed sätta upp gränser för när verktyg får bytas respektive när ett verktyg är korrekt fastspänt i spindelax- eln och verktyget kan nyttjas. För att minska störkänsligheten på grund av inverkan från \\FSERVER\USERS\YA\DOK\word-dok\up\l lO002900se.doc 10 15 20 25 30 ~ 512 321 3 omgivningen leds de informationsbärande signalerna för dragstângens 3 position i optiska fibrer till en enhet utanför spindeln, exempelvis en dator eller annan styrutrustning, exem- pelvis i det fall själva datorenheten är förlagd i spindelaxeln, för omvandling till tillgänglig information med hjälp av i sig känd teknik. Det skall i detta sammanhang underförstås att spolen 9 i princip kan omge dragstângen 3 var som helst, förutsatt att dragstângen på detta ställe har en signifikant materialförändring. Det är naturligtvis möjligt att använda mer än en spole 9.
Hydraulisk fastspänning och lösgöríng av verktyget vid spindeln Fig. 1 visar verktygsspindeln varav framgår, att dragstângen 3 enligt uppfinningen är försedd med en vid denna integrerad kolv 11. Dragstângen 3 uppvisar vidare utöver den centrala borrningen 6 även ett antal axiella, runt centrum fördelade bormíngar 12a, b, c.
Kolven 11 är förskjutbar i en cylinderkammare 13 upptagen i spindelaxeln 1. I det i Fig. 3 visade läget är dragstângen 3 indragen i spindelaxeln 1, därmed fastspärmande verktyget (ej visat). I detta läge, för att lösgöra verktyget, tillföres hydraulfluid under tryck genom ett tillopp 16 hos enheten 4 och leds in i minst en första borrning 12a hos dragstângen 3, vilken mynnar i anslutning till tilloppet 16. Gasen under tryck, tillförd genom tilloppet 7, som tidi- gare berörts, söker sig genom en spalttätning även ät vänster (sett i Figurerna) och ut genom ett utlopp 8'. Medelst detta utlopp 8' och spalttätningen till vänster om detta, avgränsas det via tilloppet 16 trycksatta området, genom att fluid tillsammans med gasen (spärrluften) lämnar enheten 4 via utloppet 8'. Hydraulfluidet leds via borrningen l2a in i cylinderkam- maren 13 på kolvens 11 högra sida (enligt Fig. 1) och pressar kolven åt vänster. Dragstáng- en 3 kommer därmed att förskjutas åt vänster, möjliggörande verktygets lösgörande.
Minst en andra borrning l2b, vilken ej är desamma som tidigare nämnts i anslut- ning till tilloppet 16 och vilken är tillslutna i den tilloppet 16 närbelägna änden (Fig. 2), är försedd med i ett eller flera radialplan perifert fördelade öppningar 14' och befinner sig all- tid i kommunikation med ett i ett radiellt plan uppdelat tillopp 14 hos enheten 4, axiellt åt- skilt från tilloppet 16 medelst en spalttätning 14". Hydraulfluid under tryck tillföres tilloppet 14 (varvid naturligtvis tilloppet 16 ej är trycksatt) och leds via den andra borrningen l2b in i cylinderkammaren 13 på kolvens ll vänstra sida (enligt Fig. 2) och pressar därmed kolven ll åt höger, därmed förskjutande dragstângen åt höger för fastspänning av verktyget.
Dragstângen 3 hålls i detta läge genom att det trycksatta hydraulfluidet hela tiden kontinuer- ligt verkar på kolvens vänstra sida.Liksom tidigare nämnts i samband med kylvätskan kom- “FSERVER\USERS\YA\DOK\v/ord -dok\up\l 10002 9005: . doc 10 15 20 25 30 " 512 521 4 mer även hydraulfluid att läcka i spalttätningama mellan enheten 4 och dragstången 3 både åt höger och åt vänster i figuren sett. Det genom tilloppet 14 tillförda tryckfluidet avgränsas åt vänster (Fig. 2) av en spalttätning samt ett utlopp 18 eller en kanal med atmosfárstryck och åt höger av spalttätningen samt tilloppet 16, vilket som nämnts nu ej är trycksatt.
Tryckluft (spärrluft) tillföres även genom ett i ett radiellt plan uppdelat tillopp 17 hos enhe- ten 4, vilket även hindrar läckage av hydraulfluid ytterligare åt vänster (i ñguren) och som tillsammans med det läckande hydraulfluidet lämnar enheten 4 via kanalen 18. För att mins- ka eller förhindra läckage av tryckluften från inloppet 17 in i själva spindeln är ett utlopp 19 med lägre tryck (atmosfårstryck) anordnat till vänster om tilloppet 17.
Borrningen 12a är öppen vid tilloppet 16 och mynnar till höger om kolven ll, me- dan den andra borrningen 12b är försedd med öppningarna 14' och tillsluten vid den vid tilloppet 16 belägna änden och mynnar i cylinderkamrnaren 13 på kolvens 11 vänstra sida.
I det fall vätskelager 24 kommer till användning, se Fig. 5, och spindelaxeln har den däri visade utformningen, inleds hydraulfluid under tryck genom tilloppet 16 och borr- ningen 12a, för att lösgöra verktyget. För att fastspänna verktyget trycksätts borrningen 12b via tilloppet 14 förskjutande kolven ll åt höger i ñguren. Därmed pressas till höger om kolven och i borrningen 12a sig befinnande hydraulfluid ut genom det nu tryckavlastade tilloppet 16. Vid lösgöring av verktyget sker det omvända och hydraulfluid pressas ut ge- nom det nu tryckavlastade tilloppet 14.
Kylning av spindelaxeln i anslutning till rotorn Verktyget (ej visat) fastpänns, som närnnts, genom dragstångens 3 förskjutning in i verktygsspindeln, vilket sker genom att hydraulfluidum under tryck tillföres via tilloppet 14 hos enheten 4, genom den andra kanalen 12b till cylinderkarnmaren 13 på kolvens mot verktyget vända sida, såsom visas i Fig. 2. Spindelaxeln 1 enligt uppfinningen är, som vi- sas, försedd med ett antal axiella perifert fördelade kanaler 20a, b, exempelvis tolv stycken (se Fig. 6), vilka mynnar i cylinderkammaren 13. Sex kanaler 20b av dessa tolv kanaler uppvisar i anslutning till cylinderkamrnaren 13 strypningar 21, för upprätthållande av tryck- et i cylinderkammaren och för kontroll av önskad flödesmängd in i kanalema 20b och är vid sina strypningarna motsatta ändar förbundna med de sex övriga kanalerna 20a, vilka vid cylinderkammaren 13 är igenpluggade 2l'. Dessa senare sex kanaler 20a öppnar istället till den första under detta tillstånd inaktiva borrningen 12a hos dragstången 3 för bortledande av hydraulfluidet via det vid verktygets fastspänning inaktiva tilloppet 16. Så länge som verk- “FSERVERWSERSWA\DOK\word-dok\up\ l l0002900se.doc 10 15 20 25 30 - 512 321 5 tyget är fastspänt och dänned tryckfluid verkar mot kolvens 11 vänstra sida kommer en del av fluidet att via strypningarna 21 strömma genom kanalema 20b i spindelaxeln 1 och vida- re tillbaka genom kanalerna 20a, den första bormingen 12a och ut via det inaktiva tilloppet 16 därmed kylande spindelaxeln och den utanför spindeln 1 belägna rotorn 22, vilken ingår i elmotorn för spindelns drivning. Vid lösgöring av verktyget och dragstângens 3 förflyttning åt vänster i figuren kommer hydraulfluidet att vända strörrmingsriktning och likaså kyla spindeln 1.
Spolluft för renblåsning av verktyg Det i Fig. 3 visade i ett radiellt plan uppdelade trycklufttilloppet 17 hos enheten 4 med under användning ständigt påslagen tryckluft står i förbindelse med minst en tredje borrning 12c hos dragstángen 3, vilken är igenpluggad vid sin i Figuren högra ände. Vid dragstångens 3 förskjutning åt vänster för lösgöring av verktyget kommer tryckluften, här benänmd spolluften, att automatiskt via en eller flera tredje kanaler i spindelaxeln 1 ledas ut, antydda vid 23, mot spindelns verktygsände för att renblåsa på gängse sätt en verktygskonas anliggningsytor. Vid fastspänning av ett verktyg genom dragstângens 3 âterdragande kom- mer tryckluftflödet att automatiskt brytas genom att verktyget med kona och fläns tillsluter kanalerna 23.
Kylning av spindelaxel och därmed rotor vid vätskelagrad verktygsspindel Fig. 5 visar uppfinningen tillämpad vid en verktygsspindel 1 uppburen av vätskela- ger schematiskt visade och antydda med 24. I princip kan denna utföringsform sägas över- ensstämma med den tidigare beskrivna i samband med kullager med den skillnaden, att ka- nalerna 20b ej mynnar i cylinderkamrnaren 13 utan är exempelvis igenpluggade vid denna.
Via enheten 4 inleds kylvatten genom ett i ett radiellt plan fördelat tillopp 25 och in i borr- ningar 12d hos dragstången 3, vilka är igenpluggade i sina i figuren högra ändar, och leds via dessa borrningar 12d in i kylkanaler 26, jämt fördelade omkring spindelaxelns 1 cent- rumaxel. Kylkanalernas utloppsändar försedda med strypningar 27 för erhållande av öns- kad flödesmängd i kanalerna och vid kanalernas 26 dränering av kylvattnet från spindelax- eln. I detta fall med användande av vätskelager är spindelaxeln omgiven av en atmosfär un- der tryck, t.ex. kontinuerligt tillförd tryckluft, innesluten i ett hus 33 dvs. luft under tryck införes dänned kontinuerligt i spalttätningen 29' mellan dragstången 3 och enheten 4, vilket innebär, att i spalten läckande kylvatten hindras att tränga ut i nämnda spalt utan uppsamlas istället i ett utlopp 28 för vidaretransport ur enheten 4.
\\FSERVER\USERS\YA\DOK\word-dok\up\l l0002900sc.doc 10 15 20 25 30 ' 512 521 6 Likaså tillföres luft under tryck till en spalttätning 29 på grund av det trycksatta utrymmet 33 runt spindelaxeln, för att hindra vätska, som lämnat det vänstra lagret 24 eller kylmedium som passerat strypningarna 27 i spindelaxeln, att tränga in via denna spalt.
Vätskan uppsamlas i utrymmet 30 för att tillsammans med spärrluften via ett flertal kanaler 31, som även kyler statorn i spindeln, ledas ut från spindelenheten. Vätskeläckage från det högra vätskelagret uppsamlas i kanaler pá vardera sidan av lagret och dräneras, på grund av trycket i huset 33, via ledningar (ej visat) till utsidan av huset, t.ex. genom anslutning till kanalerna 31.
Försörjningssystem Ett problem med en spindel enligt vad som här beskrivits och som använder fluidum (vätska, gas) som väsentliga medel för sin funktion är att uppnå stor driftssäkerhet med säkerställande av att fluidum med önskad volym och önskat tryck uppfyller avsedd funktion.
Vid störningar i övervaknings- och styrsystemet eller felfunktion av fluidförsörj- ningen till spindeln är det nödvändigt att spindelaxeln kan stoppas inrman stömingen eller felfurtlctionen förorsakar skador eller utgör en risk vid spindelns drift.
Säker funktion hos den beskrivna spindeln kan åstadkommas, genom att försörj~ ningen av fluid för respektive funktion sker genom av varandra oberoende försörjningska- naler, särskilt genom de mest känsliga partierna, exempelvis där flexibel förbindning er- fordras.
Med hjälp av tryckvakter och flödesvakter är det möjligt att kontinuerligt övervaka de olika funktionerna, dvs. tryck och flöden i respektive kanal, att värdena ligger inom öns- kade gränser. Det är därmed möjligt att när spindeln ej roterar och indikationen på att öns- kade värden ej ligger inom sina gränser eller att indikation på att övervakningsenhetema ej fungerar, kan verktygsspindeln ej startas. Om signaler avges att berörda värden ej ligger inom sina gränser under spindelns rotation eller att övervakningsenheterna ej fungerar stängs spindeln av. Det är i detta fall viktigt att ett nödsystem finns vid handen möjliggöran- de att spindeln får avstanna av sig själv innan fluidförsörjningen upphör.
Vid störningar i systemet är det mycket viktigt att spindeln kan stoppas och att det därvid skall vara möjligt att avlägsna fluid från ställen där fluid kan sprida sig okontrollerat och orsaka skador i och med att den aktiva kontrollen av var fluidet befinner sig upphör.
\\FSERVER\USERS\YA\DOK\word -dok\up\ l 100029005: .doc 10 15 20 25 30 - 512 321 7 Fig. 8 visar schematiskt försötjningsenheten enligt uppfinningen, betecknad med F, för att funktionellt försörja verktygsspindeln, som enligt vad som tidigare beskrivits inne- fattar spindelaxeln 1 och dess rullningslager 2 respektive vätskelager 24 samt ingående spalttätningar.
Till höger i Fig. 8 visas schematiskt mottagar- och bearbetningssystemet 9F för strömflöden eller optiska signaler från spolen 9 hos verktygsspindeln, med vars hjälp dragstångens 3 axiella position kan bestämmas.
För kylning av verktyget tillföres kylfluid med ett tryck av 10-140 bar till verktyg- skylsystemet SF, vilket består av i strömningsriktningen sett en avstängningsventil 501, en backventil 502 samt en tryckvakt 503, vilken avkänner att nämnda tryck ligger inom på för- hand bestämda gränser. Till verktygsspindeln tillfört kylfluid som passerat spalttätningen avleds och anges symboliskt med pilen 504.
Skyddsluft eller spärrluft med ett tryck av minimum av 6 bar tillföres tilloppet 7 via en avstängningsventil 701 i spärrluftkretsen 7F samt en tryckvakt 702, en backventil 703, en ackumulator 704 samt en regulator 705, vilken senare reglerar det utgående trycket till öns- kat tryck. Ledningen från regulatorn 705 ansluter till åtminstone tvâ varandra oberoende försörjningskarialer 706, vardera uppvisande en tryckvakt och ansluten till tilloppet 7 hos verktygsspindeln. Tryckvakten 702 övervakar att rätt tryck råder i kretsen 7F. I ackumula- torn 704 finns en viss mängd luft ackumulerad med ett tryck av 6-7 bar. Vid bortfall av spärrluften avkänns tryckfallet av tryckvakten 702 och inkopplas automatiskt ackumulatorn 704 i kretsen 7F, samtidigt som signal avges att energitillförseln för verktygsspindelns drift bryts. Ackumulatom töms successivt och har en kapacitet vilken möjliggör avlägsnandet av fluid från ej önskade platser hela tiden fram tills och efter det att spindeln stannat.
För kylning av spindeln - rotorn 22 - tillföres kylvätska via kretsen 16F med ett tryck av exempelvis 6 bar. Denna krets innehåller i strömníngsriktningen en flödesvakt 161, vilken avkänner att tillräcklig flödesmängd föreligger i kretsen, en tryckvakt 162 enligt tidi- gare, en backventil 163, en ackumulator 164, en regulator 165 samt en backventil 166, in- nan denna krets ansluter till eller matar på varandra oberoende försörjningskanaler 167, vardera uppvisande en tryckvakt och ansluten till tilloppen 14, 16 hos verktygsspindeln.
Ackumulatorn 164 innehåller en viss mängd fluid och med ett tryck av 6-7 bar. Denna ac- kumulator 164 verkar på i princip samma sätt som ackumulatorn 704 i kretsen 7F och om- besörjer sålunda, att spindeln - rotom 22 - förses med kylvätska så länge som spindeln ro- \\FSERVER\USERS\YA\DOK\Word-dok\up\l l0O02900se.doc 10 15 20 25 30 - 51.2 321 8 terar. Regulatorn 165 reglerar det utgående trycket till önskat tryck, exempelvis 6 bar. Kyl- vätskan lärnnar spindeln via kanalen 31 (se även Fig. 5).
Längst till vänster i Fig. 8 visas matníngssystemet 24F för vätsketillförsel till vätskelagren 24 hos verktygsspindeln. Vätskan tillföres systemet med ett tryck av exempel- vis 100 bar och genomströmmar en tryckvakt 241, en backventil 242, en ackumulator 243, lämpligen en flödesvakt 244, en backventil 245 för att sedan inledas till spindeln via åt- minstone tvâ varandra oberoende fórsörjningskanaler 246 innehållande respektive en tryck- vakt 247. De olika komponenterna har en funktion som i princip svarar mot vad som tidiga- re beskrivits i anslutning till systemen 7F och l6F. Flödesvakten 244 har till uppgift att re- gistrera att rätt mängd vätska - flöde - passerar.
För reglering av hydraulsystemet, trycksättande kolvens 11 olika sidor för fast- spänning respektivelösgöring av verktyget, är anordnad hydraulkretsen 14F. Efter acku- mulatom 243 i kretsen 24F och före dess flödesvakt 244 är anordnad en grenledning, i vil- ken är inkopplad en regulator 141 saint en backventil 142, varefter grenledningen ansluter till en flervägsventil, en s.k. fyr-tvåventil eller kryss-parallellventil 143. Regulatorn är in- ställd på ett tryck av tex. 60 bar. Via ventilen 143 leds trycksatt hydraulvätska ut genom åtminstone två varandra oberoende försörjningskanaler 144, utrustade med tryckvakter, och in via verktygsspindelns tillopp 14 för förskjutning av kolven 11 åt höger (se Fig.) och fast- spänning av verktyget. Under detta förlopp är den från ventilen 143 till spindelns tillopp 16 anslutna ledningen 145 tryckavlastad för avledning av hydraulfluidet. För lösgörande av verktyget omställs ventilen 143 på så sätt, att förbindelsen 144 tryckavlastas och ledningen 145 trycksätts. För att avkänna att ledningen 145 har önskat tryck, är en tryckvakt 146 an- ordnad i ledningen. Retur av berörda fluid avleds via ledningen 147.
Från systemet 7F och efter dess regulator 705 sträcker sig via en backventil 708 en del av en grenledning 707 anslutande till systemet SF mellan dettas backventil 502 och tryckvakt 503. En annan del av grenledningen 707 ansluter via en backventil 708a till sys- temet 24F uppströms dettas försörjningskanaler 247. Grenledningen 707 ansluter vidare via en backventil 709 till systemets l4F ventil 143 liksom via en backventil 710 till systemet l6F nedströms dess backventil 166.
Om exempelvis en felfunktion uppträder i systemet SF och trycket i detta sjunker under i exemplet 4 bar, vilket är trycket som råder i grenledningen 707 och spindelaxeln stannar, kommer luft från systemet 7F att med initialt 4 bars tryck strömma in i spindelax- “FSERVER\USERS\YA\DOK\word-dok\up\1 l0002900se .doc 10 15 20 25 ' 512 521 '~_¿i_ 9 elns borrning 6 för avlägsnande av kylfluidet ur berörda delar av spindelaxeln och för bi- dragande i viss mån till verktygets kylning. Backventilen 708 hindrar naturligtvis att kyl- vätskan i systemet SF intränger i grenledningen 707.
Pâ motsvarande sätt, sjunker trycket i systemet 16F under 4 bar eller annat fel upp- står och spindeln stannar, kommer luften från systemet 7F att öppna backventilen 710 och tränga undan det berörda i spindeln befintliga fluidet och i viss man bidra till kylning av spindeln - rotorn.
Motsvarande gäller för att vid otillâtet tryckfall eller annan felfunktion mata sys- ternet 14F via backventilen 709 och ventilen 143 och eller mata systemet 24F, vid felfiink- tion, via backventilen 708a med tryckluft från systemet 7F, for avlägsnande av otillbörligt fluid.
Nämnda tryck- och flödesvakter signalerar när berörda värden ligger utanför av- sedda gränser och bryter energitilliörseln till spindelaxeln.
Alternativ utformning Den här beskrivna uppfinningen är ej begränsad till exakt den redovisade utform- ningen, utan naturligtvis kan verktygsspindeln ges annan uppbyggnad. Exempelvis kan spindelaxeln 1 sträcka sig in i och upptas av den stationära delen 4, varvid spalttätningarna kommer att befinna sig mellan denna och spindelaxeln 1. I detta fall är det möjligt att för- lägga de axiella borrningarria 12a, 12b för hydraulfluidet i spindelaxeln 1 istället för i dragstången 3.
De i anslutning till det beskrivna försörjningssystemet angivna trycken är lämpliga men dock angivna endast såsom exempel och kan naturligtvis variera beroende på olika pa- rametrar. Vid rullningslager utgår delarna 244-247 och i stället kan systemet kompletteras med smörjmedelsövervakning för rullningslagren.
Likaså skall understiykas, att de schematiskt antydda rullnings- och vätskelagren 2 resp. 24 uppvisar på känt sätt även axiallagerfunktion, vilken för att ej i onödan göra be- skrivningen och ritningen mera komplicerad än nödvändigt är utlämnade.
\\FSERVER\USERS\YA\DOK\word-dok\up\l 100029005: .doc

Claims (5)

10 15 20 25 30 ' (512 3212 10 Patentkrav
1. Verktygsspindel med en axiellt i spindelaxeln (1) rörlig dragstàng (3) för fast- spänning av ett verktyg vid spindelaxeln, k ä n n e t e c k n a d av att dragstângen (3) med sin verktyget motsatta ände (10) sträcker sig in i en i förhållande till dennas rotation stationär och dragstångsänden upptagande enhet (4), att dragstângen (3) är försedd med en kolv (ll) upptagen i en i spindelaxeln (1) anordnad cylinderkammare (13) och uppvisar minst en första (12b) och andra (12a) axiell borrning, av vilka den första borrningen (12b) mynnar i cylinderkammaren (13) på ena sidan av kolven (11) och den andra borrningen (12a) mynnar i cylinderkamrnaren (13) på andra sidan av kolven (11) och att den första borrningen (12b) via enheten (4) är trycksatt med fluid för att förflytta kolven (11) och där- med dragstängen (3) _i ena riktningen för verktygets fastspänning vid verktygsspindeln och den andra borrningen (12a) via enheten (4) är trycksatt med fluid för att förflytta kolven (1 1) och därmed dragstången (3) i andra riktningen för verktygets lösgöring och att spinde- laxeln (1), för dennas och en därpå fastsatt rotors (22) hos en elektrisk motor kylning, är försedd med minst en huvudsakligen axiell första och andra kanal (20a, 20b), varvid den första kanalen (20b) via en strypning (21) mynnar i cylinderkarnmaren (13) på den sida av kolven (11), som trycksätts för förflyttning av dragstángen (3) i .riktning för verktygets fast- spänning, och den andra kanalen (20a) mynnar i dragstångens (3) andra borrning (12a) för fluidets återledning via enheten (4) till en fluidkälla.
2. Verktygsspindel med en axiellt i spindelaxeln (1) rörlig dragstång (3) för fast- spänning av ett verktyg vid spindelaxeln, k ä n n e t e c k n a d av att dragstángen (3) med sin verktyget motsatta ände (10) sträcker sig in i en i förhållande till dennas rotation stationär och dragstångsänden upptagande enhet (4), att dragstången (3) är försedd med en kolv (11) upptagen i en i spindelaxeln (1) anordnad cylinderkammare (13) och uppvisar minst en första och andra axiell borrning (12a, 12b), av vilka den ena borrningen (12b) mynnar i cylinderkarnmaren (13) på ena sidan av kolven (ll) och den andra borrningen mynnar i cylinderkamrnaren (13) på andra sidan av kolven (1 1) och att den första borrning- en (12b) via enheten (4) är trycksatt med fluid för att förflytta kolven (11) och därmed dragstången (3) i ena riktningen för verktygets fastspänning vid verktygsspindeln och den andra bormingen (12a) via enheten (4) är trycksatt med fluid för att förflytta kolven (11) och därmed dragstången (3) i andra riktningen för verktygets lösgöring, att spindelaxeln (1), för dennas och en därpå fastsatt rotors (22) hos en elektrisk motor kylning, är försedd med \\SPB\VOL3\useß\YA\DOK\v/ord-dok\up\l l(X)029C0se.d0c 10 tfi-IQ 4 - i 512 321 11 en eller flera huvudsakligen axiella kylkanaler (26), kommunicerande med väsentligen minst en i dragstången upptagen axiell borrning (12d), vilken är förbunden med ett tillopp (25) hos enheten (4) för kylmedel och vilka kylkanaler (26) för kylmedlets avledande mynnar utanför spindelaxeln.
3. Verktygsspindel enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att spindelaxeln (1) med den elektriska motorn (22, 32) är omgiven av en atmosfär under tryck innesluten av ett stationärt hus (33) uppvisande spalttämingar mot verktygsspindelns roterande delar (1, 3) på vardera sidan av den elektriska motorn för förhindrande av inträngande av kylmedel till motom (22, 32).
4. Verktygsspindel enligt laav 1, k ä n n e t e c k n a d lagrad i rullningslager (2).
5. Verktygsspindel enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att verktygsspindeln är av att verktygsspin- deln är lagrad i vätskelager (24). \\SPB\VOL3\users\YA\DOK\word-dok\up\1 lO002900se.doc
SE9901054A 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel SE9901054L (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901054A SE9901054L (sv) 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel
DE60013568T DE60013568T2 (de) 1999-03-23 2000-01-19 Vorrichtung für eine werkzeugspindel
AT00902257T ATE275451T1 (de) 1999-03-23 2000-01-19 Vorrichtung für eine werkzeugspindel
PCT/SE2000/000099 WO2000059668A1 (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device for a tool spindle
US09/937,158 US6413026B1 (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device for a tool spindle
JP2000609216A JP4336459B2 (ja) 1999-03-23 2000-01-19 ツール・スピンドルのデバイス
EP00902257A EP1163069B1 (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device for a tool spindle
CA002367273A CA2367273C (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device for a tool spindle
AU23384/00A AU2338400A (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device for a tool spindle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901054A SE9901054L (sv) 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9901054D0 SE9901054D0 (sv) 1999-03-23
SE512321C2 true SE512321C2 (sv) 2000-02-28
SE9901054L SE9901054L (sv) 2000-02-28

Family

ID=20414967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9901054A SE9901054L (sv) 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6413026B1 (sv)
EP (1) EP1163069B1 (sv)
JP (1) JP4336459B2 (sv)
AT (1) ATE275451T1 (sv)
AU (1) AU2338400A (sv)
CA (1) CA2367273C (sv)
DE (1) DE60013568T2 (sv)
SE (1) SE9901054L (sv)
WO (1) WO2000059668A1 (sv)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0100183L (sv) * 2001-01-23 2001-11-19 Lind Finance & Dev Ab Förfarande för evakuering av vätska från spindellager
JP5139562B2 (ja) * 2011-06-24 2013-02-06 ファナック株式会社 回転軸にスリーブを高精度に取り付け可能な電動機
US9333611B2 (en) 2013-09-13 2016-05-10 Colibri Spindles, Ltd. Fluid powered spindle
US10207379B2 (en) 2016-01-21 2019-02-19 Colibri Spindles Ltd. Live tool collar having wireless sensor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3698725A (en) * 1971-01-13 1972-10-17 Giddings & Lewis Hydrostatic seal for rotary machine tool spindles
DE3617103C1 (de) * 1986-05-21 1987-08-27 Fortuna Werke Maschf Ag Mit einer Werkzeugspanneinrichtung versehene Spindel einer Werkzeugmaschine
DE3734589C1 (en) * 1987-10-13 1988-08-11 Berg & Co Gmbh Rotating hydraulic hollow clamping cylinder
JPH01140903A (ja) * 1987-11-24 1989-06-02 Okuma Mach Works Ltd 工具等の引上げ装置
JPH02311206A (ja) * 1989-05-26 1990-12-26 Brother Ind Ltd スピンドル装置
US5307714A (en) * 1989-09-09 1994-05-03 Komet Praezisionswerkzenge Robert Breuning Gmbh Device for holding and operating a facing head
DE9005398U1 (de) * 1990-05-10 1991-09-12 Universal-Kugellager-Fabrik GmbH, 1000 Berlin Werkzeugmaschinenspindellagerung
DE4311431C2 (de) * 1993-04-07 1995-07-13 Index Werke Kg Hahn & Tessky Motorspindel für eine Werkzeugmaschine
JP3261602B2 (ja) * 1994-07-20 2002-03-04 光洋精工株式会社 磁気軸受スピンドル装置
DE19539135C1 (de) * 1995-10-20 1997-03-27 Berg & Co Gmbh Spannantrieb, insbesondere für rotierend angetriebene Spannmittel von Werkzeugmaschinen
JP4280383B2 (ja) * 1999-12-28 2009-06-17 西部電機株式会社 モータ内蔵主軸台における主軸冷却構造

Also Published As

Publication number Publication date
EP1163069A1 (en) 2001-12-19
JP4336459B2 (ja) 2009-09-30
DE60013568T2 (de) 2005-10-06
EP1163069B1 (en) 2004-09-08
US6413026B1 (en) 2002-07-02
ATE275451T1 (de) 2004-09-15
DE60013568D1 (de) 2004-10-14
JP2002540963A (ja) 2002-12-03
AU2338400A (en) 2000-10-23
WO2000059668A1 (en) 2000-10-12
SE9901054L (sv) 2000-02-28
CA2367273A1 (en) 2000-10-12
SE9901054D0 (sv) 1999-03-23
CA2367273C (en) 2006-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE512312C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE519206C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel försedd med en rotor varvid anordningen innefattar medel för kylning av rotorn
SE512311C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE512321C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE512322C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE519283C2 (sv) Anordning hos verktygsspindel med en i spindelaxeln roterande och axiellt rörlig dragstång
SE512323C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE519282C2 (sv) Anordning hos verktygsspindel med en roterande och axiellt i spindelaxeln rörlig dragstång för fastspänning av verktyg
CS218512B1 (cs) Blokovací zařízení
KR200142240Y1 (ko) 공작기계용 공구 보호용 유압장치

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed