SE512322C2 - Anordning vid verktygsspindel - Google Patents

Anordning vid verktygsspindel

Info

Publication number
SE512322C2
SE512322C2 SE9901055A SE9901055A SE512322C2 SE 512322 C2 SE512322 C2 SE 512322C2 SE 9901055 A SE9901055 A SE 9901055A SE 9901055 A SE9901055 A SE 9901055A SE 512322 C2 SE512322 C2 SE 512322C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
spindle
tool
supply
supply system
drawbar
Prior art date
Application number
SE9901055A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9901055D0 (sv
SE9901055L (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 SE9901055A priority Critical patent/SE9901055L/sv
Publication of SE9901055D0 publication Critical patent/SE9901055D0/sv
Priority to AT00902256T priority patent/ATE275450T1/de
Priority to US09/937,071 priority patent/US6413025B1/en
Priority to CA002367095A priority patent/CA2367095C/en
Priority to PCT/SE2000/000098 priority patent/WO2000059667A1/en
Priority to DE60013567T priority patent/DE60013567T2/de
Priority to AU23383/00A priority patent/AU2338300A/en
Priority to JP2000609215A priority patent/JP4459454B2/ja
Priority to EP00902256A priority patent/EP1163068B1/en
Publication of SE512322C2 publication Critical patent/SE512322C2/sv
Publication of SE9901055L publication Critical patent/SE9901055L/sv

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1015Arrangements for cooling or lubricating tools or work by supplying a cutting liquid through the spindle
    • 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
    • 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
    • Y10T409/30392Milling with means to protect operative or machine [e.g., guard, safety device, etc.]
    • 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
    • Y10T409/303976Milling with means to control temperature or lubricate
    • Y10T409/304032Cutter or work
    • 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

15 20 25 30 ' 512 322 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 omrâdet med lägre tryck och därmed mot läckaget av vätska och mot utloppet 8, varvid gasen och vätskan, som när omrâdet 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 på varje sida medelst spalttätningar.
En sådan spalttätning medför: l. En tätningsfiirtktion 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 áterleds till resp. pumpenhet.
Sensor fór dragstångens axiella position Som tidigare antytts fastspänns ett verktyg vid en spindel med hjälp av en dragstång 3, vilken indragen i spindeln låser fast verktyget vid denna. För att lösgöra verktyget trycks dragstângen 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.
Såsom 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 förhållande till dragstångens 3 axiella rörel- se stationära spolen 9 kommer att i beroende på dragstångens axiella läge i spolen 9 alstra olika strömflöden. Detta beroende på dragstångens axiella läge i spolen 9 Sammanhörande och för läget specifika srömflöde gör det möjligt att med tillräcklig precision bestämma dragstångens axiella position och därmed sätta upp gränser för när verktyg får bytas respek- tive när ett verktyg är korrekt fastspänt i spindelaxeln och verktyget kan nyttjas. För att minska störkänsligheten på grund av inverkan från omgivningen leds de inforrnationsbäran- \\FSERVER\USERS\YA\DOK\word -dok\up\ I lO0Û3{X)0se .doc 10 15 20 25 30 - 512 322 3 de signalerna för dragstångens 3 position i optiska fibrer till en enhet utanför spindeln, ex- empelvis en dator eller arman styrutrustning, exempelvis 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 dragstángen 3 var som helst, förutsatt att dragstàngen på detta ställe har en signifikant mate- rialförändring. Det är naturligtvis möjligt att använda mer än en spole 9.
Hydraulisk fastspärming och lösgöring av verktyget vid spindeln Fig. 1 visar verktygsspindeln varav framgår, att dragstàngen 3 är försedd med en vid denna integrerad kolv 11. Dragstången 3 uppvisar vidare utöver den centrala borrningen 6 även ett antal axiella, runt centrum fördelade borrningar 12a, b, c. Kolven 11 är förskjut- bar i en cylinderkarnmare 13 upptagen i spindelaxeln 1. I det i Fig. 3 visade läget är dragstângen 3 indragen i spindelaxeln l, därmed fastspännande 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 l2a hos dragstängen 3, vilken mynnar i an- slutning till tilloppet 16. Gasen under tryck, tillförd genom tilloppet 7, som tidigare berörts, söker sig genom en spalttätning även åt 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 12a in i cylinderkammaren 13 på kol- vens 11 högra sida (enligt Fig. 1) och pressar kolven åt vänster. Dragstången 3 kommer därmed att förskjutas åt vänster, möjliggörande verktygets lösgörande.
Minst en andra borrning 12b, 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 trycksatt) och leds via den andra borrningen l2b in i cylinderkamrnaren 13 på kolvens 11 vänstra sida (enligt Fig. 2) och pressar därmed kolven 11 ât höger, därmed förskjutande dragstången åt höger för fastspänning av verktyget.
Dragstången 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- mer även hydraulfluid att läcka i spalttätningarna mellan enheten 4 och dragstången 3 både \\FSERVER\USER.S\YA\DOK\w0rd-dok\up\ I lO0O30(X)se .doc 10 15 20 25 30 ' 512 322 :fn 4 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 atmosfärstryck 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 figuren) 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 (atmosfárstryck) anordnat till vänster om tilloppet 17.
Borrningen 12a är öppen vid tilloppet 16 och mynnar till höger om kolven 11, 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 11 ât höger i figuren. Därmed pressas till höger om kolven och i borrningen 12a sig befmnande 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 nämnts, genom dragstângens 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 cylinderkammaren 13 på kolvens mot verktyget vända sida, såsom visas i Fig. 2. Spindelaxeln 1 är, som visas, 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 trycket i cylinderkammaren och för kontroll av önskad flödesmängd in i kanalerna 20b och är vid sina strypningama motsatta ändar förbundna med de sex övriga kanalerna 20a, vilka vid cylinderkammaren 13 är igenpluggade 21'. Dessa senare sex kanaler 20a öppnar istället till den första under detta tillstånd inaktiva borrningen 12a hos dragstàngen 3 för bortledande av hydraulfiuidet via det vid verktygets fastspännlng inaktiva tilloppet 16. Så länge som verktyget är fastspänt och därmed tryckfluid verkar mot kolvens ll vänstra sida kommer en del av fluidet att via \\FSERVER\USERS\YA\DOK\word-dok\up\l 1000300051: .doc 10 15 20 25 30 _ 512 322 5 strypningarna 21 strömma genom kanalerna 20b i spindelaxeln 1 och vidare tillbaka genom kanalerna 20a, den första borrningen 12a och ut via det inaktiva tilloppet 16 därmed kylande spindelaxeln och den utanför spindeln 1 belägna rotom 22, vilken ingår i elmotorn för spin- delns drivning. Vid lösgöring av verktyget och dragstångens 3 förflyttning åt vänster i figu- ren kommer hydraulfluidet att vända strömningsriktning 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 dragstången 3, vilken är igenpluggad vid sin i Figuren högra ände. Vid dragstångens 3 förskjutning ät vänster för lösgöring av verktyget kommer tryckluften, här benämnd spolluften, att automatiskt via en eller flera tredje kanaler i spindelaxeln 1 ledas ut, antydda vid 23, mot spindelns verktygsände för att renblâsa på gängse sätt en verktygskonas anliggningsytor. Vid fastspänning av ett verktyg genom dragstångens 3 återdragande 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 utföringsforrn sägas över- ensstämrna med den tidigare beskrivna i samband med kullager med den skillnaden, att ka- nalerria 20b ej mynnar i cylinderkarnmaren 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 l2d hos dragstången 3, vilka är igenpluggade i sina i figuren högra ändar, och leds via dessa borrningar l2d in i kylkanaler 26, jämt fördelade omkring spindelaxelns 1 cent- rumaxel. Kylkanalernas utloppsändar är 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 därmed 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.
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 \\FSERVER\USERS\YA\DOK\word-dok\up\l 100030305: .doc 10 15 20 25 30 ' 512 322 6 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 statom i spindeln, ledas ut från spindelenheten. Vätskeläckage från det högra vätskelagret uppsamlas i kanaler pà vardera sidan av lagret och dräneras, pá grund av trycket i huset 33, via ledningar (ej visat) till utsidan av huset, t.ex. genom anslutning till kanalerna 31.
Försörjníngssystem 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 fluidfórsörj- ningen till spindeln är det nödvändigt att spindelaxeln kan stoppas innnan störningen eller felfunktionen förorsakar skador eller utgör en risk vid spindelns drift.
Säker funktion hos den beskrivna spindeln kan enligt uppfinningen åstadkommas, genom att försörjningen av fluid för respektive funktion sker genom av varandra oberoende fórsörjningskanaler, särskilt genom de mest känsliga partierna, exempelvis där flexibel för- bindning erfordras.
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 pâ 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 beñrmer sig upphör.
Fig. 8 visar schematiskt försörjningsenheten enligt uppfinningen, betecknad med F, för att funktionellt försörja verktygsspindeln, som enligt vad som tidigare beskrivits inne- \\FSERVER\USERS\YA\DOK\WOrd-dok\up\ l lO003000se .doc Ill 10 15 20 25 30 - 512 522 7 fattar spindelaxeln 1 och dess rullningslager 2 respektive vätskelager 24 samt ingående spalttämingar.
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 5F, vilket består av i strömningsriktriingen 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 frân regulatorn 705 ansluter till åtminstone två varandra oberoende försörjningskanaler 706, vardera uppvisande en tryckvakt och ansluten till tilloppet 7 hos verktygsspindeln. Tryckvakten 702 övervakar att rätt tryck råder i kretsen 7F. I ackumula- tom 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 strömningsriktningen 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.
Ackumulatom 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 - rotorn 22 - förses med kylvätska så länge som spindeln ro- terar. Regulatom 165 reglerar det utgående trycket till önskat tryck, exempelvis 6 bar. Kyl- vätskan lämnar spindeln via kanalen 31 (se även Fig. 5).
\\FSERVER\USERS\YA\DOK\Word-dok\up\1 l0003000se.doc 10 15 20 25 30 - 512 322 8 Längst till vänster i Fig. 8 visas matningssystemet 24F för vätsketillförsel till vätskelagren 24 hos verktygsspindeln. Vätskan tillfóres systemet med ett tryck av exempel- vis 100 bar och genornströrnmar en tryckvakt 241, en backventil 242, en ackumulator 243, lämpligen en flödesvakt 244, en backventil 245 för att sedan inledas till spindeln via åt- rninstone två varandra oberoende försörjningskanaler 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 16F. 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 respektive lösgöring av verktyget, är anordnad hydraulkretsen l4F. Efter acku- mulatorn 243 i kretsen 24F och före dess flödesvakt 244 är anordnad en grenledning, i vil- ken är inkopplad en regulator 141 samt 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 t.ex. 60 bar. Via ventilen 143 leds trycksatt hydraulvåtska 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 frân ventilen 143 till spindelns tillopp 16 anslutna ledningen 145 tryckavlastad för avledning av hydraulfluidet. För lösgörande av verktyget omställs ventilen 143 pâ 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 försörjníngskanaler 247. Grenledningen 707 ansluter vidare via en backventil 709 till systemets 14P ventil 143 liksom via en backventil 710 till systemet 16F nedströms dess backventil 166.
Om exempelvis en felfunktion uppträder i systemet 5F 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- elns borrning 6 för avlägsnande av kylfluidet ur berörda delar av spindelaxeln och för bi- \\FSERVER\USERS\YA\DOK\word-dok\up\1 l0003000se.doc 10 15 20 25 ' 512 322 9 dragande i viss mån till verktygets kylning. Backventilen 708 hindrar naturligtvis att kyl- vätskan i systemet SF intränger i grenledningen 707.
På 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 mån bidra till kylning av spindeln - rotom.
Motsvarande gäller för att vid otillåtet tryckfall eller annan felfunktion mata sys- temet 14F via backventilen 709 och ventilen 143 och eller mata systemet 24F, vid felfunk- tion, via backventilen 708a med tryckluft från systemet 7F, för avlägsnande av otillbörligt fluid.
Nämnda tryck- och flödesvakter signalerar när berörda värden ligger utanför av- sedda gränser och bryter energitillforseln till spindelaxeln.
Alternativ utformning Den här beskrivna uppfinningen är ej begränsad till exakt den redovisade utforrn- ningen, utan naturligtvis kan verktygsspindeln ges annan uppbyggnad. Exempelvis kan spindelaxeln 1 sträcka sig in i och upptas av den stationära delen 4, varvid spalttätriingarna kommer att befinna sig mellan denna och spindelaxeln 1. I detta fall är det möjligt att för- lägga de axiella borrningarna l2a, 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 for rullningslagren.
Likaså skall understrykas, att de schematiskt antydda rullnings- och vätskelagren 2 resp. 24 uppvisar på känt sätt även axiallagerftiriktion, 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 l0003000se.doc

Claims (4)

10 15 20 ' 512 322 10 Patentkrav
1. Försöijningsenhet för en verktygsspindel helt eller delvis utrustad med en axiellt i spindelaxeln (1) rörlig dragstång (3) för fastspänning av verktyget vid spindelaxeln, med ett fluidtillförselsystem för dragstångens (3) förflytniing, med ett fluidtillíörselsystem för kylning av en av spindelaxeln uppburen rotor (22) för spindelaxelns drivning, med ett fluidtillförsel- system för kylning av verktyget, med ett gastilltörselsystem för att spärra mot vätskeläckage i spalter mellan i förhållande till varandra rörliga delar, k ä n n e t e c k n a d av att försörj- ningsenheten innefattar för ett eller flera av nämnda system minst en sensor som avkäriner om felfimktion föreligger i fluid- och/eller gastilliörselsystemen, samt för en eller flera av nämnda system en aclcumulator (704, 164, 243), som från en eller flera sensorer erhållen indikerad felfimktionssígnal inmatar i systemet eller systemen kompletterande och ersättande fluid- resp. gas till verktygsspindeln samtidigt som sensom eller sensorema desaktiverar verktygs- spindelns drivkälla.
2. Försöijningsenhet enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att till respektive fluidtillförselsystem är kopplad en matarledning (707) för gas som inmatas i respektive fluid- tillförselsystem när fluidtrycket sjunker under en på förhand bestämd nivå.
3. Försörjningsenhet enligt krav 1 eller 2, k ä n n e te c k n a d av att sensorema utgöres av tryckvakter och/eller flödesvakter.
4. Försörjningsenhet enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att ett eller flera av tilltörselsystemen innefattar minst två av varandra oberoende törsörjningska- naler till verktygsspindeln, vilka oberoende kanalers funktion är kontinuerligt övervakad. O: \users\YA\DOK\word-dok\up\l 100030005: .doc
SE9901055A 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel SE9901055L (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901055A SE9901055L (sv) 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel
EP00902256A EP1163068B1 (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device of a tool spindle
PCT/SE2000/000098 WO2000059667A1 (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device of a tool spindle
US09/937,071 US6413025B1 (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device of a tool spindle
CA002367095A CA2367095C (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device of a tool spindle
AT00902256T ATE275450T1 (de) 1999-03-23 2000-01-19 Einrichtung einer werkzeugspindel
DE60013567T DE60013567T2 (de) 1999-03-23 2000-01-19 Einrichtung einer werkzeugspindel
AU23383/00A AU2338300A (en) 1999-03-23 2000-01-19 Device of a tool spindle
JP2000609215A JP4459454B2 (ja) 1999-03-23 2000-01-19 ツール・スピンドル装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901055A SE9901055L (sv) 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9901055D0 SE9901055D0 (sv) 1999-03-23
SE512322C2 true SE512322C2 (sv) 2000-02-28
SE9901055L SE9901055L (sv) 2000-02-28

Family

ID=20414968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9901055A SE9901055L (sv) 1999-03-23 1999-03-23 Anordning vid verktygsspindel

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6413025B1 (sv)
EP (1) EP1163068B1 (sv)
JP (1) JP4459454B2 (sv)
AT (1) ATE275450T1 (sv)
AU (1) AU2338300A (sv)
CA (1) CA2367095C (sv)
DE (1) DE60013567T2 (sv)
SE (1) SE9901055L (sv)
WO (1) WO2000059667A1 (sv)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE516098C2 (sv) * 2001-01-23 2001-11-19 Lind Finance & Dev Ab Förfarande för evakuering av vätska från spindellager
DE10121694A1 (de) * 2001-05-02 2002-11-28 Sauter Kg Feinmechanik Spindelkopf für Werkzeuge
ES2330490B1 (es) * 2006-04-10 2010-07-21 Ideko S. Coop. Sistema de extraccion de virutas y/o polvo para un cabezal de una fresadora provisto de amarre automatico.
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
DE102016123132A1 (de) 2016-11-30 2018-05-30 Ews Weigele Gmbh & Co. Kg Angetriebenes Werkzeug

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3319618A1 (de) * 1983-05-30 1984-12-06 VEB Werkzeugmaschinenkombinat "Fritz Heckert" Karl-Marx-Stadt, DDR 9030 Karl-Marx-Stadt Kuehlmittelzufuehrung fuer wechselbar in einer arbeitsspindel aufgenommene schneidwerkzeuge
US4845472A (en) * 1986-11-06 1989-07-04 Hkg Industries, Inc. Leak sensing alarm and supply shut-off apparatus
DE3734589C1 (en) * 1987-10-13 1988-08-11 Berg & Co Gmbh Rotating hydraulic hollow clamping cylinder
DE19613934A1 (de) * 1996-04-06 1997-10-16 Chiron Werke Gmbh Werkzeugmaschine mit einem drehbar gelagerten Teil
US6036413A (en) * 1997-01-02 2000-03-14 The Ingersoll Milling Machine Company High speed hydrodynamic spindle

Also Published As

Publication number Publication date
CA2367095A1 (en) 2000-10-12
US6413025B1 (en) 2002-07-02
CA2367095C (en) 2006-06-06
SE9901055D0 (sv) 1999-03-23
WO2000059667A1 (en) 2000-10-12
DE60013567D1 (de) 2004-10-14
JP2002540962A (ja) 2002-12-03
AU2338300A (en) 2000-10-23
SE9901055L (sv) 2000-02-28
ATE275450T1 (de) 2004-09-15
EP1163068A1 (en) 2001-12-19
EP1163068B1 (en) 2004-09-08
DE60013567T2 (de) 2005-10-06
JP4459454B2 (ja) 2010-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE512312C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE512322C2 (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
SE519283C2 (sv) Anordning hos verktygsspindel med en i spindelaxeln roterande och axiellt rörlig dragstång
SE512323C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE512321C2 (sv) Anordning vid verktygsspindel
SE519282C2 (sv) Anordning hos verktygsspindel med en roterande och axiellt i spindelaxeln rörlig dragstång för fastspänning av verktyg
US5342520A (en) Filter for a rockdrill
CS218512B1 (cs) Blokovací zařízení

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed