WO2020126545A1

WO2020126545A1 - Achsanordnung für eine werkzeugmaschine

Info

Publication number: WO2020126545A1
Application number: PCT/EP2019/083970
Authority: WO
Inventors: Simon KÜMMERLE
Original assignee: Walter Maschinenbau Gmbh
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-06-25
Also published as: JP2022510825A; US20220048118A1; CN113195137A; TWI814959B; EP3898047A1; TW202031387A; DE102018132614B4; DE102018132614A1; KR20210102394A; AU2019407124A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsanordnung (10) für eine Werkzeugmaschine. In einem Achsengehäuse (11) ist eine Aufnahmespindel (12) mittels einer Spindellageranordnung (13) drehbar um eine Längsachse gelagert. Die Aufnahmespindel (12) dient zur Aufnahme einer Spanneinheit (23), die mittels einer Zylindereinrichtung (25) zwischen einer Spannstellung und einer Lösestellung umschaltbar ist. Die Zylindereinrichtung (25) hat dazu einen in Axialrichtung (A) parallel zur Längsachse (L) bewegbaren Kolben (28), an dem eine Kolbenstange (41) drehbar gelagert ist. In dem Zylindergehäuse (26) stützt sich die Aufnahmespindel (12) in Axialrichtung (A) mittels eines ersten Axiallagers (39) am Zylindergehäuse (26) ab. Die Kolbenstange (41) stützt sich mittels eines zweiten Axiallagers (42) in Axialrichtung (A) am Kolben (28) ab. Bevorzugt ist die AufnahmeSpindel (12) im Zylindergehäuse (26) ausschließlich in Axialrichtung (A) abgestützt.

Description

Achsanordnung für eine Werkzeugmaschine

[0001] Die Erfindung betrifft eine Achsanordnung für ei ne Werkzeugmaschine mit einem Achsengehäuse, in dem eine Spanneinheit drehbar gelagert ist. Die Spanneinheit ist da zu eingerichtet, ein Werkstück oder ein Werkzeug einzuspan nen .

[0002] Eine solche Achsanordnung kann auch als Spindel bezeichnet werden. Ein Spindelstock einer Werkzeugmaschine mit einer drehbar gelagerten Spanneinheit, die über einen Hydraulikzylinder betätigbar ist, ist beispielsweise aus DE 35 06 901 Al bekannt. In der Regel kann die Spanneinheit durch eine Beaufschlagung in Axialrichtung zwischen einer Spannstellung und einer Lösestellung umgeschaltet werden.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Achsanordnung mit einer drehbar gelagerten Spanneinheit be reitzustellen, die einen großen Einsatzbereich ermöglicht.

[0004] Diese Aufgabe wird durch eine Achsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

[0005] Die Achsanordnung für eine Werkzeugmaschine hat ein Achsengehäuse, in dem eine Aufnahmespindel zur Aufnahme einer Spanneinheit angeordnet ist. Die Spanneinheit ist zum Einspannen eines Werkstücks oder Werkzeugs eingerichtet.

Bei der Werkzeugmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Schleifmaschine und/oder Erodiermaschine. Die Aufnah- mespindel ist mittels einer Spindellageranordnung um eine Längsachse drehbar im Achsengehäuse gelagert. Die Spannein heit wird beim Anordnen in der Aufnahmespindel drehfest mit der Aufnahmespindel verbunden, so dass sie gemeinsam eine drehbar gelagerte Baugruppe bilden.

[0006] Vorzugsweise sind zur Lagerung der Aufnahmespin del im Achsengehäuse radial und/oder axial abstützende La ger vorhanden. Es ist vorteilhaft, wenn die Spindellageran ordnung am Achsengehäuse wenigstens zwei Schräglager auf weist, die in O-Anordnung angeordnet sein können. Bei der O-Anordnung schneiden die Wirkungslinien jedes Schräglagers die Längsachse an einer Stelle, die auf der dem jeweils an deren Schräglager abgewandten Axialseite liegt.

[0007] Zu der Achsanordnung gehört außerdem eine ansteu erbare Zylindereinrichtung. Die Zylindereinrichtung hat ein Zylindergehäuse und einen in dem Zylindergehäuse angeordne ten Kolben. Der Kolben ist in einer Axialrichtung parallel zur Längsachse bzw. entlang der Längsachse verschiebbar ge lagert. Die Zylindereinrichtung bzw. der Kolben wird bevor zugt pneumatisch betätigt.

[0008] Die Zylindereinrichtung hat ein erstes Axialla ger, das die Spanneinheit am Zylindergehäuse in Axialrich tung abstützt. Die Aufnahmespindel ist im Zylindergehäuse insbesondere nur axial und nicht radial abgestützt.

[0009] An dem Kolben ist eine Kolbenstange zur Betäti gung der Spanneinheit angeordnet. Die Kolbenstange ist drehbar am Kolben gelagert. Sie stützt sich über ein zwei tes Axiallager in Axialrichtung am Kolben ab. Die Kolben stange ist am Kolben insbesondere nur axial und nicht radi- al abgestützt.

[0010] Durch diese Anordnung ist die rotierende Masse auch dann sehr klein, wenn die Kolbenstange zur Betätigung mit der Spanneinheit drehverbunden ist. Wenn die Spannein heit um die Längsachse rotiert, dreht sich die Kolbenstange mit. Da sich die Kolbenstange relativ zum Kolben drehen kann, kann der Kolben in Drehrichtung um die Längsachse un beweglich im Zylindergehäuse bleiben. Das Zylindergehäuse selbst dreht sich bei einer Rotation der Spanneinheit um die Längsachse ebenfalls nicht mit.

[0011] Bei dieser Anordnung können sowohl Spanneinheiten verwendet werden, die über ein Federpaket in die Spannstel lung vorgespannt werden, als auch Spanneinheiten, die über die Zylindereinrichtung in der Spannstellung gehalten wer den müssen. In beiden Fällen ist in der Spannstellung eine Rotation mit ausreichender Drehzahl im Bereich von mindes tens 1000 Umdrehungen pro Minute möglich.

[0012] Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Aufnahme spindel am Zylindergehäuse ausschließlich in Axialrichtung abgestützt ist, zumindest über das erste Axiallager. Die Aufnahmespindel stützt sich am Zylindergehäuse nicht über Radiallager oder Schräglager ab, so dass über die Zylin dereinheit keine oder lediglich vernachlässigbar geringe radiale Kräfte auf die Spanneinheit einwirken. Die Zylin dereinrichtung beaufschlagt die Spanneinheit vorzugsweise nicht in Radialrichtung, so dass die radiale Führung aus schließlich über die Spindellageranordnung im Achsengehäuse erfolgen kann. Dadurch wird die Präzision der Lagerung ver bessert . [0013] Es ist außerdem bevorzugt, wenn die Kolbenstange ausschließlich in Axialrichtung durch wenigstens ein Axial lager am Kolben abgestützt ist. Insbesondere sind keine Ra diallager oder Schräglager vorhanden, die die Kolbenstange radial am Kolben oder am Zylindergehäuse abstützen. Die Kolbenstange kann an Dichtungen des Kolbens und/oder des Zylindergehäuses anliegen, die eine Beweglichkeit der Kol benstange in Radialrichtung zumindest in einem gewissen Be reich zulassen. Dadurch soll vermieden werden, dass über die Kolbenstange Radialkräfte auf die Spanneinheit übertra gen werden.

[0014] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zy lindergehäuse in Axialrichtung bewegbar am Achsengehäuse gelagert. Das Zylindergehäuse ist in Axialrichtung sozusa gen schwimmend angeordnet. Wärmeausdehnungen der Spannein heit können daher über das erste Axiallager auf das Zylin dergehäuse übertragen werden, wobei sich das Zylindergehäu se gegenüber dem Achsengehäuse bewegen kann. Dadurch wird vermieden, dass axiale Spannkräfte auf die Spindellagerano rdnung wirken.

[0015] Vorzugsweise ist das Zylindergehäuse in Drehrich tung um die Längsachse drehfest am Achsengehäuse angeord net .

[0016] Die Zylindereinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Spanneinheit zwischen einer Spannstellung und einer Lösestellung umzuschalten. Bei einem Ausführungs beispiel kann die Kolbenstange in der Spannstellung ohne Kontakt zur Spanneinheit sein. Bei dieser Ausführung hat die Kolbenstange lediglich Kontakt zur Spanneinheit, wenn die Zylindereinrichtung die Spanneinheit umschaltet oder sich die Spanneinheit in der Lösestellung befindet. Die Spanneinheit kann beispielsweise ein Federpaket aufweisen, das die Spanneinheit ohne Einwirkung über die Kolbenstange in die Spannstellung vorspannt.

[0017] Bei einer anderen Ausführungsform können die Kol benstange und die Spanneinheit bewegungsgekoppelt sein und zwar sowohl in Axialrichtung, als auch in Drehrichtung um die Längsachse. Bei dieser Ausführung kann die Zylinderein richtung dazu eingerichtet sein, die Spanneinheit sowohl in der Lösestellung, als auch in der Spannstellung zu halten.

[0018] Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Zylinder einrichtung bzw. der Kolben pneumatisch betätigt. Der Kol ben kann im Zylindergehäuse zwei Arbeitsräume fluidisch voneinander trennen. Abhängig davon, welcher Arbeitsraum mit einem pneumatischen Druck beaufschlagt wird, bewegt sich der Kolben in Axialrichtung zu dem zu spannenden Werk zeug oder Werkstück hin bzw. davon weg, wodurch das Um schalten zwischen der Lösestellung und der Spannstellung und das Aufrechterhalten der jeweiligen Stellung bewirkt werden kann.

[0019] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erge ben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeich nungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

[0020] Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnli che Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Achsanordnung, [0021] Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Aus führungsbeispiels einer Achsanordnung,

[0022] Figur 3 die Achsanordnung aus Figur 2 in einer Ansicht in Axialrichtung,

[0023] Figur 4 einen Längsschnitt durch die Achsanord nung gemäß der Figuren 2 und 3 entlang der Schnittebene A-A in Figur 3, wobei keine Spanneinheit in einem Achsengehäuse der Achsanordnung eingesetzt ist,

[0024] Figur 5 die Achsanordnung gemäß der Figuren 2-4 im Schnittbild entlang der Schnittebene A-A in Figur 3, wo bei ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spanneinheit vor handen ist,

[0025] Figur 6 die Achsanordnung gemäß der Figuren 2-5 im Schnittbild gemäß der Schnittebene A-A in Figur 3, wobei ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spanneinheit einge setzt ist,

[0026] Figur 7 eine Ansicht auf einer Zylindereinrich tung der Achsanordnung in Axialrichtung,

[0027] Figur 8 eine Schnittdarstellung der Zylinderein richtung aus Figur 7 in der Schnittebene B-B in Figur 7 und

[0028] Figur 9 eine schematische Darstellung zur Lage rung eines Zylindergehäuses der Zylindereinrichtung am Ach sengehäuse der Achsanordnung.

[0029] In Figur 1 ist stark vereinfacht nach Art eines Blockschaltbildes ein Ausführungsbeispiel einer Achsanord- nung 10 veranschaulicht. Die Achsanordnung 10 hat ein Ach sengehäuse 11, in dem eine Aufnahmespindel 12 um eine

Längsachse L drehbar gelagert ist. Zur drehbaren Lagerung ist zwischen der Aufnahmespindel 12 und dem Achsengehäuse 11 eine Spindellageranordnung 13 vorhanden, die die Aufnah mespindel 12 in einer Radialrichtung R, radial zur Längs achse L, am Achsengehäuse 11 abstützt. Die Spindellagerano rdnung weist mehrere in einer Axialrichtung A, parallel zur Längsachse L, mit Abstand zueinander angeordnete Radialla ger und/oder Schräglager auf, beispielsgemäß wenigstens ein Schräglager 14 und wenigstens ein Radiallager 15. Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind zwei

Schräglager 14 vorhanden, die jeweils als Schrägkugellager ausgeführt sein können und insbesondere in O-Anordung ange ordnet sind. Die beiden Schräglager 14 können sowohl radia le, als auch axiale Kräfte aufnehmen. Das Radiallager 15 ist beispielsgemäß durch ein Zylinderrollenlager gebildet. Die Spindellageranordnung 13 bewirkt somit eine Abstützung der Aufnahmespindel 12 in Radialrichtung R und in Axial richtung A.

[0030] Beispielsgemäß ist das wenigstens eine Schrägla ger 14 nahe an bzw. benachbart zu einer stirnseitigen Öff nung 16 des Achsengehäuses 11 angeordnet. Die stirnseitige Öffnung 16 ist dem Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine zu gewandt, zumindest während der Verwendung der Achsanordnung 10 beim Bearbeiten eines Werkstücks.

[0031] In dem Achsengehäuse 11 ist ein Motor 20 angeord net, der zum Antreiben der Aufnahmespindel 12 eingerichtet ist. Der Motor 20 hat einen am Achsengehäuse 11 befestigten Stator 21 und einen an der Aufnahmespindel 12 befestigten Rotor 22. [0032] Die Aufnahmespindel ist zur Aufnahme einer Span neinheit 23 eingerichtet. Die Spanneinheit 23 ist drehfest an der Aufnahmespindel 12 befestigt. Die Spanneinheit 23 hat im Bereich der stirnseitigen Öffnung 16 eine Halteein richtung 24 zum Halten eines Werkstücks oder Werkzeugs. Ab hängig von der Ausgestaltung des einzuspannenden Werkzeugs oder Werkstücks können Adapter oder austauschbare Halteein richtungen 24 verwendet werden, so dass die Spanneinheit 23 an das jeweils einzuspannende Werkzeug oder Werkstück ange passt werden kann.

[0033] Zum Einspannen und Freigeben eines Werkzeugs oder Werkstücks ist die Spanneinheit 23 zwischen einer Spann stellung und einer Lösestellung in Axialrichtung A beweg bar. Eine Zylindereinrichtung 25 der Achsanordnung 10 ist vorhanden, die zum Umschalten von der Spannstellung in die Lösestellung und/oder umgekehrt eingerichtet ist. Die Zy lindereinrichtung 25 hat ein Zylindergehäuse 26, das einen Zylinderraum 27 umschließt. Der Zylinderraum 27 ist durch einen in Axialrichtung A bewegbaren Kolben 28 fluidisch in einen ersten Arbeitsraum 29 und einen zweiten Arbeitsraum 30 getrennt. Ein erster Fluidanschluss 31 mündet in den ersten Arbeitsraum 29 und ein zweiter Fluidanschluss 32 mündet in den zweiten Arbeitsraum 30.

[0034] Das Zylindergehäuse 26 ist am Achsengehäuse 11 angeordnet und gegen eine Relativverdrehung um die Längs achse L gesichert (vgl. Figuren 1 und 9) . In Axialrichtung A kann sich das Zylindergehäuse 26 relativ zum Achsengehäu se 11 bewegen, um beispielsweise temperaturbedingte Längen veränderungen der Aufnahmespindel 12 kompensieren zu kön nen. Wie es in den Figuren 1 und 9 schematisch veranschau- licht ist, sind hierfür mehrere Führungsstifte 36 vorhan den, die sich in Axialrichtung A erstrecken und entweder am Achsengehäuse 11 oder am Zylindergehäuse 26 befestigt sind, während sich das jeweils andere Gehäuse 11, 26 relativ zu den Führungsstiften 36 in Axialrichtung A gleitend bewegen kann. Beispielsgemäß ist eine Gleitlagerbuchse 35 in einer Aussparung im Zylindergehäuse 26 angeordnet, in der der zu geordnete Führungsstift 36 in Axialrichtung gleiten kann (Figur 9) .

[0035] Zwischen dem Achsengehäuse 11 und dem Zylinderge häuse 26 ist vorzugsweise eine Gehäusedichtung 37 angeord net, um das Eindringen von Verunreinigungen in den Bereich der Aufnahmespindel 12 zu vermeiden.

[0036] Die Aufnahmespindel 12 erstreckt sich auf der stirnseitigen Öffnung 16 entgegengesetzten Seite aus dem Achsengehäuse 11 heraus in das Zylindergehäuse 26 hinein. Das der stirnseitigen Öffnung 16 entgegengesetzte rücksei tige Ende 38 der Aufnahmespindel 12 ist somit im Zylinder gehäuse 26 angeordnet. Es ist dabei zu beachten, dass die Aufnahmespindel 12 aus mehreren drehfest miteinander ver bundenen Teilen aufgebaut werden kann. An dem rückseitigen Ende 38 stützt sich die Aufnahmespindel 12 über ein erstes Axiallager 39 am Zylindergehäuse 26 ab. Innerhalb des Zy lindergehäuses 26 wird die Aufnahmespindel 12 lediglich in Axialrichtung A abgestützt, ist jedoch nicht in Radialrich tung R abgestützt.

[0037] Dem rückseitigen Ende 38 der Aufnahmespindel 12 ist ein freies Ende 40 einer Kolbenstange 41 zugeordnet.

Die Kolbenstange 41 ist um die Längsachse L drehbar am Kol ben 28 gelagert. Dabei wird die Kolbenstange 41 am Kolben 28 über ein zweites Axiallager 42 in Axialrichtung A abge stützt, nicht jedoch in Radialrichtung R. Das zweite Axial lager 42 ist beim Ausführungsbeispiel in einem Innenraum 43 des Kolbens 28 angeordnet. Das dem freien Ende 40 entgegen gesetzte innere Ende 44 der Kolbenstange 41 befindet sich im Innenraum 43 und wird über das zweite Axiallager 42 axi al am Kolben abgestützt.

[0038] Bei einer Bewegung des Kolbens 28 in Axialrich tung A wird die Kolbenstange 41 gemeinsam mit dem Kolben 28 in Axialrichtung A bzw. entlang der Längsachse L bewegt. Durch diese Bewegung kann ein Umschalten der Spanneinheit 23 zwischen der Lösestellung und der Spannstellung erfol gen. Dabei ist es möglich, mittels der Zylindereinrichtung 25 die Spanneinheit 23 sowohl in der Spannstellung, als auch in der Lösestellung zu halten, beispielsweise wenn die Kolbenstange 41 in Axialrichtung A sowohl in der Bewegungs richtung zur stirnseitigen Öffnung 16 hin, als auch in der Bewegungsrichtung von der stirnseitigen Öffnung 16 weg mit der Spanneinheit 23 bewegungsgekoppelt ist. Bei einem ande ren Ausführungsbeispiel der Spanneinheit 23 kann diese durch ein Federpaket in die Spannstellung vorgespannt sein. Bei dieser Ausführung ist es lediglich erforderlich, dass über die Zylindereinrichtung 25 ein Umschalten aus der Spannstellung in die Lösestellung erfolgen kann. Zu diesem Zweck kann es ausreichend sein, das freie Ende der Kolben stange 41 zum Umschalten in die Lösestellung in Kontakt mit der Spanneinheit 23 zu bringen. Bei einer Bewegung in die entgegengesetzte Richtung von der stirnseitigen Öffnung 16 weg, übt die Kolbenstange 41 keine Zugkraft auf die Span neinheit 23 aus, sondern deren Bewegung aus der Lösestel lung zurück in die Spannstellung erfolgt mittels dem Feder paket . [0039] Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Zylindereinrichtung 25 pneumatisch betrieben. Über die Fluidanschlüsse 31, 32 kann entweder der erste Arbeits raum 29 oder der zweite Arbeitsraum 30 mit einem pneumati schen Druck beaufschlagt werden, um den Kolben und die Kol benstange zu bewegen.

[0040] Bei einer Wärmeausdehnung der Aufnahmespindel 12 wird das erste Axiallager 39 beaufschlagt, das sich wiede rum am Zylindergehäuse 26 abstützt. Das Zylindergehäuse 26 ist schwimmend gelagert und kann sich in Axialrichtung A relativ zum Achsengehäuse 11 bewegen. Dadurch werden wärme bedingte Spannungseinleitungen in die Spindellageranordnung 13 und insbesondere die Schräglager 14 vermieden.

[0041] Außerdem bewirkt die Achsanordnung 10, dass Aus führungsbeispiele der Spanneinheit 23 sowohl mit einem Fe derpaket, als auch ohne Federpaket eingesetzt werden kön nen. Wird die Spanneinheit 23 durch ein eigenes Federpaket in die Spannstellung vorgespannt, kann die Kolbenstange 41 in der Spannstellung von der Spanneinheit 23 entkoppelt und mit Abstand dazu angeordnet werden. Bei einer Drehung der Aufnahmespindel 12 um die Längsachse L dreht sich dabei die Kolbenstange 41 nicht mit.

[0042] Wird die Zylindereinrichtung 25 benötigt, um die Spanneinheit 23 sowohl in der Lösestellung als auch in der Spannstellung zu halten, kann sich die Kolbenstange 41 re lativ zum Kolben 28 gemeinsam mit der Aufnahmespindel 12 um die Längsachse L drehen, ohne den gesamten Kolben 28 oder die gesamte Zylindereinrichtung 25 mitdrehen zu müssen. Die rotierenden Massen und mithin die Trägheitsmomente sind sehr klein.

[0043] Über die Zylindereinrichtung 25 werden keine oder lediglich vernachlässigbar kleine radiale Kräfte auf die Aufnahmespindel 12 übertragen. Im Zylindergehäuse 26 ist das rückseitige Ende 38 der Aufnahmespindel 12 in Radial richtung R nicht abgestützt und lediglich in Axialrichtung A durch das erste Axiallager 39 am Zylindergehäuse 26 gela gert. Auch die Kolbenstange 41 ist in Radialrichtung R in einem gewissen Bewegungsbereich bewegbar, da die Drehlage rung nur über das zweite Axiallager 42 erfolgt. In Radial richtung R kann die Bewegbarkeit der Kolbenstange 41 durch eine oder mehrere dynamische Dichtungen 45 eingeschränkt sein, die dichtend an der Kolbenstange 41 anliegen. Dadurch werden aber keine wesentlichen radialen Kräfte auf die Kol benstange 41 eingeleitet.

[0044] Beispielsweise kann eine dynamische Dichtung 45 am Kolben 28 angeordnet sein, um den zweiten Arbeitsraum 30 gegenüber dem Innenraum 43 abzudichten. Eine weitere dyna mische Dichtung 45 kann zwischen dem Zylindergehäuse 26 und der Kolbenstange 41 vorhanden sein, um den zweiten Arbeits raum 30 zur Aufnahmespindel 12 bzw. zur Spanneinheit 23 hin abzudichten, wobei diese dynamische Dichtung 45 vorzugswei se zwischen dem ersten Axiallager 39 und dem zweiten Ar beitsraum 30 am Zylindergehäuse 26 angeordnet ist.

[0045] In den Figuren 2 bis 6 ist ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel der Achsanordnung 10 in unterschiedlichen Darstellungen veranschaulicht. In den Darstellungen gemäß den Figuren 2 bis 4 ist in die Aufnahmespindel 12 keine Spanneinheit 23 eingesetzt. In der Darstellung gemäß Figur 5 ist in die Aufnahmespindel 12 ein Ausführungsbeispiel ei- ner Spanneinheit 23 eingesetzt, die kein Federpaket oder andere Mittel zur Vorspannung der Spanneinheit 23 in die Spannstellung aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die Kolbenstange 41 sowohl zum Aufbringen einer Druckkraft, als auch zum Aufbringen einer Zugkraft entlang der Längsachse L auf einer Spannstange 50 der Spanneinheit 23 eingerichtet. Auf der der Kolbenstange 41 entgegengesetzten Seite ist die Spannstange 50 mit einer Spannzange 51 verbunden, wobei die Spannzange 51 beim Ausführungsbeispiel die Halteeinrichtung 24 zum Greifen eines Werkstücks oder eines Werkzeugs dar stellt. Somit kann die Bewegung der Kolbenstange 41 in Axi alrichtung A mittels der Spannstange 50 auf die Spannzange 51 übertragen werden. Wird der zweite Arbeitsraum 30 mit Fluiddruck und beispielsgemäß pneumatischem Druck beauf schlagt und der erste Arbeitsraum 29 entlüftet, wird die Spanneinheit 23 und beispielsgemäß die Spannzange 51 in die Spannstellung bewegt. Wird hingegen der erste Arbeitsraum 29 mit Druck beaufschlagt und der zweite Arbeitsraum 30 entlüftet, wird die Spanneinheit 23 in die Lösestellung be wegt .

[0046] In dem in Figur 6 veranschaulichten Ausführungs beispiel der Achsanordnung 10 ist eine Spanneinheit 23 ein gesetzt, bei der die Spannstange 50 mit der Spannzange 51 in Axialrichtung A bewegungsgekoppelt ist. Außerdem weist die Spanneinheit 23 ein Federpaket 52 auf, das sich einer seits über eine die Spannstange 50 koaxial umschließende Hülse 53 am Achsengehäuse 11 und andererseits mittelbar o- der unmittelbar über einen Ring 54 an der Spannstange 50 abstützt. Das Federpaket 52 ist vorgespannt und drängt die Spannstange 50 in Richtung zur Kolbenstange 41 hin. Dadurch ist die Spanneinheit 23 in die Spannstellung vorgespannt.

In der in Figur 6 gezeigten Spannstellung hat die Kolben- stange 41 einen Axialabstand zur Spannstange 50. Bei einer Drehung der Aufnahmespindel 12 um die Längsachse L steht die Kolbenstange 41 still. Dadurch können sehr hohe Dreh zahlen erreicht werden.

[0047] Zum Umschalten der Spanneinheit 23 aus der Spann stellung in die Lösestellung wird der erste Arbeitsraum 29 mit Druck beaufschlagt, so dass sich der Kolben 28 mit der Kolbenstange 41 in Richtung zur Spannstange 50 hin bewegt. Dadurch beaufschlagt das freien Ende 40 der Kolbenstange 41 die Spannstange 50, die in Axialrichtung A entgegen der Fe derkraft des Federpakets 52 bewegt bzw. verschoben wird, was wiederum das Umschalten der Spanneinheit 23 von der Spannstellung in die Lösestellung bewirkt. Bei dieser Aus führungsform besteht zwischen der Kolbenstange 41 und der Spanneinheit 23 nur dann ein mechanischer Kontakt, wenn sich die Spanneinheit 23 außerhalb der Spannstellung befin det .

[0048] In Figur 8 ist ein Schnittbild durch die Zylin dereinrichtung 25 in der Schnittebene B-B aus Figur 7 ver anschaulicht. In diesem Schnitt - sowie auch in Figur 1 - ist eine Verdrehsicherung 55 zu erkennen, die den Kolben 28 bei einer Drehung der Kolbenstange 41 um die Längsachse L gegen eine Drehbewegung relativ zum Zylindergehäuse 26 si chert. Die Verdrehsicherung 55 weist einen mit dem Kolben 28 verbundenen Sicherungsstift 56 auf, der sich in Axial richtung A in eine Sicherungsausnehmung 57 am Zylinderge häuse 26 hinein erstreckt. In Axialrichtung A kann der Si cherungsstift 56 in der Sicherungsausnehmung 57 gleiten. Hierzu kann in der Sicherungsausnehmung 57 beispielsweise eine Gleitlagerbuchse 58 vorhanden sein. Die Verdrehsiche rung 55 kann daher dazu eingerichtet sei, um die schwimmen- de Lagerung des Zylindergehäuses 26 am Achsengehäuse 11 zu ermöglichen (vergleiche Figuren 1 und 9) .

[0049] Die Erfindung betrifft eine Achsanordnung 10 für eine Werkzeugmaschine. In einem Achsengehäuse 11 ist eine Aufnahmespindel 12 mittels einer Spindellageranordnung 13 drehbar um eine Längsachse gelagert. Die Aufnahmespindel 12 dient zur Aufnahme einer Spanneinheit 23, die mittels einer Zylindereinrichtung 25 zwischen einer Spannstellung und ei ner Lösestellung umschaltbar ist. Die Zylindereinrichtung 25 hat dazu einen in Axialrichtung A parallel zur Längsach se L bewegbaren Kolben 28, an dem eine Kolbenstange 41 drehbar gelagert ist. In dem Zylindergehäuse 26 stützt sich die Aufnahmespindel 12 in Axialrichtung A mittels eines ersten Axiallagers 39 am Zylindergehäuse 26 ab. Die Kolben stange 41 stützt sich mittels eines zweiten Axiallagers 42 in Axialrichtung A am Kolben 28 ab. Bevorzugt ist die Auf nahmespindel 12 im Zylindergehäuse 26 ausschließlich in Axialrichtung A abgestützt.

Bezugszeichenliste :

10 Achsanordnung

11 Achsengehäuse

12 Aufnahmespindel

13 Spindellageranordnung

14 Schräglager

15 Radiallager

16 stirnseitige Öffnung

20 Motor

21 Stator

22 Rotor

23 Spanneinheit

24 Halteeinrichtung

25 Zylindereinrichtung

26 Zylindergehäuse

27 Zylinderraum

28 Kolben

29 erster Arbeitsraum

30 zweiter Arbeitsraum

31 erster Fluidanschluss

32 zweiter Fluidanschluss

35 Gleitlagerbuchse

36 Führungsstift

37 Gehäusedichtung

38 rückseitiges Ende der Aufnahmespindel

39 erstes Axiallager

40 freies Ende der Kolbenstange

41 Kolbenstange

42 zweites Axiallager 43 Innenraum

44 inneres Ende der Kolbenstange

45 dynamische Dichtung

50 Spannstange

51 Spannzange

52 Federpaket

53 Hülse

54 Ring

55 Verdrehsicherung

56 Sicherungsstift

57 Sicherungsausnehmung

58 Gleitlagerbuchse

A Axialrichtung

L Längsachse

R Radialrichtung

Claims

Patentansprüche :

1. Achsanordnung (10) für eine Werkzeugmaschine, mit einer in einem Achsengehäuse (11) angeordneten Auf nahmespindel (12), die zur Aufnahme einer Spanneinheit (23) eingerichtet ist, wobei die Aufnahmespindel (12) mittels einer Spindellageranordnung (13) um eine Längs achse (L) drehbar gelagert ist, mit einer ansteuerbaren Zylindereinrichtung (25) , die ein Zylindergehäuse (26) und einen in dem Zylinderge häuse (26) angeordneten Kolben (28) aufweist, der in einer Axialrichtung (A) parallel zur Längsachse (L) verschiebbar gelagert ist und an dem eine Kolbenstange (41) drehbar gelagert ist, die zur Betätigung der Span neinheit (23) eingerichtet ist, wobei die Zylindereinrichtung (25) ein erstes Axialla ger (39) aufweist, das die Aufnahmespindel (12) am Zy lindergehäuse (26) in Axialrichtung (A) abstützt, und wobei die Zylindereinrichtung (25) ein zweites Axi allager (42) aufweist, das die Kolbenstange (41) in Axialrichtung (A) am Kolben (28) abstützt.

2. Achsanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Spindellageranordnung (13) wenigstens zwei Schräglager (14) aufweist, die da zu eingerichtet sind Radial- und Axialkräfte aufzuneh men .

3. Achsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmespindel (12) am Zylindergehäuse (26) ausschließlich in Axialrichtung (A) abgestützt ist, zumindest über das erste Axiallager (39) .

4. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (41) über das zweite Axiallager (42) ausschließlich in Axialrich tung (A) abgestützt ist.

5. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (26) in Axialrichtung (A) bewegbar am Achsengehäuse (11) ge lagert ist.

6. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindereinrichtung (25) dazu eingerichtet ist, die in der Aufnahmespindel (12) angeordnete Spanneinheit (23) zwischen einer

Spannstellung und einer Lösestellung umzuschalten.

7. Achsanordnung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (41) in der Spannstellung ohne Kontakt zu der Spanneinheit (23) ist .

8. Achsanordnung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (41) mit der Spanneinheit (23) in Axialrichtung (A) bewegungsge koppelt ist.

9. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (28) mittels einer Verdrehsicherung (55) gegen eine Relativdrehung um die Längsachse (L) gegenüber dem Zylindergehäuse (26) gesichert ist.

10. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (28) pneuma tisch betätigbar ist.