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Die
Erfindung betrifft einen Spindelkopf für Werkzeugmaschinen und insbesondere
eine Anordnung zur Durchführung
eines Mediums, wie eines gasförmigen
und/oder flüssigen
Fluids, durch gegeneinander bewegbare bzw. drehbare Einheiten. Diese umfassen
einen Stator und einen Läufer
bzw. Rotor, der eine langgestreckte Werkzeugmaschinen-Spindel sein kann.
Die Durchführung
ist durch eine einzige oder mehrere gegeneinander abgedichtete Kanalisierungen
gebildet. Sie gehen vom hinteren Ende einer Stator-Einheit bis zum
vorderen Ende der Spindel durch. Über die Kanalisierung kann
Schneid- bzw. Schmierflüssigkeit,
wie ein Öl
oder Luft unmittelbar Arbeitsflächen
zugeführt
werden. Diese sind durch Reibung mechanisch und thermisch belastet,
so dass sie einen Werkstoffabtrag bewirken. Die Arbeitsflächen können Schneiden
zur Innen- bzw. Außenbearbeitung
eines Werkstückes
sein. Bei solchen bzw. zerspanenden Bearbeitungen werden hohe Drehzahlen
von bis zu 20 000 U.p.m. erreicht. Das erschwert die Abdichtung
und erhöht
sowohl die thermische Belastung als auch die Gefahr unkontrollierter
Schwingungen.
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Die
DE 43 24 952 A1 zeigt
einen Werkzeugkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dort ist eine
Kühlmittelzuführung gezeigt,
die über
einen seitlichen Einlasskanal erfolgt. Dieser ist zwischen den beiden
Spindellagern angeordnet und durchbricht eine Distanzhülse, die
die beiden Außenringe
der Lager miteinander verbindet. Der Einlasskanal ist auf beiden
Seiten von Dichtringen abgedichtet. Zusätzlich ist dann vor den Lagern
noch einmal jeweils ein Abstreifring eingeschaltet. Es soll damit
vermieden werden, dass Fluid seitlich aus dem Einlasskanal austritt,
und zwar an der Stelle, an der der Stator in die sich drehende Spindel übergeht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spindelkopf o. dgl.
zu schaffen, bei welchem Nachteile bekannter Ausbildungen vermieden
sind und der auch bei sehr hohen Laufgeschwindigkeiten einerseits
eine gleichbleibend gute Abdichtung der Kanalisierung bzw. andererseits
eine Reduzierung von Schwingungen bzw. Wärmeentwicklung gewährleistet.
Die Kanalisierung soll auch nachträglich an bereits vorhandenen
Spindeln angebracht werden können,
einfach zu montieren und im Aufbau übersichtlich sein.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Der
Einlasskanal für
das Fluid, wie Luft, liegt vor dem am weitesten zurückliegenden
Wellen- bzw. Spindellager, so dass sich bei kurzer Bauweise günstige Lagerabstände ergeben.
Insbesondere liegt der quer zur Spindelachse durchströmte Einlasskanal zwischen
zwei solchen Lagern, wie Wälzlagern
oder Dämpflagern,
für eine
in Längsrichtung
ungeteilte Welle. Dadurch kann der Lagerabstand für diese Welle
bei kurzer Bauweise sehr groß gewählt werden.
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Zwischen
dem Längskanal
innerhalb der Welle und dem Einlass bzw. der Einlassöffnung des Einlasskanales
am Stator sind zweckmäßig ko axial liegende
Ringkammern vorgesehen, um das Fluid über den Umfang gleichmäßig in den
Längskanal
einzuleiten. Der Einlasskanal, wie eine Ringkammer, ist von zwei
in Achsrichtung geteilten, gesonderten Körpern begrenzt, von denen einer
steht und einer dreht. Axial im Anschluss an den Einlasskanal sind
die einander gegenüberliegenden
Umfangsflächen
dieser Körper
berührungs-
und daher reibungsfrei. Sie bilden einen vom Fluid in geringsten
Mengen durchströmten
Dicht- oder Luftspalt, welcher aufgrund der präzisen Lager stets, nämlich auch
bei den auftretenden Temperaturen von 30 bis 35°C, erhalten bleibt.
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Der
eine der genannten Körper
ist eine durchgehende Distanzhülse
für die
inneren Lagerringe der Lager und der andere Körper eine Distanzhülse für die n
Lagerringe der Lager. Einer, insbesondere statt des radial inneren
der radial dieser Körper
ist zweckmäßig gegenüber dem
ihn feststehend aufnehmenden Bauteil, nämlich der Welle bzw. dem Stator, radial
geringfügig
beweglich gelagert und zwar gegen die elastische Nachgiebigkeit
von Dämpfungs- bzw.
Zentriergliedern. So ergibt sich eine elastische Aufhängung der
Wellenlagerung mit einem Radialspiel von höchstens einem Zehntel Millimeter.
In diese Dämpfung
sind auch die zugehörigen
Lagerringe der Wellenlager einbezogen, so dass sie mit dem zugehörigen Körper eine
axial fest verspannte bzw. starre Einheit bilden können.
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Der
Stator weist zweckmäßig zwei
gesonderte Stator-Einheiten bzw. Statorkörper auf. Einer ist mit den
Einlässen
und der zugehörigen
Wellenlagerung versehen; der andere ist mit der Arbeitsspindel und
deren Spindellagerung versehen. Zwischen diesen Statorkörpern sind
Welle und Spindel über
eine radial und/oder in Richtung der drehenden Arbeitsbewegung spielfreie
Kupplung miteinander verbunden. Diese kann die beiden verbundenen
Wellenabschnitte axial festgesetzt oder axial gegeneinander verschiebbar
verbinden. Sie ist zwischen den Statoren sehr leicht zugänglich.
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Damit
geringe Exzentrizitäts-
oder Winkelabweichungen der beiden Wellenabschnitte von ihrer genau
koaxialen Lage ausgeglichen werden können, sind die Wellenabschnitte über ein
nachgiebiges, wie elastisches, verformungsweiches oder bewegliches Spann-
oder Zwischenglied miteinander verbunden, welches die Relativbewegung
der Wellenabschnitte bei der Arbeitsbewegung dämpft. Dieses Zwischenglied
kann mit einem Spannglied, wie einer Überwurfmutter, axial und/oder
radial verspannt werden.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
ist insbesondere für
solche Fluid-Durchführungen
geeignet, bei welchen in einem zentralen Röhrchen zur Minimalmengenschmierung
nach und nach einzelne Tröpfchen
gefördert
und an dessen Austrittsende mit dem Fluid, wie Luft, vermischt werden,
also zwei gesonderte Kanalisierungen vorgesehen sind. Das Mittelrohr
von höchstens
5, 4 oder 3 mm Durchmesser ist vorteilhaft einschließlich eines
an es angeschlossenen Ventiles oder von dessen Gehäuse o. dgl.
in Strömungsrichtung
aus der Wellen- und Spindelanordnung herausziehbar, wodurch sich
eine sehr einfache Montage ergibt und am hinteren Ende des Spindelkopfes
hierfür
kein Raum beansprucht wird.
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Unabhängig von
den beschriebenen Ausbildungen kann es auch sehr vorteilhaft sein,
einen innerhalb der Welle bzw. Spindel liegenden Kanal mit Fördergliedern,
wie Schaufeln, einer Schnecke o. dgl. zu versehen, welche aufgrund
der Drehbewegung auf das in dem Kanal befindliche Fluid mechanisch
eine axiale Kraft ausüben.
Ist die Steigung der Förderglieder
zur Drehbewegung entgegengesetzt, so wird das Fluid stromabwärts beschleunigt,
weil das Förderglied
ein Pumpglied bildet.
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Statt
der genannten, dem Einlasskanal stromaufwärts bzw. beiderseits zugeordneten
Wellenlagern können
auch Dämpflager
vorgesehen sein, welche eine stationäre Lagerbuchse für die Spindelwelle
am Außenumfang
radial und/oder axial geringfügig
beweglich tragen. Zwischen La gerbuchse und Spindelwelle ist dann
der Luftspalt als Dichtspalt vorgesehen.
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Es
ist aber auch denkbar nur eine einzige Kanalisierung vorzusehen
und den Einlasskanal axial unmittelbar in das hintere Ende der Arbeitsspindel münden zu
lassen. Hierbei ist vorteilhaft zwischen dem Stator und der Spindel
eine Drehdichtung mit zwei abgedichtet aneinander gleitenden, ringförmigen Stirnflächen vorgesehen,
die federnd gegeneinander gepresst werden. Durch einen solchen Einlasskanal
kann in die Kanalisierung ein diese voll ausfüllender Strom eines flüssigen bzw.
emulgierten Kühlschmierstoffes
oder eines Aerosols eingeleitet und bis zur Schmierstelle gefördert werden.
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Zur
Einbeziehung der Merkmale und Wirkungen in die vorliegende Erfindung
wird auf die Deutsche Patentanmeldung 197 25 343.1 Bezug genommen.
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Diese
und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung und
den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein
oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform
der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte Ausführungen
darstellen können.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Spindelkopf
im Axialschnitt,
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2 eine
weitere Ausführungsform
in einer anderen Schnitt-Darstellung,
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3 einen
Ausschnitt der 2 in wesentlich vergrößerter und
abgewandelter Ausbildung und
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4 bis 7 weitere
Ausführungsformen von
Spindelköpfen.
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Der
Rotorkopf ist zur zerstörungsfrei
lösbaren
Anordnung am hinteren Ende des Spindelkopfes einer Werkzeugmaschine
vorgesehen. Sein Stator 2 liegt mit Abstand hinter der
Rückseite
des Gehäuses 3 des
Spindelkopfes, in welchem mit Wälzlagern 5 die
Spindel 4 gelagert ist. Am vorderen Ende weist die Spindel 4 eine
Halterung 6 zur auswechselbaren Aufnahme eines Werkzeuges 8 auf,
das ein Zerspanungswerkzeug zur Bearbeitung metallischer Werkstücke sein
kann. Sein Grundkörper 9 weist
am hinteren Ende einen Außenkonus
für den
festsitzenden Eingriff in einen Innenkonus der Aufnahme 6 auf.
Mit einer Spannspindel 7 können diese Konusse ineinandergezogen
und auch wieder voneinander gelöst werden,
so dass das Werkzeug 8 nach vorne abgezogen werden kann.
Innerhalb des Körpers 3 ist
die Spindel 4 mit einem nicht näher dargestellten Antrieb für die Rotation
um die Spindelachse 10 verbunden. Das Werkzeug 8 trägt Arbeitsglieder 11,
wie festsitzende Schneidglieder.
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Zur
Schmierung und Kühlung
aller Flächen im
Schneidbereich und zum Entfernen der anfallenden Schneidspäne ist eine
Einrichtung 13 vorgesehen. Sie führt durch die Spindel 4 und
das Werkzeug 8 ein Schneidöl getaktet sowie Luft permanent
dem Schneidbereich zu. Ihr Statorkörper 14 ist nur über die
Spindel 4 mit dem Gehäuse 3 tragend
verbunden und gegenüber
diesem drehgesichert. Die Spindel 4 ist in Längsrichtung
in eine unmittelbar mit der Lagerung 5 gelagerte Arbeitsspindel 12 und
eine nach hinten an diese anschließende Welle 15 unterteilt,
welche innerhalb des Statorkörpers 14 des
Stators 2 mit einer Wellenlagerung 16 drehbar
gelagert ist.
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Zwischen
den Einheiten 2, 3 sind die Wellenabschnitte 12, 15 über eine
Kupplung 17 axial, radial und in Drehrichtung starr miteinander
verbunden, jedoch zerstörungsfrei
voneinander lösbar.
Hierzu weisen die Kupplungsglieder in der Achse 10 ineinandergreifende
Innen- und Außengewinde,
zylindrische Zentrierflächen
und axiale Spannflächen
auf. Die Welle 15 bildet den innenliegenden Kupplungszapfen 18 mit
dem Außengewinde
und eine Ringnut zur Aufnahme einer ringförmigen Dichtung 19.
Von der Kupplung 17 ausgehend und bis zur Halterung 6 ist die
Spindel 12 von einem ringförmigen Kanal 20 durchsetzt.
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Die
Teile 14, 15, 12, 9 sind von
gesonderten Einlässen 23, 24 des
Körpers 14 bis
zu Auslässen 25 am
Werkzeug 8 von einer ersten Kanalisierung 21 für Öl und einer
zweiten Kanalisierung 22 für Luft bis zum Werkzeug 8 gesondert
durchsetzt. Beim Werkzeug 8 münden die Kanalisierungen 21, 22 ineinander
und treten gemeinsam an den Auslässen 25 aus. Der
Einlass 23 der Kanalisierung 21 liegt in der Achse 10 und
der Einlass 24 davor und radial dazu.
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Innerhalb
des Rotors 15 schließt
an den Einlass 23 ein dünnes
Rohr 26 an, das festsitzend mit der Welle 15 verbunden
ist. Es liegt in der Achse 10 und reicht bis zum Werkzeug 8.
Sein hinteres Ende schließt über eine
als Axiallager ausgebildete, federbelastete Gleitdichtung 27 an
einen Anschlusskörper 28 an,
welcher am hinteren Ende des Körpers 14 befestigt
ist. Das vordere Ende des Rohres 26 bildet eine frei ausragende
Düse 29,
die zur Zerstäubung geeignet
ist. Je Schmierimpuls kann nur ein einziger Öltropfen an der Düse 29 freigegeben
werden.
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Zur
Abdichtung der Kanalisierung 22 und der Welle 15 gegenüber dem
Körper 14 sind
Dämpf-
und Dichtmittel 30 vorgesehen.
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Ein
nur durch Reibung gegenüber
dem Stator 2 verdrehgesichertes, hülsenförmiges Dichtglied 31 umgibt
die Welle 15 innerhalb der Lagerung 16. Die langgestreckte
Hülse 31 sowie
die Lagerung 16 sind mit zwei beiderseits des Einlasses 24 liegenden, ringförmigen Traggliedern 32 aus
einem Elastomer festgelegt, die axiale und radiale Spielbewegun gen erlauben.
Jedes Glied 32 ist in einer Ringnut 34 am Innenumfang
des Gehäuses 14 axial
gesichert und radial vorgespannt angeordnet. Entsprechende Glieder 32 übergreifen
auch die voneinander abgekehrten Stirnflächen der Lagerung 16 bzw.
von deren stationären
Außenringen,
die axial mit der Hülse 31 verspannt
sind. Diese, axial vorgespannten Glieder 32 dämpfen daher
auch Axialbewegungen. Die Welle 15 ist gegenüber der
Hülse 31 berührungsfrei
wobei der dazwischenliegende Spalt 33 beiderseits des Einlasses 24 in
entgegengesetzten Richtungen von dem Fluid durchströmt werden
kann. Nahe den Enden dieses Spaltes 33 weisen die zugehörigen Umfangsflächen Ringnuten
auf, welche an einen die Hülse 31 quer
durchsetzenden Auslass 40 für das Fluid angeschlossen sind.
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Zur
axialen Verspannung der Hülse 31 mit der
Lagerung 16 greift an deren vorderen Ende ein Spannglied 39 an,
welches unmittelbar am zugehörigen
Glied 32 axial und radial vorgespannt abgestützt ist.
Ein entsprechendes, jedoch mit einem Gewinde axial nachstellbares
Spannglied 36 für
die Innenringe der Lagerung 16 ist am hinteren Ende der
Welle 15 vorgesehen. Zwischen diesen Innenringen ist die Welle 15 dicht
von einem Zwischenkörper 38 umgeben,
welcher als Distanzglied mit den Innenringen axial verspannt ist
und den Spalt 33 begrenzt. Die aus dem Spalt 33 strömende Luft
gelangt nicht in die Lagerung 16. Vor der Lagerung 16 tritt
die Welle 15 unter Zwischenschaltung einer Dichtung, wie
eine Labyrinthdichtung, aus dem Körper 14 aus und bildet das
frei vorstehende Kupplungsglied 18.
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Zwischen
dem Rohr 26 und dem Innenumfang der Welle 15 ist
ein Ringkanal 41 der Kanalisierung 22 begrenzt,
dessen Querschnitte wesentlich größer als die des Rohres 26 sind.
Das hintere Ende 42 der Welle 15 reicht wie das
Glied 36 bis zur Dichtung 27. Die Kupplung 17 kann
die einzige axiale und radiale Halterung 43 des Stators 2 gegenüber dem Gehäuse 3 bilden.
Als Verdrehsicherung 44 für den Stator 2 kann
ein axial in einer Bohrung verschiebbarer, zur Achse 10 exzentrischer
Stab vorgesehen sein; es können
aber auch die an die Einlässe 23, 24 bzw.
den Auslass 40 angeschlossenen Leitungen, wie Schlauchleitungen,
als Verdrehsicherungen genügen.
Nach Lösen
der Kupplung 17 ist der Stator 2 einschließlich der
Welle 15 nach hinten vom Kopf 3, 12 abziehbar.
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Zwischen
den Gliedern 6, 7 sind die Kanäle 21, 22 in
einer Einrichtung 45 zusammengeführt, welche als Tropfenspender,
Mischeinrichtung und Zerstäuber
dient. Die Düse 29 ist
von einer Mischkammer 46 umgeben, an deren hinteres Ende
eine erweiterte Vorkammer 47 anschließt. Die Luft strömt aus dem
Kanal 41 über
eine exzentrisch neben dem Rohr 26 liegende, verengte Bohrung
beschleunigt in die Kammer 47 und umspült dann in der Kammer 46 die Düse 29.
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Innerhalb
der Spindel 12 und annähernd
bis zur Kupplung 17 ist das Rohr 26 in Abständen mit Gliedern 48 zentriert,
die am Außenumfang
des Rohres 26 festsitzend, z. B. durch Schweißung, angeordnet
sind. Jedes Zentrierglied 48 ist durch eine gegen axiale
Kompressionen gesicherte Federwendel mit im Abstand voneinander
liegenden Windungen aus einem Draht o. dgl. gebildet, dessen Durchmesser gleich
dem Radialabstand zwischen Rohr 26 und Körper 12 ist.
Dadurch liegt die Wendel radialspielfrei sowie ungefedert an den
Teilen 26, 12 an und bildet mit ihrer Wendellücke eine
Förderschnecke.
Diese fördert
die Luft bis zum vorderen Ende bzw. Düsenkopf 49 des Rohres 26.
Von der im Körper 9 liegenden
Kammer 46 geht nach vorne ein geradliniger, verengter Kanal
aus. Dieser schliesst gemäss 6 an
geradlinige Schrägkanäle 53 an,
deren vordere Enden bei bzw. zwischen den Gliedern 11 die
Auslässe 25 bilden.
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Das
Rohr 26 weist am hinteren Ende einen gesonderten Abschnitt 54 auf,
welcher als hülsenförmige Verdickung über seinen
Außenumfang
und sein hinteres Ende innerhalb des Zapfens 42 vorsteht,
der das hin tere Ende des Kanales 20 begrenzt. Von der Hülse 54 bis
zur Düse 29 ist
das Rohr 26 durch einen einteiligen Rohrabschnitt 55 gebildet.
Beide Abschnitte 54, 55 und die Welle 15 sind
festsitzend miteinander verbunden. Hinter dem Abschnitt 55 bildet der
Teil 54 ein Gehäuse
für ein
Ventil 56, wie ein federbelastetes Überdruck- bzw. Kugelventil,
welches bei Überdruck
am Einlass 23 öffnet.
Das hintere, schlankere Ende der Hülse 54 ist am Außenumfang mit
einer ringförmigen
Dichtung 59 axial und radial gegenüber der Welle 15 im
Zapfen 42 abgedichtet und in der Achse 10 wie
der Zapfen 42 von dem Ventil-Einlass durchsetzt. Die vormontierte
Einheit 54, 55, 56, 59 ist mit
einer Sicherung 60, wie einer Radialschraube, gegenüber der
Welle 15 axial und gegen Verdrehen gesichert. Nach Lösen ist
diese Einheit aus der Lagerung 16 nach vorne herausziehbar.
Die Sicherung 60 ist durch radiale Bohrungen in den Teilen 14, 31, 38 mit
einem Werkzeug zugänglich.
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Die
Lagerung 16 ist durch zwei beiderseits des Einlasses 24 liegende,
spielfreie Wälzlager,
wie Axial- und Radiallager oder Kugellager 61, 62 gebildet,
deren feststehende Außenringe
unmittelbar gegen die sowie mit der Hülse 31 und deren drehende Innenringe
unmittelbar gegen die sowie mit der Hülse 38 axial verspannt
oder form- bzw. kraftschlüssig
verbunden sind. Die Hülsen,
insbesondere die Hülse 38, können auch
mit den zugehörigen
Lagerringen eine Montageeinheit bilden, z. B. indem die jeweilige
Hülse mit
ihren Lagerringen fest verbunden, wie verklebt ist. Die Welle 15 kann
daher mit diesen Teilen und dem vordersten Ring 32 als
Einheit nach vorne aus dem Körper 14 herausgezogen
werden. Zwischen den Lagern 61, 62 liegt die Sicherung 60.
Am hinteren Ende des Körpers 28 ist
ein den Einlass 23 steuerndes Ventil 70, wie ein
elektronisch gesteuertes Schnell- oder Magnetventil mit seinem Gehäuse unmittelbar
befestigt. Sofern Flüssigkeit
an der Dichtung 27 austritt, gelangt sie innerhalb des
Gehäuses 14 auf
eine Schleuderscheibe 73, welche zwischen Lagerung 16 und
Spannglied 36 mit letzterem an der Welle 15 befestigt
ist und solche Leckflüssigkeit
radial nach außen
und vorbei an der Lagerung 16 schleudert, so dass sie aus
dem Gehäuse 14 abgeführt werden
kann. Bei Ausbildung der Glieder 48 aus einem Elastomer
könnten
diese auch radiale Dämpfmittel 74 für das Rohr 26 bilden.
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Die
mit der Hülse 31 den
Luftspalt bildende Bohrung des Gehäuses 14 begrenzt zwischen
den Lagern 61, 62 und den Gliedern 32 durch
eine Vertiefung eine die Hülse 31 ringförmig umgebende
und an den Einlass 24 angeschlossene Kammer 76.
Von dieser gehen über
diesen Spalt nach innen Radialkanäle 77 aus, welche
die Hülse 31 durchsetzen.
Die einander zugekehrten Umfänge
der Hülsen 31, 38 bilden eine
demgegenüber
kleinere Ringkammer 95, welche an die Kanäle 77 und
den Spalt 33 angeschlossen ist. Von der Kammer 95 gehen
radial nach innen Kanäle 71 aus,
welche die Teile 15, 38 durchsetzen und in den
Kanal 41, 20 münden.
Dadurch sind an den Einlass 24 angeschlossene Einlasskanäle 76, 77, 95, 71 gebildet.
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Für den automatischen
Werkzeugwechsel ist eine Einrichtung 78 zum Spannen und
Lösen des Werkzeuges 8 mit
einem Arbeitszylinder 79 vorgesehen, in dem ein Arbeitskolben 80 axial
verschiebbar ist. Das Zylindergehäuse ist fest mit dem Gehäuse 3 verbunden
und wie der Kolben 80 von der Spannspindel 7 durchsetzt,
welche den Kanal 20 begrenzt und die Glieder 48 aufnimmt.
Zwischen Zylindergehäuse
und Gehäuse 14 liegt
die Kupplung 17 zugänglich.
Das Spannglied 7 trägt
am vorderen Ende ein radial aufweitbares Verbindungsglied 81,
welches als Zange formschlüssig
und ausrückbar
in das hintere Ende des Werkzeuges 8 eingreift. Die Spindel 7 ist
aus drei axial aneinanderschließenden
Hülsenabschnitten
zusammengesetzt, deren hinterer das Kupplungsglied der Kupplung 17 bildet
und deren vorderer Abschnitt 82 die Zange 81 trägt, das
vordere Ende des Rohres 26 bei 94 zentriert aufnimmt
und von dem Verbindungskanal zwischen den Räumen 20, 47 durchsetzt
ist. Am mittleren Abschnitt ist eine diesen umgebende Spannfeder 83 abge stützt, welche
den Körper 9 in
die Halterung 6 zieht. Gegen diesen Mittelabschnitt läuft auch
der Kolben 80 beim Lösen
bzw. Vorschieben des Werkzeuges 8 an. Hinter der Feder 83 ist
der Außenumfang
des Mittelabschnittes mit einer Dichtung 84 gegenüber dem
Spindelkörper 12 abgedichtet.
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Die
hintere Dichtfläche
der Dichtung 27 ist von einem axial durch den Fluiddruck
oder eine Feder 86 verschiebbaren Druck- und Anschlusskörper 85 gebildet,
welcher in einem abnehmbaren, den Körper 28 tragenden
Deckel des Gehäuses 14 verschiebbar
geführt
ist. Nach Abnehmen dieses Deckels liegen die Teile 36, 42, 73 frei
zugänglich.
Von den beiderseits der Einlasskanäle liegenden Ringnuten 87 des
Spaltes 33 ist die vordere unmittelbar an die Radialbohrung 40 angeschlossen.
Die hintere Ringnut 87 umgibt das Glied 60, schließt ebenfalls unmittelbar
an eine Radialbohrung im Glied 31 an und mündet dann
innerhalb des Gehäuses 14 in
einen Längskanal 88,
in welchen auch der Auslass 40 mündet. Alle Kanäle 87, 40, 88 sind
an einen gemeinsamen Auslass 90 angeschlossen, welcher
zur Außenseite des Gehäuses 14 führt, zwischen
den Lagern 61, 62 liegt und eine erweiterte Verlängerung des
Auslasses 40 bildet.
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Die
Kanäle 76, 77, 95, 71 können in
Radialansicht innerhalb des Einlasses 24 liegen. Jeweils die
Kanäle 71 bzw. 77 können über den
Umfang axial gegeneinander versetzt sein. Eine am Außenumfang des
Körpers 14 liegende
Zugangsöffnung
zur Betätigung
der Sicherung 60 kann mit einem Verschluss 96 verschließbar sein
und den Kanal 88 durchsetzen. Bei horizontal liegender
Arbeitsausrichtung der Achse 10 liegt der Leckausgang 90 an
der Unterseite des Körpers 14,
so dass die Leckflüssigkeit
aufgrund von Gefälle
ausfließt.
Die axiale Bewegung des Spanngliedes 7 wird auch vom Körper 14 gegenüber dem Gehäuse 3 ausgeführt.
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Dies
gilt auch für
die Ausbildung nach 2. Hier weist jedoch die Statorhalterung 43 einen
am Gehäuse 3 befestigten
Halter 97 auf, welcher den Stator 2 nur am hinteren
Ende umgibt und an dessen Deckel bzw. Außenumfang mit einem Lager 98 radial so
schwingungsgedämpft
abgestützt
ist, dass der Stator 2 Axialbewegungen ausführen kann.
Die Kupplung 17 weist hier an einem der Wellenteile einen
axial in das andere Kupplungsglied 67 zentriert einschiebbaren
Steckzapfen 18 auf, welcher durch das vordere Ende der
Welle 15 gebildet ist. Zwischen Kupplungsglied 67 und
Stator 2 ist die Welle 15 von einem Spannglied 68,
nämlich
einer Überwurfmutter, umgeben,
welche mit einem Innengewinde in das Kupplungsglied 67 eingreift
und die beiden Kupplungsglieder 18, 67 über zwei
Zwischenglieder 63, 64 axial anschlagbegrenzt
gegeneinander verspannt. Das ringförmige, an der inneren Stirnfläche der
Mutter 68 abgestützte
Glied 63 weist am Innenumfang eine Schräg- bzw. Konusfläche auf. An ihr ist das, ringförmige und
kreisrunde Materialquerschnitte aufweisende, Glied 64 abgestützt. Das
Glied 64 greift in eine Umfangsnut des Zapfens 18 formschlüssig ein und
ist zwischen den Stirnflächen
der Glieder 67, 63 verspannt. Das Glied 64 kann
unter Verformung nachgeben, z. B. aus weichem Stahl bestehen, während alle übrigen Glieder 18 und 67, 68, 63 aus
härterem
Werkstoff bestehen, beispielsweise gehärtet sind. Durch diese Kupplung 17 ergibt
sich eine nur kraft- bzw. reibungsschlüssige Drehmitnahme und eine
günstige
Radialkompensation für
Abweichungen der Achsen 10 der Einheiten 3, 12 und 2, 15.
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Gemäss 3 liegen
die Glieder 18, 67 statt gemäss 2 mit zylindrischen
Schiebeflächen
mit spitzwinkligen Konusflächen
aneinander an, so dass das Glied 64 nicht an der freien
Stirnfläche
des Gliedes 67 abgestützt
ist, jedoch trotzdem die axiale Spannkraft der Mutter 68 auf
das Glied 18 überträgt.
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Gemäss 4 umgibt
der Halter 97 das vordere Ende des Gehäuses 14, welches eine
Umfangsnut für
den Eingriff des Gliedes 98 aufweist. Dieses Glied 98 kann
das Gehäuse 14 elastisch
gedämpft oder
starr gegen die hintere Stirnseite des Halters 97 spannen,
so dass der Abstand zwischen den Gehäusen 3, 14 stets
gleich bleibt. Die Öffnungen 24, 90 liegen
hinter dem Glied 98, nämlich
die Öffnung 90 achsgleich
zum Glied 60.
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Die
Kupplung 17 liegt vollständig innerhalb des Halters 97,
wobei das Glied 18 das Glied 67 am Außenumfang
umgibt. Beim axialen Verstellen der Spindel 7 wird das
Glied 67 gegenüber
dem Glied 18 axial verschoben, bleibt jedoch mit diesem
drehschlüssig
verbunden. Hierzu greifen die Glieder 18, 67,
beispielsweise nach Art einer Keilwellenverbindung, mit axialen
Nuten und Stegen ineinander.
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Gemäss 5 ist
nur die Kanalisierung 22 und nicht die Kanalisierung 21 vorgesehen,
so dass das Rohr 26 einschließlich des Einlasses 23 und
der zugehörigen
Bauteile entfällt.
Der Längskanal 41 ist als
Sacklochbohrung vorgesehen, die nahe bei ihrem Boden an die Querkanäle 71 anschließt. Über den Einlass 24 wird
Kühlschmierstoff
oder ein Schmier-Aerosol zugeführt.
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Gemäss 6 ist
keine maschinelle Wechseleinrichtung 78 für das Werkzeug 8 vorgesehen. Das
Gehäuse 14 ist
unmittelbar sowie radial zentriert gegen das hintere Ende des Gehäuses 3 gespannt. Die
Hülse 31 bildet
unmittelbar mit dem Zapfen 42 den Spalt 33, so
dass sich die Teile 31, 42 nicht berühren. Statt
der Wälzlager 61, 62 wird
hier das Lager nur als Spaltlager durch den Spalt 33 gebildet,
zwischen dessen Enden die Kanalabschnitte des zum Einlass 24 gehörenden Einlasskanales
liegen. Diese Kanalabschnitte liegen auch zwischen den als Lagern
vorgesehenen Gliedern 32. Das Glied 60 ist durch
den Einlass 24 zugänglich.
Das Glied 67 der Kupplung 17 ist unmittelbar durch
das hintere En de des Spindelkörpers 12 gebildet
und umgibt das Kupplungsglied 18 innerhalb der hinteren
Stirnwand des Gehäuses 3.
Die Hülse 31 ist
gegenüber
dem Gehäuse 14 mit
einem Glied 65, wie einer Radialschraube, axial sowie in
Drehrichtung formschlüssig gesichert.
Nach Lösen
dieses Gliedes 65 und axialer Spannglieder für das Gehäuse 14 kann
der Stator 2 einschließlich
Welle 15 nach hinten von den Teilen 3, 12 abgezogen
und gelöst
werden. Es ist aber auch denkbar, nur den Stator 2 abzuziehen
und die Welle 15 in Kupplungsverbindung mit der Spindel 12 zu
belassen. Die Lecköffnung 90 schließt hier
an den stationär
vom Außenumfang
der Hülse 31 begrenzten Spalt
hinter dem hintersten Glied 32 im Bereich des hinteren
Endes des Zapfens 42 an.
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Gemäss 7 ist
die Welle 15 noch kürzer und
sie liegt ungelagert frei im Gehäuse 14,
in welchem sie von einem an die Öffnung 90 angeschlossenen
Ringraum umgeben ist. Auch hier entfällt wie bei der Ausbildung
nach 5 die Kanalisierung 21, jedoch ist die
Kanalisierung 22 an den axialen Einlass 23 angeschlossen.
Zwischen den Gehäusen 2, 3 ist
eine axial vorgespannte Ringdichtung vorgesehen, welche die miteinander
verbundenen Innenräume
dieser Gehäuse
nach außen
abdichtet. Auch hier entfällt
die Einrichtung 78 für
den maschinellen Werkzeugwechsel.
-
Durch
die beschriebene Ausbildung wird verhindert, dass aus den Lagern 61, 62 der
dort vorhandene Schmierstoff durch die im Spalt 33 strömende Luft
ausgeblasen wird. Ferner werden Schwingungen axial und radial gedämpft. Dies
ergibt sich insbesondere, weil die Umfänge der Paarung 31, 38 einerseits
radial berührungsfrei
sind und die Umfänge
sowie Enden der Paarung 14, 31 einschließlich der
Lager-Außenringe
radial bzw. axial nur über
Dämpfglieder
aneinander anschließen
und ansonsten ebenfalls berührungsfrei
sind. Das Glied 64 kann ein offener Ring sein, dessen Enden
einander mit geringem Abstand gegenüberliegen, so dass er ohne
Stauchungen im Durchmesser verengt werden kann. Alle Merkmale aller
Ausführungsformen
können
einander hinzugefügt
bzw. miteinander kombiniert werden. Die erläuterten Eigenschaften und Wirkungen
können genau
oder im Wesentlichen bzw. nur ungefähr wie beschrieben vorgesehen
sein und je nach den Erfordernissen auch stärker davon abweichen.