DE3731183C1

DE3731183C1 - Adjusting drive for a hollow control rod, axially displaceable in a rotating machine-tool spindle, of a tool chucker provided in the spindle

Info

Publication number: DE3731183C1
Application number: DE19873731183
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Effenberger; Helmut Heel
Original assignee: A Ott GmbH
Current assignee: Ott Maschinentechnik GmbH
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1987-09-17
Publication date: 1988-08-18
Also published as: DE8712550U1

Abstract

The adjusting drive for a hollow control rod (3), axially displaceable in a rotating machine-tool spindle, of a tool chucker provided in the spindle has a cylinder housing (6) arranged so as to be fixed in terms of rotation and having a piston (4) which is axially movable in the cylinder housing (6) and can be brought into interaction with the control rod (3). The control rod (3) is guided through the piston (4) in an axially displaceable manner. To feed a gaseous or liquid medium, a feed tube (17) is provided, the outer end (17a) of which is screwed to the free end (3a) of the control rod (3) and which is mounted by means of ball bearings (18) in an attachment housing (10) axially displaceable together with the control rod (3). A mechanical face seal (20) is arranged between the inner end (17b) of the feed tube (17) and a feed bore (19) provided in the attachment housing (10). The cylinder housing (6) has a housing extension (6a) which encloses the attachment housing (10). With a ball guide (12) or sliding bearings (13) in between, the attachment housing (10) is radially supported in the housing extension (6a), is mounted in an axially displaceable manner and is secured against rotation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Verstellantrieb für eine in einer rotierenden Werkzeugmaschinenspindel axial verschieb bare, hohle Steuerstange eines in der Spindel vorgesehenen Werkzeugspanners, mit einem drehfest angeordneten Zylinder gehäuse, mit einem darin axial beweglichen, mit der Steuerstange in Wirkverbindung bringbaren Kolben, durch den die Steuerstange axial verschiebbar hindurchgeführt ist, mit einem zur Zufuhr eines gasförmigen oder flüssigen Mediums vorgesehenen Zuführungsrohr, dessen äußeres Ende mit dem freien Ende der Steuerstange verschraubt ist und das mittels Wälzlager in einem drehfesten, zusammen mit der Steuerstange axial verschiebbaren Anschlußgehäuse ge lagert ist, mit einer zwischen dem inneren Ende des Zufüh rungsrohres und einer im Anschlußgehäuse vorgesehenen Zu führbohrung angeordneten Gleitringdichtung, sowie mit einem am freien Ende des Zylindergehäuses vorgesehenen Gehäuse fortsatz.The invention relates to an adjustment drive for a axially shift a rotating machine tool spindle bare, hollow control rod one provided in the spindle Tool clamps with a non-rotatable cylinder housing, with a piston which is axially movable therein and can be operatively connected to the control rod which the control rod is axially displaceable is, with one for the supply of a gaseous or liquid Medium provided feed pipe, the outer end is screwed to the free end of the control rod and that by means of rolling bearings in a non-rotatable, together with the control rod axially displaceable connector housing ge is stored, with one between the inner end of the feeder tion tube and one provided in the connection housing Guide bore arranged mechanical seal, as well as with a provided at the free end of the cylinder housing continued.

Bei einem derartigen bekannten Verstellantrieb (interner Stand der Technik) ist die Steuerstange in dem Gehäusefort satz mittels eines Nadellagers drehbar und axial verschieb bar gelagert. Das freie Ende der Steuerstange ragt aus dem Gehäusefortsatz heraus und ist über eine Muffe mit dem Zu führungsrohr verbunden. Das Anschlußgehäuse hängt frei in der Luft und ist nur über das Zuführungsrohr gehalten. Über einen Verbindungsschlauch kann dem Anschlußgehäuse Kühl- Schmiermittel unter Druck zugeführt werden, welches durch das Zuführungsrohr und die hohle Steuerstange zu dem Werk zeug gelangt. Anstelle von Kühl-Schmiermittel kann man beim Werkzeugwechsel über das Anschlußgehäuse, das Zufüh rungsrohr und die hohle Steuerstange wahlweise auch Druck luft zuführen, um mit dieser Druckluft eventuelle Verun reinigungen der Werkzeugaufnahme in der Werkzeugmaschinen spindel oder auch am Schaft des einzuwechselnden Werkzeuges anhaftende Verunreinigungen wegzublasen. Bei dem bekannten Steuerantrieb ist die Spindeldrehzahl durch das Nadellager auf ca. 10 000 U/min begrenzt. Außerdem wird das Nadellager durch das am Zuführungsrohr hängende Anschlußgehäuse und dem mit diesem verbundenen Verbindungsschlauch zusätzlich belastet, was zu einem raschen Verschleiß des Nadellagers führen kann.In such a known adjustment drive (internal State of the art) is the control rod in the housing Set rotatable and axially displaceable by means of a needle bearing stored in cash. The free end of the control rod protrudes from the Housing extension out and is over a sleeve with the Zu guide tube connected. The connection housing hangs freely in the air and is only held over the feed pipe. over a connecting hose can Lubricants are supplied under pressure, which by the feed pipe and the hollow control rod to the plant stuff arrived. Instead of cooling lubricants you can when changing tools via the connection housing, the feed pipe and the hollow control rod optionally also pressure supply air in order to avoid possible contamination with this compressed air cleaning of the tool holder in machine tools spindle or on the shank of the tool to be replaced to blow away adhering impurities. With the known The control drive is the spindle speed through the needle bearing limited to approx. 10,000 rpm. In addition, the needle bearing through the connection housing hanging on the feed pipe and the connecting hose connected to this additionally loads, which leads to rapid wear of the needle bearing can lead.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Verstellantrieb für eine in einer rotierenden Werkzeugmaschi nenspindel axial verschiebbare, hohle Steuerstange der ein gangs erwähnten Art zu schaffen, welcher bei verschleißarmer Ausführung höhere Spindeldrehzahlen als bisher zuläßt und auch bei diesen hohen Dreh zahlen (über 10 000 U/min) eine Kühl-Schmiermittelzufuhr zum Werkzeug durch die mit der Spindel rotierende hohle Steuerstange ermöglicht.The invention is therefore based on the object Adjustment drive for a rotating machine tool axially displaceable, hollow control rod of the one gangs mentioned type to create, which allows higher spindle speeds than before in low-wear design and also at this high rotation pay (over 10,000 rpm) a coolant lubricant supply to the tool through the hollow rotating with the spindle Control rod enables.

Dies wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Ge häusefortsatz das Anschlußgehäuse umschließt, daß das An schlußgehäuse, in dem das Zuführungsrohr mittels Kugellager gelagert ist, unter Zwischenschaltung einer Kugelführung (Kugelbüchse) oder von Gleitlagern in dem Gehäusefortsatz radial abgestützt und axial verschiebbar gelagert ist und daß das Anschlußgehäuse gegenüber dem Gehäusefortsatz durch eine Verdrehsicherung gegen Drehung gesichert ist.This is achieved in connection with the preamble features according to the invention in that the Ge housing extension encloses the connection housing that the An final housing, in which the feed tube is mounted by means of ball bearings, with the interposition of a ball guide (Ball bushing) or plain bearings in the housing extension is supported radially and axially displaceably and that the connection housing against the housing extension by an anti-rotation device is secured against rotation.

Bei dem erfindungsgemäßen Verstellantrieb ist das Anschluß gehäuse in dem Gehäusefortsatz radial abgestützt, so daß Querkräfte, die durch das Gewicht des Anschlußgehäuses und des Verbindungsschlauches entstehen können, von den erfindungsgemäß vorgesehenen Kugel lagern für das Zuführungsrohr ferngehalten werden. Außerdem erfolgt über die im Anschlußgehäuse vorgesehenen Kugellager nicht nur eine radiale Abstützung des Zuführungsrohres, sondern auch des freien Endes der Steuerstange, die mit dem Zuführungsrohr fest verschraubt ist. Das Zuführungsrohr kann im Bereich der Kugellager einen verhältnismäßig kleinen Außendurch messer aufweisen, so daß auch Kugellager mit verhältnis mäßig kleinen Außendurchmessern verwendet werden können. In the adjustment drive according to the invention, the connection is Radially supported housing in the housing extension, so that Shear forces caused by the weight of the junction box and of the connecting hose can arise from the ball provided according to the invention store for the feed pipe to be kept away. In addition, the im The connector housing provided not only one ball bearing radial support of the feed tube, but also the free end of the control rod that is connected to the feed pipe is screwed tight. The feed pipe can be in the area the ball bearing has a relatively small outside diameter have knives so that even ball bearings with ratio moderately small outside diameters can be used.

Dank dieser kleinen Außendurchmesser und aufgrund der Tat sache, daß bei Kugellagern die zulässige Drehzahl größer ist als bei Nadellagern, ist der erfindungsgemäße Verstellantrieb für hohe Spindeldrehzahlen von ca. 10 000 bis 40 000 U/min geeig net, wobei auch noch bei diesen hohen Drehzahlen die Kühl- Schmiermittelzufuhr zum Werkzeug sichergestellt ist. Da Querkräfte, die durch das Gewicht des Anschlußgehäuses und des Verbindungsschlauches entstehen können, beim erfindungs gemäßen Verstellantrieb von den Kugellagern ferngehalten wer den, weisen diese einen geringen Verschleiß und damit eine hohe Lebensdauer auf.Thanks to this small outside diameter and due to the fact thing that with ball bearings the permissible speed is greater is than in needle bearings, the adjustment drive according to the invention is for high Spindle speeds of approx. 10,000 to 40,000 rpm are suitable net, even at these high speeds the cooling Lubricant supply to the tool is ensured. There Shear forces caused by the weight of the junction box and of the connecting hose can arise when fiction appropriate adjustment drive kept away from the ball bearings the, they show little wear and tear long service life.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on a in the drawing voltage schematically illustrated embodiment.

Die Zeichnung zeigt einen Axialschnitt des erfindungsgemäßen Verstellantriebes.The drawing shows an axial section of the invention Adjustment drive.

Ein Tragflansch 1 ist mit einem strichpunktiert dargestellten Spindelstock 2 verschraubt. In dem Spindelstock 2 ist eine nicht dargestellte Werkzeugmaschinenspindel, die einen ebenfalls nicht dargestellten Werkzeugspanner enthält, drehbar gelagert. Der Werkzeugspanner weist eine am An zugsbolzen des Werkzeuges angreifende Spannzange auf. Die Spannzange ist mit einer Steuerstange 3 verbunden, die unter der Wirkung von ebenfalls nicht dargestellten Tellerfedern nach rechts gemäß Zeichnung gedrückt wird. Hierdurch schließt sich die Spannzange um den Anzugsbolzen und zieht das Werkzeug in die kegelige Aufnahmebohrung der Spindel.A support flange 1 is screwed to a headstock 2 shown in phantom. In the headstock 2 , a machine tool spindle, not shown, which contains a tool clamp, also not shown, is rotatably mounted. The tool clamp has a collet that engages the pull stud of the tool. The collet is connected to a control rod 3 , which is pressed to the right according to the drawing under the action of disc springs, also not shown. This closes the collet around the pull stud and pulls the tool into the tapered mounting hole of the spindle.

Um die Steuerstange 3 in umgekehrter Richtung entgegen der Kraft der Tellerfedern verschieben zu können, wodurch die Spannzange geöffnet und das Werkzeug aus der Spindel ausge stoßen wird, ist ein hydraulisch beaufschlagbarer, mit der Steuerstange 3 in Wirkverbindung bringbarer Kolben 4 vorgesehen, der in dem Zylinder 5 eines Zylindergehäuses 6 axial verschiebbar ist. Das Zylindergehäuse 6 ist drehfest mit dem Tragflansch 1 verbunden und in axialer Richtung gegenüber dem Tragflansch 1 begrenzt verschiebbar. Nähere Einzelheiten, wie in bekannter Weise die Betätigung bzw. Verstellung der Steuerstange 3 mittels des Kolbens 4 erfolgt, sind in der DE-OS 35 33 623 be schrieben.In order to be able to move the control rod 3 in the opposite direction against the force of the plate springs, whereby the collet is opened and the tool is pushed out of the spindle, a hydraulically actuated piston 4 , which can be brought into operative connection with the control rod 3, is provided, which in the cylinder 5 of a cylinder housing 6 is axially displaceable. The cylinder housing 6 is non-rotatably connected to the support flange 1 and can be displaced in the axial direction relative to the support flange 1 to a limited extent. Further details of how the actuation or adjustment of the control rod 3 by means of the piston 4 takes place in a known manner are described in DE-OS 35 33 623 be.

Das Zylindergehäuse 6 weist einen Gehäusefortsatz 6 a auf. In diesem Gehäusefortsatz 6 a sind zwei Längsbohrungen 7, 8 vorgesehen, über die Hydrauliköl in die zu beiden Seiten des Kolbens 4 liegenden Zylinderräume unter Druck eingelei tet werden kann.The cylinder housing 6 has a housing extension 6a. In this housing extension 6 a , two longitudinal bores 7, 8 are provided, via which hydraulic oil can be introduced under pressure into the cylinder spaces lying on both sides of the piston 4 .

Die Steuerstange 3 ist hohl ausgebildet und durch den Kolben 4 axial verschiebbar hindurchgeführt.The control rod 3 is hollow and is axially displaceable through the piston 4 .

In einer zentralen Bohrung 9, 9 a des Gehäusefortsatzes 6 a ist ein Anschlußgehäuse 10 radial abgestützt und axial ver schiebbar gelagert. Das Gehäuse 10 weist eine zylindrische Mantelfläche 11 auf. Die radiale Abstützung des Anschlußge häuses 10 und seine verschiebbare Lagerung kann entweder mittels der in der Zeichnung, rechts oben, dargestellten Kugelführung 12, die auch als Kugelbüchse bezeichnet wird, oder, wie es in der Zeichnung rechts unten dargestellt ist, mittels Gleitlagern 13 erfolgen. Die Kugelführung 12 besteht aus mehreren Reihen von Kugeln 12 a, die in einem Kugelkäfig rohr 12 b gehalten sind.In a central bore 9, 9 a of the housing extension 6 a , a connection housing 10 is supported radially and axially slidably mounted ver. The housing 10 has a cylindrical lateral surface 11 . The radial support of the connecting housing 10 and its displaceable mounting can be done either by means of the ball guide 12 shown in the drawing, top right, which is also referred to as a ball bushing, or, as shown in the drawing below right, by means of plain bearings 13 . The ball guide 12 consists of several rows of balls 12 a , the tube 12 b are held in a ball cage.

Um eine Verdrehung des Anschlußgehäuses 10 gegenüber dem Gehäusefortsatz 6 a zu verhindern, ist in der zylindrischen Mantelfläche 11 eine axiale Nut 14 vorgesehen, in welche ein in einer radialen Bohrung 15 des Gehäusefortsatzes 6 a angeordneter Haltestift 16 eingreift.In order to prevent rotation of the connection housing 10 relative to the housing extension 6 a , an axial groove 14 is provided in the cylindrical lateral surface 11 , into which a retaining pin 16 arranged in a radial bore 15 of the housing extension 6 a engages.

Mit dem freien Ende 3 a der Steuerstange 3 ist das äußere Ende 17 a eines Zuführungsrohres 17 verschraubt. Das Zufüh rungsrohr 17 weist einen im Durchmesser verjüngten Abschnitt 17 b auf, der mittels Kugellagern 18 drehbar und gegenüber dem Anschlußgehäuse 10 axial unverschiebbar gelagert ist. Zwischen dem inneren Ende 17 b und einer im Anschlußgehäuse 10 vorgesehenen Zuführbohrung 19 ist eine sogenannte Gleit ringdichtung 20 vorgesehen. Derartige Gleitringdichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und haben senk recht zur Drehachse stehende Gleitflächen. Der Gleitring 20 a wird mittels Federn 21 an die Stirnfläche des Zufüh rungsrohres 17 angepreßt. Durch einen Haltestift 22 ist der Gleitring 20 a gegen Drehung gesichert.With the free end 3 a of the control rod 3 , the outer end 17 a of a feed pipe 17 is screwed. The feed pipe 17 has a tapered section 17 b , which is rotatable by means of ball bearings 18 and axially immovable relative to the connection housing 10 . Between the inner end 17 b and a feed bore 19 provided in the connection housing 10 , a so-called sliding ring seal 20 is provided. Such mechanical seals are known in different designs and have perpendicular to the axis of rotation sliding surfaces. The slide ring 20 a is pressed by means of springs 21 to the end face of the feed tube 17 . The slide ring 20 a is secured against rotation by a retaining pin 22 .

Über einen an die Zuführbohrung 19 angeschlossenen Verbindungs schlauch 23 kann Kühl-Schmiermittel unter Druck dem dreh festen Anschlußgehäuse 10 zugeführt werden. Durch die Zu führbohrung 19, das Zuführungsrohr 17 und die hohle Steuer stange 3 gelangt dieses Kühl-Schmiermittel zum Werkzeug. Die Steuerstange 3 und das Zuführungsrohr 17 rotieren dabei zusammen mit der Spindel. Alle übrigen dargestellten Teile des Verstellantriebes rotieren nicht. Beim Werkzeugwechsel kann über den Verbindungsschlauch 23 in der beschriebenen Weise anstelle von Kühl-Schmiermittel auch Druckluft zum Reinigen der Werkzeugaufnahmebohrung der Spindel und des Werkzeugschaftes zugeführt werden.Via a connecting hose 23 connected to the supply bore 19 , coolant-lubricant can be supplied to the non-rotatable connection housing 10 under pressure. Through the guide bore 19 , the feed tube 17 and the hollow control rod 3 , this cooling lubricant reaches the tool. The control rod 3 and the feed tube 17 rotate together with the spindle. All other parts of the adjustment drive shown do not rotate. When changing tools, compressed air for cleaning the tool receiving bore of the spindle and the tool shaft can also be supplied in the manner described above instead of cooling lubricant via the connecting hose 23 .

Claims

1. Adjustment drive for a machine spindle in a rotating machine spindle, axially displaceable, hollow control rod of a tool clamp provided in the spindle, with a non-rotatably arranged cylinder housing, with an axially movable piston that can be brought into work connection with the control rod, through which the control rod passes axially is with a feed pipe for supplying a gaseous or liquid medium, the outer end of which is screwed to the free end of the control rod and which is mounted by means of roller bearings in a rotationally fixed, together with the control rod axially displaceable connection housing, with one between the inner End of the feed pipe and a provided in the connection housing supply bore mechanical seal, and with a housing extension provided at the free end of the cylinder housing, characterized in that the housing extension ( 6 a ) encloses the connection housing ( 10 ) that the Connection housing ( 10 ), in which the feed tube ( 17 ) is mounted by means of ball bearings ( 18 ), with the interposition of a ball guide (ball bushing) ( 12 ) or slide bearings ( 13 ) in the housing extension ( 6 a) radially supported and axially displaceable is mounted and that the connection housing ( 10 ) is secured against rotation with respect to the housing extension ( 6 a) by an anti-rotation device ( 14-16 ).

2. Adjustment drive according to claim 1, characterized in that the connection housing ( 10 ) has a cylindrical surface ( 11 ).

3. Adjustment drive according to claim 2, characterized in that in the cylindrical lateral surface ( 11 ) an axial groove ( 14 ) is provided, in which a in a radial bore ( 15 ) of the housing extension ( 6 a) arranged retaining pin ( 16 ) engages.