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Dokumentenidentifikation DE102004019722B4 25.10.2007
Titel Spindelstock für eine Drehmaschine
Anmelder Dr.-Ing. Robert Stopp Werkzeugmaschinen GmbH, 69469 Weinheim, DE
Erfinder Stopp, Bernd, Dipl.-Ing., 69502 Hemsbach, DE;
Müller, Martin, Dipl.-Ing.(FH), 69120 Heidelberg, DE
Vertreter Reiser, T., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 69469 Weinheim
DE-Anmeldedatum 20.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004019722
Offenlegungstag 01.12.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2007
IPC-Hauptklasse B23B 19/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelstock nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Drehmaschinen mit einem Spindelstock sind unter den Bezeichnungen Mittendrehmaschine und Mittenantriebsmaschine bekannt. Sie haben den Vorteil, dass zwei Enden des Werkstücks gleichzeitig bearbeitet werden können. Hierdurch können die Bearbeitungszeiten erheblich reduziert werden.

Ein typisches Einsatzgebiet für solche Maschinen ist die Fertigbearbeitung von achs- oder rohrförmigen Komponenten. Aufgrund der Entwicklung der Werkstoffe und des Strebens nach einer Gewichtsreduktion von Bauteilen werden diese Komponenten immer kleiner. So liegen typische Durchmesserbereiche für die Werkstücke im Bereich 15 bis 50 mm und die Werkstücklängen beginnen oft bei 80 bis 100 mm. Bekannte Drehmaschinen sind zur Bearbeitung dieser Werkstücke in der Regel nicht geeignet, jedenfalls nicht mit der erforderlichen Bearbeitungsgenauigkeit. An die Rundlaufgenauigkeit der Drehmaschinen werden erhöhte Anforderungen gestellt, da moderne Formgebungsverfahren endkonturnahe Rohteile erzeugen, welche durch die Bearbeitung in der Drehmaschine fertig bearbeitet werden. Hierbei steht die Zerspanungsleistung weniger im Vordergrund als die die Bearbeitung kurzer Bauteile ermöglichende kurze Spannlänge, eine hohe Rundlaufgenauigkeit sowie eine schnelle automatische Be- und Entladung der Maschine.

Eine Mittendrehmaschine ist aus der DE 32 47 586 A1 bekannt. Die aus diesem Dokument bekannte Drehmaschine ist für die Bearbeitung von schmalen, ring- oder scheibenförmige Werkstücke bestimmt. Zum Einspannen des Werkstücks sind mehrere über den Umfang verteilte Backen vorgesehen, welche über zwei gegeneinander verdrehbare Ringe verstellt werden. Durch eine an den Ringen vorgesehene Exenterfläche werden die Backen dabei nach innen bewegt, bis sie an dem Werkstück angreifen und dieses einspannen. Nachteilig bei dieser Gestaltung ist jedoch, dass keine hohen Rundlaufgenauigkeiten erzielt werden können. Zudem ist zum Antrieb der Drehspindel ein außenliegender Riementrieb vorgesehen, welcher anfällig für Verschmutzungen ist. Insbesondere beim Zerspanen anfallende Späne und Metallpartikel können an dem Riementrieb angreifen und diesen in kurzer Zeit zerstören.

Eine weitere Mittendrehmaschine ist aus der US 2,619,709 bekannt. Das Einspannen des Werkstücks erfolgt hier über Backen, welche durch Verdrehen eines schneckenförmiges Bauteil betätigt werden. Auch bei dieser Gestaltung können hohe Rundlaufgenauigkeiten nicht erreicht werden. Zudem ist die Betätigung des Backenfutters technisch aufwendig und zeitintensiv, was bei einer automatisierten Produktion nachteilig ist.

Die DE 31 22 254 A1 beschreibt Werkstück-Spannfutter für Drehmaschinen. Die in dieser Schrift beschriebenen Spannfutter für Mittendrehmaschinen weisen Federn auf, welche die Backen des Spannfutters vorspannen. Sie sind in einer radialen Richtung angeordnet und wirken direkt, d.h. ohne Übersetzung auf die Spannelemente. Zum Entspannen der Spannelemente sind zwei Schwenkhebel vorgesehen, die beim Stillstand der Maschine über einen Stößel betätigt werden. Die DE 31 22 254 A1 beschreibt darüber hinaus auch Spannfutter für Drehmaschinen ohne Mittenantrieb. Deren Federn zur Vorspannung der Spannelemente sind in einer axialen Richtung angeordnet. Die vorbekannten Spannfutter für Mittendrehmaschinen haben jedoch den Nachteil, dass keine hohen Spannkräfte erzeugt werden können. Zudem ermöglichen Sie keine kompakte Ausführung der Drehmaschine, welche Voraussetzung für die Bearbeitung von Werkstücken mit kurzer Länge ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spindelstock und eine Drehmaschine mit einem solchen Spindelstock derart weiterzuentwickeln, dass dieser nicht nur eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit ermöglicht sondern auch eine geringe axiale Baulänge aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs genannten Spindelstock und einer Drehmaschine mit einem solchen Spindelstock durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die durch einen Energiespeicher, beispielsweise eine Feder erzeugte Spannkraft ermöglicht es, ein Werkstück sicher und vor allem schnell in der Aufnahme zu fixieren. Aufwendige mechanische Zustellbewegungen sind nicht erforderlich, so dass die Be- und Entladung der Drehmaschine zeitsparend erfolgen kann. Hierbei garantiert die erfindungsgemäße Gestaltung eine hohe Rundlaufgenauigkeit und ermöglicht, aufgrund der kurzen erzielbaren Baulänge in Richtung der Maschinenachse, die Bearbeitung von Werkstücken mit einer geringen Längsabmessung. Die erfindungsgemäße Gestaltung ermöglicht zudem eine räumliche Trennung von Energiespeicher und Spannvorrichtung. Dabei ermöglicht die Spannzange, das Werkstück besonders einfach und schnell an der Drehspindel zu fixieren.

Eine hohe Stabilität und damit eine hohe Rundlaufgenauigkeit wird dadurch erreicht, dass die Drehspindel über zwei Lagerstellen um die Maschinenachse drehbar an dem Spindelstockkörper gelagert ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Spindelantrieb als ein Riemen und Riemenscheibe aufweisender Riementrieb ausgebildet.

Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, dass der Riemen und die Riemenscheibe in einem zwischen den zwei Lagerstellen liegenden Bereich angeordnet ist. Hierdurch wird insbesondere eine kompakte Bauform erreicht bei der der Riementrieb gut vor Spänen und Verschmutzungen geschützt werden kann.

Eine besonders kompakte Bauform wird auch dadurch erreicht, dass die wenigstens eine Ausnehmung als Durchgangsbohrung ausgebildet ist.

Gemäß einer Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist der wenigstens einen Ausnehmung auf ihrer ersten Seite eine Aufnahme für den Energiespeicher zugeordnet.

Vorteilhafter Weise weist die wenigstens eine Ausnehmung einen erweiterten, die Aufnahme für den Energiespeicher bildenden Abschnitt auf.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das wenigstens eine Kraftübertragungselement in einer Richtung parallel zur Maschinenachse.

Eine hohe Spannkraft bei kompakter Bauform wird dadurch erreicht, dass mehrere Ausnehmungen, welche jeweils mit einem Kraftübertragungselement und einem Energiespeicher versehen sind, insb. gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt in der Drehspindel angeordnet sind.

Vorteilhafter Weise ist der Energiespeicher als Feder ausgebildet, welche insb. eine Mehrzahl von Federelementen aufweisendes Federpaket aufweist. Die Feder kann z.B. kostengünstig aus einer Mehrzahl von Tellerfedern zusammengesetzt sein.

Gemäß einer vorteilhaften Bauform ist das Kraftübertragungselement über einen ersten Verbindungsabschnitt auf einer ersten Seite der Drehspindel mit dem Energiespeicher verbunden und überträgt über einen zweiten Verbindungsabschnitt auf einer zweiten Seite der Drehspindel die durch den Energiespeicher erzeugte Spannkraft zur Spannvorrichtung. Hierdurch kann insbesondere eine kompakte Bauform erreicht werden, bei der der Energiespeicher (Feder) auf der einen Seite der Drehspindel angeordnet und ggf. ganz oder teilweise in dieser aufgenommen ist.

Erfindungsgemäß kann dabei das Kraftübertragungselement über Zwischenelemente mit dem Energiespeicher und/oder der Spannvorrichtung verbunden sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannkraft von dem Kraftübertragungselement auf wenigstens einen Druckkörper mit einer zur Maschinenachse geneigten Innenfläche übertragen wird, und dass die geneigte Innenfläche des wenigstens einen Druckkörpers mit einer korrespondierenden geneigten Außenflächen der Spannvorrichtung zusammenwirkt. Durch die geneigten Innenfläche und Außenfläche wird eine Wirkung nach Art eines Keils erzielt, um die für das Einspannen des Werkstücks erforderliche Kraft zu vergrößern. Hierbei können die geneigten Innen- und Außenflächen z.B. jeweils konusförmig ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß kann weiterhin die Entspanneinrichtung ein Betätigungselement aufweisen, durch welches das Kraftübertragungselement entgegen der Spannkraft des Energiespeichers in eine Freigabeposition bewegt werden kann, um die auf die Spannvorrichtung wirkende Spannkraft zu reduzieren oder aufzuheben.

Vorteilhafterweise weist die Entspanneinrichtung wenigstens einen am Spindelstockkörper festgelegten Druckzylinder auf, über welchen das Betätigungselement bewegt werden kann. Hierdurch kann die Spannvorrichtung hydraulisch oder auch pneumatisch entspannt werden, um das Werkstück zu entnehmen, wobei ein besonders schneller automatisierter Wechsel des Werkstücks erfolgen kann. Indem der Druckzylinder an dem Spindelstockkörper festgelegt ist, ist der Anschluss des nicht rotierenden Druckzylinders besonders einfach, da keine aufwendigen und von der Dichtigkeit problematischen Anschlüsse in das rotierende System vorgesehen werden müssen.

Alternativ kann die Entspanneinrichtung wenigstens einen am Spindelstockkörper festgelegten Hebelmechanismus aufweisen. Auch über diesen kann die Spannvorrichtung automatisiert entspannt werden.

Indem die Spannvorrichtung als Segmentspannzange ausgebildet ist, kann das Werkstück besonders einfach und schnell an der Drehspindel fixiert werden.

Eine besonders hohe Rundlaufgenauigkeit wird dadurch erreicht, dass die Segmentspannzange als Doppelkonuszange ausgebildet ist.

Eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit wird auch dadurch erreicht, dass die Spannvorrichtung wenigstens zwei axial von einander beabstandete Spannstellen für das Werkstück bildet.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellte Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

1: Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;

2: Eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spindelstocks;

3: Eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spindelstocks.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Drehmaschine mit einem auf einem Maschinenbett 1 angeordneten Spindelstock 2, welcher eine Aufnahme 3 für ein Werkstück 4 aufweist. Diese Drehmaschine wird auch als Mittendrehmaschine oder Mittenantriebsmaschine bezeichnet. Die Aufnahme 3 für das Werkstück 4 ist dabei derart ausgebildet, dass zwei Enden 5, 5' des Werkstücks 4 simultan bearbeitet werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass das Werkstück 4 in seinem mittleren Bereich eingespannt wird, wobei die Enden 5, 5' beidseits des Spindelstocks 2 vorstehen. In dieser Position können die Enden 5, 5' durch nicht dargestellte Werkzeuge bearbeitet werden, welche beidseits des Spindelstocks 2 auf Werkzeugschlitten 6, 6' angeordnet sind. Durch diese können die Werkzeuge in Richtung des Durchmessers des Werkstücks 4 (x-Richtung) und in einer Richtung senkrecht hierzu (z-Richtung) bewegt werden.

Die dargestellte Drehmaschine weist darüber hinaus einen Spindelantrieb 7 auf, welcher unterhalb des Spindelstocks 2 angeordnet ist.

Die 2 und 3 veranschaulichen genauer zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Spindelstocks 2. Soweit diese übereinstimmen, werden sie nachfolgend gemeinsam beschrieben, wobei für entsprechende Teile die selben Bezugszeichen verwendet werden. Dabei ist in den 2 und 3 jeweils ein senkrechter Schnitt durch den Spindelstock 2 entlang der Maschinenachse 10 dargestellt.

Der Spindelstock 2 weist eine an einem Spindelstockkörper 8 gelagerte Drehspindel 9 auf. Die Drehspindel 9 kann über den Spindelantrieb 7 in Rotation um eine Maschinenachse 10 versetzt werden. Hierzu ist die Drehspindel 9 über zwei Wälzlager 11 an dem Spindelstockkörper 8 drehbar gelagert. Die Maschinenachse 10 ist dabei eine gedachte Drehachse, um welche die Drehspindel 9 rotiert.

Der Spindelstockkörper 8 weist zwei parallel in einem Abstand zueinander angeordnete Platten 12, 12' auf, welche jeweils eine kreisförmige Öffnung aufweisen, in die jeweils ein Wälzlager 11 eingesetzt ist. Die beiden Platten 12, 12' sind zur Erzielung einer hohen Stabilität über einen Steg 13 verbunden, so dass ein nach außen geschlossenes Spindelstockgehäuse entsteht. Durch die dargestellte Lagerung der Drehspindel 9 an zwei Lagerstellen wird eine hohe Stabilität und eine entsprechend gute Rundlaufgenauigkeit erreicht.

Bei den dargestellten Ausführungsformen ist der Spindelantrieb 7 als ein Riementrieb ausgebildet. Entsprechend weist die Drehspindel 9 eine Riemenscheibe 14 auf, über die ein Riemen (nicht dargestellt) läuft. Der Riemen wird durch einen mit dem Riemen in Eingriff stehenden Motor (nicht dargestellt), welcher unterhalb des Maschinenbetts 1 angeordnet ist, in Bewegung versetzt. Riemen und Riemenscheibe 14 sind dabei in einem zwischen den zwei Wälzlagern 11, 11' liegenden Bereich angeordnet. Die Riemenscheibe 14 ist nach außen durch die Platten 12, 12' und den Steg 13 des Spindelstockkörpers 8 umschlossen, so dass der Riementrieb gegen Verschmutzungen, insbesondere gegen beim Drehen anfallende Späne und Metallabrieb optimal geschützt ist. Der Riemen kann insbesondere als Keilriemen oder Zahnriemen ausgeführt sein.

In der Mitte der Drehspindel ist die Aufnahme 3 angeordnet, in die das Werkstück zur Bearbeitung eingesetzt werden kann. Zur Fixierung des Werkstücks 4 ist dabei eine Spannvorrichtung 15 vorgesehen. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform bildet die Spannvorrichtung 15 wenigstens zwei axial in Richtung der Maschinenachse 10 voneinander beabstandete Spannstellen für das Werkstück 4. Hierzu sind nebeneinander zwei Segmentspannzangen 16, 16' in der Drehspindel 9 angeordnet. Jede Segmentspannzange besteht aus einer Mehrzahl von untereinander elastisch verbundenen Segmenten. Bei der vorliegenden Erfindung können auch genormte Spannzangen nach DIN 6343 eingesetzt werden. Ein Einspannen des Werkstücks 4 erfolgt dabei dadurch, dass Druckkörper 17, 17' mit einer zur Maschinenachse 10 genannten Innenfläche vorgesehen ist, welche mit korrespondierenden geneigten Außenflächen der Spannvorrichtung 15 zusammenwirken. Hierbei sind Innenfläche und Außenfläche konusförmig und die Druckkörper 17, 17' ringförmig ausgebildet. Durch das Zusammenwirken von Innen- und Außenfläche entsteht eine Keilwirkung, über die der Durchmesser der Aufnahme 3 verringert werden kann, um das Werkstück in der Aufnahme 3 zu fixieren. Die Druckkörper 17, 17' sind bei der dargestellten Ausführungsform als Konushülsen ausgebildet.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die Segmentspangen 16, 16' in einer Bohrung 18 der Drehspindel 9 angeordnet. Die Bohrung 18 weist an ihrer Seite einen, den Querschnitt verringernden Bund 19 auf, an welcher die Segmentspannzange 16 mit einer zur Maschinenachse 10 senkrecht verlaufenden Anschlagfläche anliegt. Jeder Segmentspannzange 16, 16' ist dabei jeweils ein Druckkörper 17, 17' zugeordnet, wobei der Druckkörper 17 der Segmentspannzange 16 an einer senkrecht zur Maschinenachse 10 verlaufenden Anschlagfläche der Segmentspannzange 16' anliegt. Auf diese Weise wird durch Druck auf den Druckkörper 17' der Segmentspannzange 16' gleichzeitig eine Kraft auf den Druckkörper 17 der Segmentspannzange 16 ausgeübt, so dass beide Segmentspannzangen gleichzeitig betätigt werden können. Die Segmentspannzangen 16, 16' und die Druckkörper 17, 17' sind von der dem Bund 19 entgegengesetzten offenen Seite in die Bohrung 18 eingesetzt. Indem die Druckkörper 17, 17' in einer Richtung parallel zur Maschinenachse 10 bewegt werden, können die Segmentspannzangen 16, 16' geöffnet oder geschlossen werden, da die Bewegung der Druckkörper 17, 17' über die geneigten Innenflächen und Außenflächen in eine radiale Bewegung der Segmentspannzangen 16, 16' umgesetzt wird.

Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die Spannvorrichtung 15 anders ausgebildet als in 2. In 3 ist nur eine wechselseitig geschlitzte Spannzange 20 vorgesehen. Der als Doppelkonuszange ausgebildeten Spannzange 20 sind beidseits zwei Druckkörper 21, 21' zugeordnet. Die Spannzange 20 weist zwei zur Maschinenachse 10 geneigte Außenflächen auf, welche mit entsprechenden Innenflächen der Druckkörper 21, 21' zusammenwirken. Die Außenflächen der Spannzange 20 und die Innenflächen der Druckkörper 21, 21' sind wiederum konusförmig ausgebildet. Die Außenflächen der Spannzange 20 sind in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet. Gleiches gilt für die entsprechenden Innenflächen der beiden Druckkörper 21, 21', welche als Konushülsen ausgebildet sind.

Spannzange 20 und Druckkörper 21, 21' sind in einer Bohrung 18 der Drehspindel 9 angeordnet. Hierbei ist, wie bei der in 2 gezeigten Ausführungsform, ein den Durchmesser der Bohrung 18 verringernder Bund 19 vorgesehen, an welchem der Druckkörper 21 anliegt. Die Spannzange 20 ist auf diese Weise zwischen den Druckkörpern 21 und 21' gehalten. Eine Bewegung des Druckkörpers 21' in Richtung zu dem Druckkörper 21 führt zu einer Bewegung der Elemente der Spannzange 20 in radialer Richtung nach innen, was ein Einspannen des Werkstücks in der Aufnahme 3 ermöglicht.

Die Spannvorrichtung 15 wird sowohl bei der in 2 als auch bei der in 3 dargestellten Ausführungsform mit einer durch einen Energiespeicher 22 erzeugten Spannkraft beaufschlagt, um das Werkstück in der Aufnahme 3 zu fixieren. Dabei ist in der Drehspindel 9 wenigstens eine Ausnehmung 23 vorgesehen, in der ein Kraftübertragungselement 24 vorgesehen ist, welches die durch den Energiespeicher 22 erzeugte Spannkraft zu der Spannvorrichtung 15 überträgt. Die durch den Energiespeicher 22 erzeugte Spannkraft wird dabei über das Kraftübertragungselement 24 (und den Zugring 28 sowie den Schraubring 29) auf die Druckkörper 17, 17' bzw. 21, 21' übertragen, was es ermöglicht, die Spannvorrichtung 15 selbsttätig in einer geschlossenen, also das Werkstück 4 spannenden Position zu halten.

Zur Erzielung einer hohen Spannkraft auf engem Bauraum sind bei den dargestellten Ausführungsformen mehrere Ausnehmungen 23 gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt in der Drehspindel 9 angeordnet. In den Ausnehmungen 23 ist jeweils ein Kraftübertragungselement 24 und ein Energiespeicher 22 vorgesehen. In den 2 und 3 sind jeweils zwei identische Ausnehmungen 23 mit jeweils einem Kraftübertragungselement 24 dargestellt.

Die Ausnehmung 23 durchtritt die Drehspindel 9 von der einen bis zur gegenüberliegenden Seite und ist als Durchgangsbohrung ausgebildet. Ausnehmungen 23 und Kraftübertragungselemente 24 erstrecken sich in einer Richtung parallel zur Maschinenachse 10. Jeder Ausnehmung 23 ist auf ihrer ersten Seite (in 2 und 3 links) eine Aufnahme 25 für den Energiespeicher 22 zugeordnet. Hierzu weist die Ausnehmung 23 einen erweiterten, die Aufnahme für den Energiespeicher bildenden Abschnitt 26 auf.

In der Aufnahme 25 ist der Energiespeicher 22 angeordnet, welcher vorliegend als eine nur schematisch dargestellte Feder ausgebildet ist. Zur kostengünstigen Erzielung einer hohen Federkraft kann ein eine Mehrzahl von Federelementen aufweisendes Federpaket, z.B. aus Tellerfedern, eingesetzt werden.

Das Kraftübertragungselement kann als Bolzen oder als Schraube ausgebildet sein. Bei der dargestellten Bauform mit einer Schraube kann der erweiterte Schraubenkopf als Anschlag für die Feder 22 dienen. Auf diese Weise ergibt sich besonders einfach ein erster Verbindungsabschnitt 27 des Kraftübertragungselement 24 zur Verbindung mit dem Energiespeicher 22. An seinem gegenüberliegenden Ende weist das Kraftübertragungselement 24 einen zweiten Verbindungsabschnitt 33 auf, um die durch den Energiespeicher 22 erzeugte Spannkraft auf die Spannvorrichtung 15 zu übertragen.

Das Kraftübertragungselement 24 ist über Zwischenelemente mit der Spannvorrichtung 15 verbunden. Hierzu ist das Kraftübertragungselement 24 über ein Schraubgewinde in einem Zugring 28 gehalten, welcher über einen Schraubring 29 auf den Druckkörper 17' bzw. 21' wirkt.

Der erfindungsgemäße Spindelstock 2 weist darüber hinaus, wie in 2 erkennbar ist, eine Entspanneinrichtung 30 auf, um die Spannvorrichtung 15 beim Einsetzen bzw. bei der Entnahme des Werkstücks 4 zu entspannen. Hierzu weist die Entspanneinrichtung 30 ein Betätigungselement 31 auf, durch welches das Kraftübertragungselement 24 entgegen der Spannkraft des Energiespeichers 22 in eine Freigabeposition bewegt werden kann. Auf diese Weise wird die auf die Spannvorrichtung 15 und damit auf das Werkstück 4 wirkende Kraft soweit reduziert oder aufgehoben, dass der Bestückungsvorgang erfolgen kann.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform weist die Entspanneinrichtung 30 wenigstens einen am Spindelstockkörper 8 festgelegten Druckzylinder 32 auf, über welchen das Betätigungselement 31 bewegt werden kann. Der als hydraulisches oder pneumatisches Bauteil ausgelegte Druckzylinder (Druckmedium Luft oder Hydraulikflüssigkeit) ist bei der dargestellten Ausführungsform als Ringzylinder ausgebildet. Es können jedoch auch einzelne kleinere Druckzylinder über den Umfang verteilt angeordnet werden. Die Anordnung des Druckzylinders 32 und des Betätigungselements 31 am Spindelstockkörper 8 hat den Vorteil, dass diese Bauteile nicht mit der Drehspindel 9 rotieren, wodurch die Zufuhr des für die Betätigung erforderlichen Druckmediums besonders einfach erfolgen kann. Zum Entspannen der Spannvorrichtung 15 wird über die Betätigung des Druckzylinders 32 das Betätigungselement 31 nach außen bewegt. Hierbei kommt das Betätigungselement 31 mit einem hieran ausgebildeten Vorsprung 33 mit dem Zugring 28 in Kontakt und bewegt diesen nach außen. Das mit dem Zugring 28 verbundene Kraftübertragungselement 24 wird gleichfalls nach außen bewegt, entgegen der Spannkraft des Energiespeichers 22. Daher werden die Druckkörper 17, 17' von der Spannkraft entlastet. Die in den Segmentspannzangen 16, 16' enthaltenen elastischen Elemente bewegen die Segmentspannzange nach außen, so dass das Werkstück freigegeben wird. Die Entspanneinrichtung 30 wird erfindungsgemäß bei Spindelhalt betätigt. In der dargestellten Ruheposition des Druckzylinders 32 berührt das Betätigungselement 31 die drehenden Teile der Drehspindel 9 nicht.

Indem der Druckzylinder 32 zurück in seine Ausgangsposition bewegt wird, gibt das Betätigungselement 31 den Zugring 28 frei, so dass die durch den Energiespeicher 22 erzeugte Spannkraft wieder auf die Druckkörper 17, 17' wirken kann, um ein Werkstück 4 in der Aufnahme 3 festzulegen. Die Bewegung des Druckzylinders 32 zurück in seine Ruheposition kann durch Anlegen eines Unterdrucks erfolgen, durch welchen das Betätigungselement 31 nach innen bewegt wird.

Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform erfolgt der Entspannvorgang nicht hydraulisch sondern mechanisch. Entsprechend weist die Entspanneinrichtung 30 keinen Druckzylinder, sondern einen am Spindelstockkörper 8 festgelegten und nicht näher dargestellten Hebelmechanismus auf, über welchen der Zugring 28 nach außen bewegt werden kann. Für den Kraftangriff des nicht dargestellten Hebels ist an dem Zugring 28 ein Vorsprung 34 vorgesehen.

1
Maschinenbett
2
Spindelstock
3
Aufnahme für Werkstück
4
Werkstück
5, 5'
Enden des Werkstücks
6, 6'
Werkzeugschlitten
7
Spindelantrieb
8
Spindelstockkörper
9
Drehspindel
10
Maschinenachse
11, 11'
Wälzlager
12, 12'
Platten
13
Steg
14
Riemenscheibe
15
Spannvorrichtung
16, 16'
Segmentspannzangen
17, 17'
Druckkörper
18
Bohrung in Drehspindel
19
Bund
20
Spannzange
21, 21'
Druckkörper
22
Energiespeicher
23
Ausnehmung
24
Kraftübertragungselement
25
Aufnahme
26
Abschnitt (der Aufnahme 23)
27
erster Verbindungsabschnitt
28
Zugring
29
Schraubring
30
Entspanneinrichtung
31
Betätigungselement
32
Druckzylinder
33
zweiter Verbindungsabschnitt
34
Vorsprung


Anspruch[de]
Spindelstock (2) für eine Drehmaschine mit einer an einem Spindelstockkörper (8) gelagerten Drehspindel (9), welche über einen Spindelantrieb (7) in Rotation um eine Maschinenachse (10) versetzt werden kann, wobei die Drehspindel (9) eine Aufnahme (3) für ein Werkstück aufweist, wobei die Aufnahme (3) derart ausgebildet ist, dass zwei Enden (5, 5') eines in der Aufnahme (3) aufgenommen Werkstücks (4) simultan bearbeitet werden können, wobei die Aufnahme (3) eine Spannvorrichtung (15) für das Werkstück (4) aufweist, wobei die Spannvorrichtung (15) mit einer durch einen Energiespeicher (22) erzeugten Spannkraft beaufschlagt wird, um das Werkstück (4) in der Aufnahme (3) zu fixieren, und wobei die Spannvorrichtung (15) über eine Entspanneinrichtung (30) entspannt werden kann, um das Einsetzen und/oder die Entnahme des Werkstücks (4) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Drehspindel (9) zusätzlich zur Aufnahme (3) wenigstens eine die Drehspindel in einer Richtung parallel zur Maschinenachse (10) durchtretende Ausnehmung (23) vorgesehen ist, in der ein Kraftübertragungselement (24) zur Übertragung der durch den Energiespeicher (22) erzeugten Spannkraft zu der Spannvorrichtung (15) angeordnet ist, und dass die Spannvorrichtung (15) wenigstens eine Spannzange (16, 16', 20) umfasst. Spindelstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehspindel (9) über zwei Lagerstellen um die Maschinenachse (10) drehbar an dem Spindelstockkörper (8) gelagert ist. Spindelstock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelantrieb (7) als ein Riemen und Riemenscheibe (14) aufweisender Riementrieb ausgebildet ist. Spindelstock nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen und die Riemenscheibe (14) in einem zwischen den zwei Lagerstellen (11) liegenden Bereich angeordnet ist. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (23) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Ausnehmung (23) auf ihrer ersten Seite eine Aufnahme (25) für den Energiespeicher (22) zugeordnet ist. Spindelstock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (23) einen erweiterten, die Aufnahme (25) für den Energiespeicher (22) bildenden Abschnitt aufweist. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (24) sich in einer Richtung parallel zur Maschinenachse (10) erstreckt. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ausnehmungen (23), welche jeweils mit einem Kraftübertragungselement (24) und einem Energiespeicher (22) versehen sind, insb. gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt in der Drehspindel (9) angeordnet sind. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (22) als Feder ausgebildet ist, welche insb. eine Mehrzahl von Federelementen aufweisendes Federpaket aufweist. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (24) über einen ersten Verbindungsabschnitt (27) auf einer ersten Seite der Drehspindel (9) mit dem Energiespeicher (22) verbunden ist und über einen zweiten Verbindungsabschnitt (33) auf einer zweiten Seite der Drehspindel (9) die durch den Energiespeicher (22) erzeugte Spannkraft zur Spannvorrichtung (15) überträgt. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (24) über Zwischenelemente (28, 29) mit dem Energiespeicher (22) und/oder der Spannvorrichtung (15) verbunden ist. Spindelstock nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft von dem Kraftübertragungselement (24) auf wenigstens einen Druckkörper (17, 17', 21, 21') mit einer zur Maschinenachse (10) geneigten Innenfläche übertragen wird, und dass die geneigte Innenfläche des wenigstens einen Druckkörpers (17, 17', 21, 21') mit einer korrespondierenden geneigten Außenfläche der Spannvorrichtung (15) zusammenwirkt. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspanneinrichtung (30) ein Betätigungselement (31) aufweist, durch welches das Kraftübertragungselement (24) entgegen der Spannkraft des Energiespeichers (22) in eine Freigabeposition bewegt werden kann, um die auf die Spannvorrichtung (15) wirkende Spannkraft zu reduzieren oder aufzuheben. Spindelstock nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspanneinrichtung (30) wenigstens einen am Spindelstockkörper (8) festgelegten Druckzylinder (32) aufweist, über welchen das Betätigungselement (31) bewegt werden kann. Spindelstock nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspanneinrichtung (30) wenigstens einen am Spindelstockkörper (8) festgelegten Hebelmechanismus aufweist. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannzange (20) als Segmentspannzange (16, 16') ausgebildet ist. Spindelstock nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannzange (20) als Doppelkonuszange ausgebildet ist. Spindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (15) wenigstens zwei axial von einander beabstandete Spannstellen für das Werkstück (4) bildet. Drehmaschine mit einem Spindelstock (2) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.






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