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    EineSpindelvorrichtung (1) fürein Maschinenwerkzeug (12) wird mit einer Spindel (3) bereitgestellt,die einen Werkzeughaltemechanismus aufweist, an den ein Werkzeughalter(13) zum Halten eines Maschinenwerkzeuges (12) angekoppelt ist.Die Spindel (3) wird derart angetrieben, dass sie sich dreht. Weiterbeinhaltet die Spindelvorrichtung (1) eine Durchgangsbohrung, diein der Spindel (3) entlang deren Mittelachse ausgebildet ist. DieDurchgangsbohrung steht mit dem Werkzeughaltemechanismus in Verbindung.Der Werkzeughaltemechanismus ist mit einem Ölversorgungskanal zum Leitendes Ölnebelszu dem Maschinenwerkzeug (12) ausgebildet. Die Spindelvorrichtung(1) beinhaltet auch einen Zugstab (9), der in die Durchgangsbohrungeingesetzt ist. Das distale Ende des Zugstabes (9) steht dem Werkzeughaltemechanismusgegenüber.Weiter ist ein Ölnebelversorgungsrohr (20)vorgesehen, das durch den Zugstab (9) entlang der Mittenachse desZugstabes (9) eingesetzt ist. Das Ölnebelversorgungsrohr (20)ist nicht drehbar hinsichtlich der Spindelvorrichtung (1). Das Ölnebelversorgungsrohr(20) erstreckt sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Endedes Zugstabes (9). In einer solchen Spindelvorrichtung (1) ist einemechanische Dichtung (30) an dem distalen Ende des Zugstabes (9)vorgesehen. Der an dem proximalen Ende der Spindel (3) eingetretene Ölnebel wird über das Ölversorgungsrohrund den innerhalb des Werkzeughaltemechanismus ausgebildeten Ölversorgungskanalzu dem Werkzeug (12) ...
    公开号:DE102004015594A1
    申请号:DE200410015594
    申请日:2004-03-30
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Toru Takada
    申请人:Brother Industries Ltd；
    IPC主号:B23B19-02
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spindelvorrichtung für ein Maschinenwerkzeug.
    [0002] Herkömmlich warein Maschinenwerkzeug bekannt, das mit einer drehbaren Spindel versehen ist,auf dessen Spitze ein Werkzeug montiert ist. Insbesondere ist kürzlich einMaschinenwerkzeug bekannt geworden, dass der Art aufgebaut ist,dass ein Ölnebeldurch eine Spitze des Werkzeugs gesprüht wird zum Kühlen undSchmieren von Werkstücken undWerkzeug und/oder zum Entfernen von Spänen.
    [0003] EinBeispiel eines solchen Maschinenwerkzeuges ist in der vorläufigen JapanischenPatentveröffentlichungJP P2001-150295 A beschrieben. 12 zeigteine Querschnittsseitenansicht eines Hauptteils der herkömmlichenSpindelvorrichtung 100, die in der obigen Veröffentlichungoffenbart ist.
    [0004] DieSpindelvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung vom sogenanntenEinbautyp, bei der eine Spindel 102 und ein Antriebsmotor 103 zumDrehen der Spindel 102 in einem hohlen zylindrischen Gehäuse 101 angeordnetsind.
    [0005] Einoberer Endabschnitt des Gehäuses 101 istmit Schraubbolzen 133 an Endhalterungen 104a und 104b befestigt.Die Endhalterungen 104a und 104b sind mit einerVerbindung (nicht dargestellt) verbunden, so dass das Gehäuse 101 zusammenmit der Spindel 102 vertikal bewegt werden kann, wenn dieVerbindung vertikale bewegt wird.
    [0006] Dasspitzenseitige (untere) Ende und mittlere Abschnitte der Spindel 102 werdendrehbar getragen durch Lager 105 bzw. 106. EineDurchgangsbohrung 102a ist innerhalb der Spindel 102 festgelegt, undein Zugstab 107 mit einem bekannten Aufbau ist in die Durchgangsbohrung 102a derarteingebracht, dass der Zugstab 107 entlang der Mitten-(Rotations-)Achseder Spindel 102 gleiten kann.
    [0007] Einspitzenseitiger Endabschnitt des Zugstabes 107 ist lösbar anden oberen Endabschnitt eines Zugbolzens 121 montiert.Der Zubolzen 121 ist an das proximale (obere) Ende einesWerkzeughalters 120 befestigt, der in einer konisch zulaufenden Öffnung 102b montiertwerden kann, die an dem unteren Ende der Spindel 102 ausgebildetist. Wenn der Zugstab 107 gezogen wird (d.h. in 12 nach oben bewegt wird),wird der Zugbolzen 121 fest in den Zugstab 107 eingepasstdurch einen bekannten Klemmmechanismus, so dass der Werkzeughalter 120 unddas darauf montierte Werkzeug 124 nicht von der Spindel 102 abfallen.
    [0008] EineDurchgangsbohrung 107a ist innerhalb des Zugstabes 107 ausgebildet.Die Durchgangsbohrung 107a erstreckt sich entlang der Mittenachse desZugstabes 107 von dessen unterem Ende zu dessen oberemEnde. In der Durchgangsbohrung 107a ist eine Ölversorgungsleitung 109 eingebracht, diesich entlang der Mittenachse der Durchgangsbohrung 107a vondem oberen Ende der Durchgangsbohrung 107a nach dem unterenEnde davon erstreckt.
    [0009] EinLager 111 ist zwischen der äußeren Oberfläche der Ölversorgungsleitung 109 andem unteren Ende davon und der inneren Oberfläche der Durchgangsbohrung 107a vorgesehen,um die Ölversorgungsleitung 109 bezüglich desZugstabes 107 drehbar zu tragen. Das obere Ende der Ölversorgungsleitung 109 istmit einer Nebelzufuhreinheit 110 in Verbindung, die inder Endhalterung 104a auf einer oberen Endseite der Spindel 102 angeordnetist.
    [0010] EinLabyrinthdichtungsabschnitt 123 ist zwischen dem oberenEnde der Ölversorgungsleitung 109 undeiner Anschlussleitung 122 ausgebildet, die sich von einerAufspanneinheit 108 nach oben erstreckt, welche den Zugbolzen 121 hält. Der Ölnebel wirdvon der Nebelzuführeinrichtung 110 durchdie Ölversorgungsleitung 109 unddie Flüssigkeitskanäle 122a, 121a, 120a und 124a gespritzt,die in der Anschlussleitung 122, in dem Zugbolzen 121,in dem Werkzeughalter 120 bzw. in dem Werkzeug 124 festgelegtsind, geliefert und von einer Ölausstoßöffnung 125,die an der Spitze des Werkzeuges 124 ausgebildet ist, versprüht. Um denVerlust von Ölnebelan einem Verbindungsabschnitt der Ölversorgungsleitung 109 undder Anschlussleitung 122 zu verhindern ist der Labyrinthdichtungsabschnitt 123 wieoben vorgesehen.
    [0011] Der Ölnebel isteine Mischung von Hochdruckluft und einer geringen Menge von Schneidöl. Daherkönntedie Labyrinthdichtung nicht wirksam arbeiten und eine erheblicheMenge an Ölnebelan dem Labyrinthdichtungsabschnitt (d.h. an dem Abschnitt, an demdie Ölversorgungsleitung 109 mitder Anschlussleitung 122 verbunden ist) austreten, wasin einem Mangel an Ölnebelan der Ölausstoßöffnung 125 desWerkzeuges 124 resultiert.
    [0012] Zusätzlich,wenn das Lager 111, das sich auf einer Seite des Labyrinthdichtungsabschnittes 123 stromaufwärts befindet,ein hydrostatisches Gleitlager ist, welches Druckluft zur Schmierungverwendet, nimmt der Umfang des Luftverbrauchs zu, was zu einerErhöhungder Betriebskosten führt.
    [0013] Weiterkann das von dem unteren Ende der Ölversorgungsleitung 109 ausgetretene Öl innerhalb derSpindel 102 zurückgehaltenund angesammelt werden. In einem solchen Fall kann sich die Dichtungsleistungsfähigkeitdes Labyrinthdichtungsabschnittes 123 leicht verschlechternund eine Störung derLager kann leicht auftreten.
    [0014] Esist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserteSpindelvorrichtung für einMaschinenwerkzeug bereitzustellen, bei der der Verlust an Ölnebel unterdrückt unddas ausgetretene Ölsofort von der Spindel abgeführtwerden kann.
    [0015] DieAufgabe wird gelöstdurch eine Spindelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 15. Weiterentwicklungender Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    [0016] Gemäß der Erfindungist eine Spindelvorrichtung fürein Maschinenwerkzeug vorgesehen, das mit einer Spindel versehenist, die einen Werkzeughaltemechanismus aufweist, der mit einem Werkzeughalterzum Halten eines Maschinenwerkzeuges verbunden ist. Die Spindelwird derart angetrieben, dass sie sich dreht. Weiter beinhaltetdie Spindelvorrichtung eine Durchgangsbohrung, die in der Spindelentlang deren Mittenachse ausgebildet ist. Die Durchgangsbohrungist mit dem Werkzeughaltemechanismus in Verbindung. Der Werkzeughaltemechanismusist mit einem Ölversorgungskanal zumLeiten des Ölnebelszu dem Maschinenwerkzeug ausgebildet. Die Spindelvorrichtung beinhaltet aucheinen Zugstab, der in die Durchgangsbohrung eingebracht ist. Dasdistale Ende des Zugstabes steht dem Werkzeughaltemechanismus gegenüber. Weiterist eine Ölnebelversorgungsleitungvorgesehen, die durch den Zugstab entlang der Mittenachse des Zugstabeseingebracht ist. Die Ölnebelversorgungsleitungist nicht drehbar bezüglichder Spindelvorrichtung. Die Ölnebelversorgungsleitungerstreckt sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende desZugstabes.
    [0017] Ineiner solchen Spindelvorrichtung ist an dem distalen Ende des Zugstabeseine mechanische Dichtung vorgesehen. Die mechanische Dichtung ist eineberührungsfreiemechanische Dichtung, die ein drehendes und ein nicht drehendesElement aufweist, die sich gegenüberstehenohne sich zu berühren.Der an dem proximalen Ende der Spindel eingetretene Ölnebel wird über die Ölversorgungsleitung undden innerhalb dem Werkzeughaltemechanismus ausgebildeten Ölversorgungskanalin das Werkzeug eingespeist.
    [0018] Beidiesem Aufbau dreht sich die Ölnebelversorgungsleitungnicht, selbst wenn sich die Spindel und der Zugstab mit einer hohenGeschwindigkeit drehen, und daher wird der in der Ölnebelversorgungsleitungfließende Ölnebel nichtaufgrund der Zentrifugalkraft in das Öl und die Luft getrennt.
    [0019] Weiterkann durch Bereitstellen der mechanischen Dichtung Austreten des Ölnebelsin einem Abschnitt, in dem die sich nicht drehende Ölversorgungsleitungund das sich drehende Teil einschließlich des Werkzeuges verbundensind, wirksam verhindert werden. Daher kann der Ölnebel ohne nennenswerten Verlustdavon zur Spitze des Werkzeuges geliefert werden.
    [0020] Wahlweisekann das drehende Element an dem Zugstab befestigt sein und dasnicht drehende Element an den Werkzeughaltemechanismus befestigtsein.
    [0021] Daherberührensich das sich drehende Element und das sich nicht drehende Elementnicht. Somit kann Verschlechterung aufgrund von Abnutzung des Dichtungselementesverhindert werden.
    [0022] Weiterkann wahlfrei die mechanische Dichtung ein Dichtungselement mitder Dichtungsfläche undein Aufhängungsmittelzum elastischen Aufhängendes Dichtungselementes an den Zugstab, so dass das Dichtungselementin einer Richtung parallel zu einer Mittenachse der Spindel bewegbarist, beinhalten.
    [0023] Beieiner Ausführungsformist das Aufhängemitteleine Balgfeder. In einer anderen Ausführungsform kann das Aufhängungsmitteleine ringförmige Membransein. Selbstverständlichkann jede geeignete Abwandlung des Aufhängungsmittels als eine Abwandlunginnerhalb des Umfangs der Erfindung betrachtet werden. Mit der Verwendungder Membran kann die Längein der axialen Richtung verringert werden. Das bedeutet, dass dieSpindelvorrichtung in der axialen Richtung der Spindel verkleinertwerden kann.
    [0024] Insbesondere,wenn die Membran verwendet wird, kann ein innerer Randabschnittder Membran an den Zugstab angebracht sein, und der äußere Randabschnittder Membran ist an das Dichtungselement angebracht.
    [0025] Mitdiesem Aufbau kann der Austritt von Ölnebel in diesem Abschnittverhindert werden.
    [0026] Optionaloder alternativ kann die Membran mit einer gerillten Form ausgebildetsein.
    [0027] Wennder Druck des Ölnebels,der mit der Druckluft geliefert wird, relativ hoch ist, wird bevorzugteine relativ dicke Membran verwendet. Mit Verwendung der gerilltenForm kann die notwendige Elastizität erhalten werden, obwohl dieDicke der Membran vergrößert wird.
    [0028] Ineinem besonderen Fall könnendie Furchen der gerillten Membran koaxial angeordnet sein. Mit Verwendungeiner solchen gerillten Membran kann eine Federkonstante in axialerRichtung verringert werden und eine bewegliche Menge des Dichtungselementesin axialer Richtung kann erhöhtwerden.
    [0029] Weiterkann optional die innere Oberfläche desZugstabes, die der mechanischen Dichtung gegenübersteht, konisch zulaufendsein, so dass der Durchmesser der inneren Wand in Richtung der unterenPosition zunimmt. Optional oder alternativ ist die innere Oberfläche desZugstabes, die der mechanischen Dichtung gegenübersteht, mit zumindest einerspiralförmigenRille ausgebildet.
    [0030] Beisolchen Anordnungen geht der auf der inneren Wand des der mechanischenDichtung gegenüberstehendenZugstabes angesammelte Ölnebelentlang der sich verjüngendenOberfläche und/oderder spiralförmigenRille und kann sofort abgeführtwerden. Somit wird der Ölnebelnicht zu der Ölversorgungsseitezurückströmen.
    [0031] Weiterist die Spindel optional mit einem Ableitungskanal versehen, durchden ein Innenraum der Spindel und das Äußere miteinander in Verbindung sind,und der auf der inneren Oberflä chedes der mechanischen Dichtung gegenüberstehenden Zugstabes angesammelte Ölnebel wirddurch den Ableitungskanal nach außen abgeführt.
    [0032] Mitdiesem Aufbau bleibt der Ölnebelkaum innerhalb der Spindel.
    [0033] Weiterkann die Spindelvorrichtung auch ein Versetzungsmittel beinhalten,das die Ölnebelversorgungsleitungin einer Richtung parallel zu der Mittenachse der Spindel bewegt.
    [0034] Mitdiesem Aufbau kann die mechanische Dichtung vor Beschädigung geschützt werdendurch vorhergehendes Anheben der Ölnebelversorgungsleitung, wennder Werkzeughalter gelöstwird. Weiter hat der in dem Werkzeughalter ausgebildete Ölkanal optionaleinen Abschnitt größeren Durchmessers, derentlang der Mittenachse davon zwischen Abschnitten geringeren Durchmessersangeordnet ist, und ein elastisches Element mit einem elastischen Material,in dem ein elastischer Ölkanalvorgesehen ist mit einem Durchmesser, der im wesentlichen gleichdem Durchmesser der Abschnitt geringeren Durchmessers ist, ist inden Abschnitt größeren Durchmesserseingebracht.
    [0035] Beidiesem Aufbau sammelt sich der Ölnebel kaumin dem Abschnitt größeren Durchmessersund fließtgleichmäßig zu demWerkzeug.
    [0036] Ineinem besonderen Fall kann das elastische Element aus einem synthetischenHarz gemacht sein. Alternativ kann das elastische Element ein ausziehbaresRohr sein. Gemäß eineranderen Erscheinung der Erfindung wird eine Spindelvorrichtung für ein Maschinenwerkzeugbereitgestellt, die versehen ist mit: einer Spindel, die derartangetrieben wird, dass sie sich dreht, wo bei die Spindel eine sich entlangder Rotationsachse davon erstreckende erste Durchgangsbohrung aufweist;einem an das distale Ende der Spindel befestigten Werkzeughalter,wobei der Werkzeughalter einen sich entlang der Rotationsachse derSpindel erstreckenden ersten Ölkanal aufweist;einem an das distale Ende des Werkzeughalters zu befestigenden Maschinenwerkzeug,wobei das Maschinenwerkzeug einen zweiten Ölkanal aufweist, der mit demersten Ölkanalin Verbindung ist; einem in die erste Durchgangsbohrung eingesetzten Zugstab,wobei der Zugstab eine sich entlang der Rotationsachse der Spindelerstreckende zweite Durchgangsbohrung aufweist; einer Ölversorgungsleitung, diedrehbar in der zweiten Durchgangsbohrung getragen wird von zumindesteinem Lager der art, dass die Ölversorgungsleitungsich nicht dreht gegenüber derSpindelvorrichtung, wobei die Ölversorgungsleitungeinen sich entlang der Rotationsachse der Spindel erstreckendendritten Ölkanalaufweist; und einer mechanischen Dichtung vom berührungsfreienTyp, die zwischen der Ölversorgungsleitungund dem Werkzeughalter derart vorgesehen ist, dass der in die Ölversorgungsleitungeintretende Ölnebel über die mechanischeDichtung zu dem ersten Ölkanalgeleitet wird.
    [0037] WeitereMerkmale und Zweckmäßigkeiten derErfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielenanhand der beigefügten Figuren.
    [0038] Vonden Figuren zeigen:
    [0039] 1 eine Querschnittsseitenansichteiner Spindelvorrichtung gemäß einerersten Ausführungsformder Erfindung;
    [0040] 2 eine vergrößerte Querschnittseitenansichteines Hauptteils der in 1 dargestelltenSpindelvorrichtung;
    [0041] 3 eine vergrößerte Querschnittseitenansichteines mechanischen Dichtungsabschnittes gemäß der ersten Ausführungsformder Erfindung;
    [0042] 4 eine vergrößerte Querschnittseitenansichteines Hauptteils einer Spindelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsformder Erfindung;
    [0043] 5 eine vergrößerte Querschnittsseitenansichtdes mechanischen Dichtungsabschnittes gemäß der zweiten Ausführungsform;
    [0044] 6A eine Ansicht von unteneines Dichtungsblocks der mechanischen Dichtung, die entlang derin den 3 und 4 dargestellten Linie B-Bangesehen wird;
    [0045] 6B eine Querschnittsseitenansichtder mechanischen Dichtung, die entlang einer Linie VIb-VIb aus 6A aufgenommen ist;
    [0046] 6C eine Ansicht von untendes Dichtungsblocks einer weiteren beispielhaften mechanischen Dichtung,die bei der ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet werdenkann;
    [0047] 6D eine Ansicht von unteneines Dichtungsblocks der mechanischen Dichtung gemäß einesweiteren Beispiels einer mechanischen Dichtung;
    [0048] 6E eine Querschnittsansichtder mechanischen Dichtung, die entlang einer Linie VIe-VIe aus 6D aufgenommen ist;
    [0049] 6F eine Ansicht von unteneines Dichtungsblocks eines weiteren Beispiels, dass bei der erstenund der zweiten Ausführungsformverwendet werden kann;
    [0050] 6G eine Seitenansicht desin 6F dargestelltenDichtungsblocks;
    [0051] 7 ein Diagramm, das denDruckgradienten übereinen Durchmesser des Dichtungsblocks der mechanischen Dichtungveranschaulicht;
    [0052] 8 eine Querschnittsseitenansichteiner Spindelvorrichtung gemäß einerdritten Ausführungsformder Erfindung;
    [0053] 9 eine vergrößerte Querschnittsseitenansichteines Hauptteils der in 8 dargestellten Spindelvorrichtung;
    [0054] 10 eine vergrößerte Querschnittsseitenansichtdes Werkzeughalters, der bei der ersten und der zweiten Ausführungsformverwendet werden kann;
    [0055] 11 eine vergrößerte Querschnittsseitenansichtdes Werkzeughalters, der bei der dritten Ausführungsform verwendet werdenkann; und
    [0056] 12 eine Querschnittsseitenansichteines Beispiels einer herkömmlichenSpindelvorrichtung.
    [0057] ImFolgenden werden einige Ausführungsformender vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
    [0058] 1 zeigt eine Querschnittsseitenansicht einerSpindelvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsformder Erfindung.
    [0059] DieSpindelvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung vom sogenanntenEinbautyp, die ein hohles zylindrisches Gehäuse 2 aufweist, dasseine Spindel 3 und einen Antriebsmotor 4 zum Antreibender Spindel 3 aufnimmt. Radiallager 5 und 6 sindvorgesehen zum Stützeneines Spitzenendabschnittes (d.h. einem unteren Endabschnitt) bzw.eines mittleren Abschnittes der Spindel 3, so dass dieSpindel 3 drehbar bezüglichdes Gehäuses 2 ist.
    [0060] EineDurchgangsbohrung 3d ist in der ganzen Spindel 3 ausgebildet.Die Durchgangsbohrung 3d erstreckt sich in einer axialenRichtung der Spindel 3. Es sollte bemerkt werden, dassdie Mittenachse der Spindel 3 mit der Rotationsachse davonzusammenfällt.
    [0061] Aufeiner spitzen Endflächeder Spindel 3 ist eine Halteraufnahmeöffnung 3a ausgebildet,die eine konisch zusammenlaufende innere Oberfläche aufweist. In anderen Wortenist. der untere Endabschnitt der Durchgangsbohrung 3a sichverjüngendausgebildet. In der Halteraufnahmeöffnung 3a kann ein Schaf tabschnitteines Werkzeughalters 13 mit einer kegelstumpfartigen abgeschrägten Formgenau eingepasst werden. Das bedeutet, dass die äußere Oberfläche des Schaftabschnittes dichtan der inneren Oberflächeder Halteraufnahmeöffnung 3a anliegt,wenn der Schaftabschnitt des Werkzeughalters 3 in die Halteraufnahmeöffnung 3a eingebautist.
    [0062] Aufder Spindel 3 ist in einem mittleren Abschnitt zwischenden zwei Radiallagern 5 und 6 ein Rotor 4a befestigt,währendein Stator 4b an die innere Oberfläche des Gehäuses 2 befestigt ist.Der Rotor 4a und der Stator 4b stehen sich gegenüber und bildenden Motor 4. Durch den Motor 4 kann die Spindel 3 derartangetrieben werden, dass sie sich dreht.
    [0063] Einoberer Abschnitt der Durchgangsbohrung 3d hat eine zylindrischeForm, in die ein sich von dem oberen Endabschnitt der Durchgangsbohrung 3d zudem spitzen Ende davon erstreckender Zugstab 9 eingesetztist. Der Zugstab hat einen bekannten Aufbau und ist derart angeordnet,dass er entlang der axialen Richtung (d.h. der Auf- und Ab-Richtung in 1) der Durchgangsbohrung 3d gleitenkann. An dem spitzenseitigen Ende der Spindel 3 ist aufder unteren Seite des Zugstabes 9 ein Spannfuttermechanismus 10 angeordnet.Der Spannfuttermechanismus 10 dient dem Halten des Werkzeughalters 13. Aufeiner inneren Oberflächeder Spindel 3 in dem oberen Endabschnitt davon ist eineSchraubenfeder 11 vorgesehen. Der Zugstab 9 istderart federgelagert, dass er sich in einer Richtung bewegt, indie der Zugstab 9 zurückgezogenist (d.h. in der Richtung, in der der Zugstab 9 sich in 1 aufwärts bewegt) bezüglich derSpindel 3.
    [0064] EinBearbeitungswerkzeug 12 (z.B. ein Bearbeitungsbit) istan dem Spitzenende (d.h. unteres Ende) des Werkzeughalters 13 montiert.Ein Zugbolzen 14 ist an dem proximalen Ende (d.h. dem oberen Endein 1) des Werkzeughalters 13 befestigt. Durcheinen bekannten Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) wird derZugstab 9 mit dem Spannfuttermechanismus 10 derartangetrieben, dass er sich in 1 aufwärt/abwärts bewegt.
    [0065] Wennder Zugstab 9 in der Aufwärtsrichtung in 1 bewegt wird, hält der Spannfuttermechanismus 10 denZugschaft 14 des Werkzeughalters 13 über Stahlkugeln 16,wodurch das Werkzeug sicher an der Spitze der Spindel 3 befestigtist.
    [0066] Indem Zugschaft 14, in dem Werkzeughalter 13 undin dem Werkzeug 12 sind Ölkanäle 14a, 13a bzw. 12a entlangder Rotationsachse davon ausgebildet. An dem spitzenseitigen (unterem)Ende des Werkzeuges 12 ist ein Schneidezahn ausgebildet,in dessen Näheeine Ölablassöffnung festgelegtist, die mit dem Ölkanal 12a inVerbindung steht.
    [0067] EineDurchgangsbohrung 9a ist in dem ganzen Zugstab 9 entlangder Mittenachse davon von dem oberen Ende bis zu dem unteren Endeausgebildet. In der Durchgangsbohrung 9a ist eine Ölversorgungsleitung 20,durch die Ölnebelzu der Ausstoßöffnung 15 geliefertwird, so angeordnet, dass sie sich nicht dreht, selbst wenn derZugstab 9 sich dreht.
    [0068] Insbesondereist ein innerer Ring eines Radiallagers 22 eingesetzt undbefestigt an das untere Ende der Ölversorgungsleitung 20 miteiner Spannmutter 23, und der äußere Ring davon ist eingebaut undbefestigt an die innere Oberflächeeiner Hülse 22a.Die äußere Oberfläche derHülse 22a istin die innere Oberflächedes Zugstabes 9 so eingebaut, dass sie gleiten kann. Mitdiesem Aufbau wird das Spitzenende der Ölversor gungsleitung drehbarderart gestützt,dass sie in der radialen Richtung davon nicht taumeln kann (siehe 2 und 3).
    [0069] Die äußere Oberfläche 23a derSpannmutter 23 und die innere Oberfläche 22b der Hülse 22a bildeneine Labyrinthdichtung 23c, die verhindert, dass Ölnebel undStaub in das Innere des Radiallagers 22 eindringt (siehe 3).
    [0070] EinDichtungsblock 30a mit einer zylindrischen Form ist andie Ölversorgungsleitung 20 an denunteren Endabschnitt davon angebracht. Die innere Oberfläche desDichtungsblocks 30a ist in engem Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Ölversorgungsleitung 20 undwird in der äußeren Oberfläche der Ölversorgungsleitung 20 derartgeführt,dass sie in axialer Richtung davon gleitet. An dem Spitzenendabschnittdes Zugstabes 9 ist eine Verbindungsleitung 21 mitHerausfallsicherungsstiften 24 befestigt.
    [0071] Mitdiesem Aufbau sind der Ölkanal 20a,der in der Ölversorgungsleitung 20 entlangder Mittenachse davon ausgebildet ist, der Ölkanal 30b, der in demDichtungsblock 30a entlang der Mittenachse davon ausgebildetist, der Ölkanal 21a,der in der Anschlussleitung 21 entlang der Mittenachsedavon ausgebildet ist, und der Ölkanal 14a,der in dem Zugschaft 14 entlang der Mittenachse davon ausgebildet ist,linear angeordnet und stehen in dieser Reihenfolge in Verbindung.
    [0072] Essollte bemerkt werden, dass der Dichtungsblock 30a (nichtdrehender Teil) und die obere Endfläche 21b der Verbindungsleitung 21 (drehender Teil)sich gegenüberstehen,wobei ein berührungsloserZustand aufrechterhalten wird, und eine kontaktlose mechanischeDichtung 30 bilden. Die mechanische Dichtung 30 hindertdie Flüssigkeit(Ölnebel), diein den Kanälen 21a und 30b fließt, daran,in dem Zwischenraum zwischen dem Dichtungsblock 30a undder oberen Endfläche 21b derVerbindungsleitung 21 in radialer Richtung auszutreten(siehe 2 und 3).
    [0073] Die 6A und 6B zeigen die mechanische Dichtung 30 gemäß der erstenAusführungsform.
    [0074] Wiein den Zeichnungen dargestellt ist auf einer Dichtungs-(Boden-)Fläche 30c desDichtungsblocks 30a eine Mehrzahl (z.B. 8) von sich radialerstreckenden Rillen 30d ausgebildet. Jede Rille 30d stehtmit dem Ölkanal 30b inVerbindung, aber erreicht nicht das Äußere des Dichtungsblocks 30a.Mit diesem Aufbau bilden die Dichtungsfläche 30c und die obereEndfläche 21b derVerbindungsleitung 21 ein hydrostatisches Axiallager.
    [0075] DerDichtungsblock 30a ist aufgehängt an dem unteren Ende einerBalgfeder 60, dessen oberes Ende an dem unteren Ende derSpannschraube 23 befestigt ist. In einem Zustand, in demder Druck des in dem Ölkanal 20a fließenden Ölnebelsgleich dem atmosphärischenDruck (anfänglicherZustand) ist, wird ein winziger Zwischenraum zwischen der Dichtungsfläche 30c (Bodenfläche) desDichtungsblockes 30a und der oberen Endfläche 21b derAnschlussleitung 21 gebildet, oder sie berühren sich.
    [0076] Mitdiesem Aufbau kann der Dichtungsblock 30a in der axialenRichtung gleiten. Wenn der Ölnebelmit einem Einheitsdruck P an den Ölkanal 30b mit einerQuerschnittsflächeA1 geliefert wird, wird eine Abwärtskraftan eine innere Endfläche 30e desDichtungsblocks 30a angelegt. Die Kraft wird berechnet als(A2-A1)xP, wobei A2 eine Flächeder inneren Endfläche 30e bezeichnet.Aufgrund des Druckes P des Ölnebelstritt eine Aufwärtskraftzum Vergrößern desZwischenraumes zwischen der Dichtungsfläche 30c und der oberenEndfläche 21b aufdurch einen Druck des Ölnebelsin dem Raum zwischen der Dichtungsfläche 30c und der oberenEndoberfläche 21b derAnschlussleitung 21. In 7 istdie resultierende Druckverteilung des Ölnebels über den Durchmesser der Dichtungsfläche 30c angegeben.Die Abwärtskraftund die oben beschriebene Aufwärtskraft haltensich im Gleichgewicht, wodurch die Menge des an der mechanischenDichtung 30 in radialer Richtung austretenden Ölnebelsgut unterdrückt wird.
    [0077] Weiterwird gemäß der Ausführungsformdie Balgfeder 60 zum Aufhängen der Dichtungsblocks 30a ander Ölversorgungsleitung 20 verwendet.Da ein Zwischenraum zwischen dem oberen Endabschnitt des Dichtungsblocks 30a undder Umfangsoberflächeder Ölversorgungsleitung 20 umfasstwird durch die Balgfeder 60 wie in 3 gezeigt, wird der Ölnebel nicht von einem anderenAbschnitt als der mechanischen Dichtung 30 austreten.
    [0078] Eineinnere Oberflächedes Zugstabes 9 ist in dem der Balgfeder 60 unddem Dichtungsblock 30a gegenüberliegenden Abschnitt derartausgebildet, dass er ein kegelförmigerAbschnitt (kegelstumpfförmigerAbschnitt) 61 mit einem größeren Durchmesser in einemunteren Abschnitt ist. Eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Ölkanälen 9b istauf dem Zugstab 9 in einem Bereich ausgebildet, der deroberen Endfläche 21b derAnschlussleitung 21 (oder der unteren Endfläche 30c)des Dichtungsblocks 30a) entspricht. Ein inneres Ende jedes Ölkanals 9b stehtmit dem innerhalb dem sich verjüngendenAbschnitt 61 festgelegten Raum in Verbindung, und ein äußeres Endejedes Ölkanals 9b stehtmit einem entsprechenden einer Mehrzahl von Ölableitungskanälen 62 inVerbindung, die auf der Spindel 3 ausgebildet sind (siehe 2 und 3). Mit diesem Aufbau kann das von dermechanischen Dichtung 30 in den sich verjün gendenAbschnitt 61 ausgetretene Öl durch die Ölkanäle 9b und 62 ausder Spindelvorrichtung 1 abgeleitet werden.
    [0079] Wiein 2 dargestellt isteine Schraubenfeder 25 derart vorgesehen, dass sie denoberen Abschnitt der Anschlussleitung 21 umgibt, so dassdie Schraubenfeder 25 die Stifte 24 nach untenbezüglichdes Zugstabes 9 zwingt, wodurch die Anschlussleitung 21 nachunten vorgespannt wird. Das untere Ende der Anschlussleitung 21 drückt einDichtungselement 26, das unterhalb der Anschlussleitung 21 vorgesehenist, gegen die obere Flächedes Zugbolzens 14. Daher wird der Austritt von Ölnebel voneiner Verbindung zwischen der Anschlussleitung 21 und demZugbolzen 14 verhindert. Weiter ist ein O-Ring 28 angebrachtzwischen der Umfangsoberflächeder Anschlussleitung 21 und der inneren Oberfläche desZugstabes 9, wodurch der Austritt von Ölnebel an dieser Stelle auchverhindert werden kann.
    [0080] Dasobere Ende des Gehäuses 2 istan der Endhalterung 31 überein Trägerelement 32 mit Schraubbolzen 33 befestigt.Der obere Endabschnitt der Ölversorgungsleitung 20 istdurch eine in dem Trägerelement 32 ausgebildeteDurchgangsbohrung 32a eingesetzt, und dann mit dem Ölversorgungsabschnitt 34,der auf der Endhalterung 31 ausgebildet ist, verbunden.
    [0081] O-Ringe 35 und 36 sindzwischen der äußeren Oberfläche der Ölversorgungsleitung 20 undder inneren Oberflächeder Durchgangsbohrung 32a vorgesehen, wodurch der Austrittan Ölnebelverhindert werden kann mit einem engen Kontakt dazwischen. Ein Befestigungsstift 37 istfest in ein Loch eingesetzt, das radial in dem Trägerelement 32 ausgebildetist, und die Spitze des Befestigungsstiftes 37 greift ineine auf der umfangsseitigen Oberfläche des obere Endes der Ölversorgungsleitung 20 ausgebildeteVertiefung ein, wodurch die Ölversorgungsleitung 20 nichtvon dem Trägerelement 32 herunterfallenwird.
    [0082] Daherist das obere Ende der Ölversorgungsleitung 20 soan das Trägerelement 32 befestigt,dass es sich nicht in der Auf/Abwärtsrichtung bewegt. Weiterwird das obere Ende der Ölversorgungsleitung 20 sogehalten, dass die radiale Bewegung davon innerhalb eines Bereichserlaubt ist, in dem die O-Ringe 35 und 36 elastischdeformiert werden.
    [0083] ImFolgenden wird die Ölnebelversorgungin der Spindelvorrichtung beschrieben werden. Der von einer Ölnebelversorgungsvorrichtung(nicht dargestellt) an den Ölversorgungsanschluss 34 derEndhalterung 31 gelieferte Ölnebel wird in die Anschlussleitung 21 durchden Ölkanal 20a der Ölversorgungsleitungeingebracht.
    [0084] Wenndie Spindel 3 von dem Motor 4 gedreht wird, drehtsich auch der Zugstab 9 zusammen mit der Spindel 3.Da jedoch die Ölversorgungsleitung 20 innerhalbdes Zugstabes 9 von dem Radiallager 22 gestützt wird,so dass sie bezüglichdes Zugstabes 9 drehbar ist, dreht sich die Ölversorgungsleitung 20 nicht,selbst wenn sich die Spindel 3 und der Zugstab 9 drehen.
    [0085] Mitdiesem Aufbau wird der sich entlang des Ölkanals 20a innerhalbder Ölversorgungsleitung 20 bewegende Ölnebel nichtdurch die Zentrifugalkraft aufgrund der Drehung der Spindel 3 beeinflusstwerden. Daher wird gemäß der Ausführungsformder vorliegenden Erfindung der Ölnebel(d.h. das Schneidölund die Hochdruckluft) in dem Ölkanal 20a nichtgetrennt werden, selbst wenn das Ölversorgungsrohr 20 (d.h.die axiale Längeder Spindel 3) relativ lang ist.
    [0086] Mitder Luft, die zusammen mit dem Ölnebel vondem unteren Ende der Ölversorgungsleitung 20 zuder Anschlussleitung geliefert wird, wird ein Druck an die innereEndfläche 30e desDichtungsblockes 30a angelegt. Mit diesem Druck rutschtder Dichtungsblock 30a nach untern. Der Ölnebel kanndurch einen winzigen Raum zwischen der äußeren Oberfläche der Ölversorgungsleitung 20 undder inneren Oberflächedes Dichtungsblockes 30a austreten. Jedoch ist, wie obenbeschrieben, dieser Abschnitt mit der Balgfeder 60 bedecktund der Ölnebelwird nicht aus der Balgfeder 60 austreten.
    [0087] Indieser Phase wird die Luft an die Vielzahl von Rillen 39d geliefert,die auf der Dichtungsfläche (untereOberfläche) 30c desDichtungsblockes 30a ausgebildet sind. Dann wird ein Abstandzwischen der Dichtungsfläche 30c undder oberen Oberfläche 21b derAnschlussleitung 21 innerhalb eines Bereiches von wenigen μm bis mehreren10μm gehalten, wodurchder Austritt von Ölnebelin den Innenraum des Zugstabes 9 verhindert werden kann.Weiter werden mit diesem Aufbau weder der Dichtungsblock 30a nochdie Anschlussleitung 21 abgenützt werden, da die Dichtungsfläche 30c dieobere Oberflächeder Anschlussleitung 21 nicht berührt.
    [0088] Derin die Anschlussleitung 21 eingetretene Ölnebel gehtweiter durch den Ölkanal 14a desZugbolzens 14, den Ölkanal 13a desWerkzeughalters 13 und den Ölkanal 12a des Werkzeuges,und wird von der Ölausstoßöffnung 15 abgegeben.
    [0089] DerDichtungsblock 30a wird durch die Balgfeder 60 derartgehalten, dass er gleiten kann. Daher kann der Dichtungsblock 30a miteinem kleinen von dem Ölnebelbereitgestellten Druck in axialer Richtung gleiten, und ein geeigneterZwischenraum kann zwischen der Dichtungsfläche 30c und der oberen Endfläche 21b derAnschlussleitung 21 bereitgestellt werden.
    [0090] Der Ölnebel,der in geringem Maßevon der mechanischen Dichtung 30 oder dem Raum zwischender Dichtungsfläche 30c undder oberen Endfläche 21b austritt,wird in einem unteren Endabschnitt des sich verjüngenden Abschnittes 61 angesammelt.Der angesammelte Ölnebelwird sofort von der Spindel 3 über den Ölkanal 9b und denin der Spindel 3 ausgebildeten Ölableitungskanal 62 nach außen abgeführt.
    [0091] Essollte bemerkt werden, dass anstelle der Balgfeder 60a eineSchraubenfeder verwendet werden kann zum Halten des Dichtungsblockes 30a.
    [0092] Anstelleder in 6A dargestelltenRillen 30d kann eine Vertiefung 30f, die ein koaxialvertiefter Abschnitt ist, wie in 6C dargestellt,auf der Dichtungsoberfläche 30c desDichtungsblockes 30a ausgebildet sein.
    [0093] Die 6D und 6E zeigen eine weitere Abwandlung derDichtungsfläche 30c. 6D ist eine Ansicht vonunten der Dichtungsfläche 30c,und 6E ist ein Querschnittentlang der Linie E-E in 6D.In dieser Abwandlung sind neben dem Kanal 30b auch eineVielzahl von kleinen Durchgangsbohrungen 30g koaxial angeordnet.
    [0094] Die 6F und 6G zeigen einen Aufbau der oberen Endfläche 21B derAnschlussleitung 21. Wie in 6F dargestelltist eine Mehrzahl von Rillen 21g in einem Randabschnittauf der oberen Endfläche 21b ausgebildet.Wie in 6G dargestellthat jede Rille 21g eine geneigte Fläche, so dass, wenn sich dieAnschlussleitung 21 dreht, dadurch ein kinetischer Druck erzeugtwird. Wenn diese obere Oberflächeals die obere Endfläche 21b verwendetwird, kann die Dichtungsfläche 30c eineebene Fläche sein,wobei nur der Kanal 30b vorgesehen ist.
    [0095] Essollte bemerkt werden, dass das die oben beschriebenen Strukturender mechanischen Dichtung 30 nur Beispiele sind, und irgendwelcheanderen Strukturen, die ein hydrostatisches Axiallager bilden, können verwendetwerden.
    [0096] Die 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsformder vorliegenden Erfindung. Diejenigen Elemente, die gleich denenbei der ersten Ausführungsformsind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibungdavon wird ausgelassen werden.
    [0097] Gemäß der zweitenAusführungsformwird der Dichtungsblock 30a von einer aus einem elastischenMaterial ausgebildeten ringförmigenMembran 63 getragen, die an das untere Ende der Spannmutter 23 befestigtist. Insbesondere ist die Spannmutter 23 derart ausgebildet,dass sie einen hohlen zylindrischen Abschnitt 23d aufweist,der sich zur Seite des Dichtungsblockes 30a erstreckt.Die Membran 63 ist an die untere Endseite des zylindrischenAbschnittes 23d der Spannmutter 23 befestigt.
    [0098] Ähnlich zuder ersten Ausführungsformdreht sich der Dichtungsblock 30a nicht, selbst wenn sich derZugstab 9 dreht. Mit diesem Aufbau kann der Dichtungsblock 30a inaxialer Richtung leicht angehoben werden, selbst wenn ein niedrigerDruck an die innere Endfläche 30e angelegtwird. Weiter bedeckt die Membran 63 einen Zwischenraumzwischen der oberen Oberflächedes Dichtungsblockes 30a und dem unteren Ende der Spannmutter 23.Der Ölnebelwird nicht an der Seite des oberen Endes der mechanischen Dichtung 30 zudem Innenraum des Zugstabes 9 austreten (siehe 5).
    [0099] Wennein relativ hoher Druck fürdas Bereitstellen des Ölnebelserwartet wird kann die Membran 63 derart ausgebildet sein,dass sie eine gerippte Form hat. Vorzugsweise können die Rippen der geripptenMembran 63 koaxial angeordnet sein. Mit Verwendung dergerippten Membran 63 kann eine Federkonstante in der axialenRichtung verringert werden und ein beweglicher Anteil des Dichtungsblockes 30a inder axialen Richtung kann vergrößert werden,selbst wenn die Dicke der Membran 63 vergrößert wird,um dem hohen Druck stand zu halten.
    [0100] Beider zweiten Ausführungsformsind der Ölkanal 20a,der Ölversorgungsleitung 20,der Ölkanal 30b desDichtungsblockes 30a und der Ölkanal 14a des Zugbolzens 14 axialangeordnet und stehen in dieser Reihenfolge in Verbindung. Die Dichtungsfläche 30c stehtder oberen Oberfläche 14b desZugbolzens 14 gegenüber,aber berührtdiese nicht. Mit diesem Aufbau kann der Austritt von Ölnebel aufgrundder Funktion der mechanischen Dichtung 30 von den Ölkanälen 20a und 14a verhindertwerden (siehe 5).
    [0101] DieDichtungsfläche 30c unddie obere Oberfläche 14b derzweiten Ausführungsformkann ausgebildet sein wie die Dichtungsfläche 30c und die obereEndfläche 21b derAnschlussleitung 21 der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, dassdie in den 6A bis 6G dargestellten Beispieleauf die zweite Ausführungsformanwendbar sind. Insbesondere ist die in den 6F und 6G dargestellteForm auf der oberen Oberfläche 14b inder zweiten Ausführungsformanstelle auf der oberen Endfläche 21b ausgebildet.
    [0102] Gemäß der zweitenAusführungsformfließt dervon der Ölnebelversorgungsvorrichtung(nicht dargestellt) gelieferte Ölnebelvon der Ölversorgungsleitung 20 zudem Ölkanal 14a desZugbolzens 14 überden Ölkanal 30b desDichtungsblockes 30a. Da die Ölversorgungsleitung 20 undder Dichtungsblock 30a sich nicht drehen, wird der Ölnebel nicht durchdie Zentrifugalkraft beeinflusst, und daher werden das Schneidöl und dieLuft nicht getrennt werden. Es sollte bemerkt werden, dass bei derzweiten Ausführungsformdie Anschlussleitung ausgelassen ist. Da der sich drehende Abschnittdes Ölnebelversorgungskanalsgekürztist, wird der Ölnebelweniger beeinflusst durch die Zentrifugalkraft des Ölkanalszu der Ausstoßöffnung 15 ander Spitze des Werkzeuges 12.
    [0103] Die 8 und 9 veranschaulichen eine dritte Ausführungsformder Erfindung hinsichtlich einer Spindelvorrichtung, die einen Werkzeughalter 53 anstelledes Werkzeughalters 13 der ersten Ausführungsform verwendet. 8 zeigt eine Querschnittsseitenansichtder Spindelvorrichtung nach der dritten Ausführungsform. 9 zeigt eine vergrößerte Querschnittsseitenansichteines Hauptteils der in 8 dargestelltenSpindelvorrichtung.
    [0104] Inder Spindelvorrichtung nach der dritten Ausführungsform ist die Spindel 3 soaufgebaut, dass der Werkzeughalter 53 mit einem Doppelflächenkontaktwerkzeugschaftmechanismusangebracht werden kann. Der Werkzeughalter 53 hat einenkonischen (Schaft)Abschnitt 53b, der eng mit der inneren Oberfläche einersich verjüngenden Öffnung 3a der Spindel 3 inBerührungist, und eine obere Endfläche 53c einesFlanschabschnittes (ein Abschnitt mit einem großen Durchmesser) ist mit derBodenfläche 3f derSpindel 3 in enger Berührung.
    [0105] DerZugstab 9 ist so ausgebildet, dass er einen Spitzenabschnitt 54 miteinem kleineren Durchmesser aufweist. Der Zugstab 9 istverrutschbar in eine zentrale Durchgangsbohrung eingesetzt, die oberhalbder konischen Öffnung 3a derSpindel 3 angeordnet ist und mit dieser in Verbindung ist.Der Spitzenabschnitt 54 kleineren Durchmessers des Zugstabes 9 ist über eineSchraubenverbindung mit einer Buchse 52 verbunden, dieein Teil eines Spannfuttermechanismus 51 ist. Ein Aufnahmeelement 50 istauf die Buchse 52 eingepasst, durch welche der Werkzeughalter 53 lösbar mitdem Zugstab 9 verbunden ist.
    [0106] EinTrägerdeckel 40 miteiner Durchgangsbohrung 40b, in welche die Ölversorgungsleitung 20 einzubringenist, ist an das obere Ende des Gehäuses 2 mit einem odermehreren Schraubbolzen 40a befestigt. Ein Führungselement 41 istan die obere Oberflächedes Trägerelementes 40 miteinem Schraubbolzen 41a befestigt. Um die Mittenachse desFührungselementes 41 isteine sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsbohrung 41 ausgebildet,wobei der Durchmesser der Durchgangsbohrung 41b größer alsder Durchmesser der Ölversorgungsleitung 20 ist.Eine Endhalterung 42 ist an die obere Oberfläche desFührungselementes 41 montiert,wobei dessen sich nach unten erstreckender Abschnitt 42a kleinerenDurchmessers in die Durchgangsbohrung 41b eingebracht ist.Die Endhalterung 42 ist in axialer Richtung verrutschbar,da der Abschnitt 42a kleineren Durchmessers durch die Durchgangsbohrung 41b geführt wird.
    [0107] Ein Ölversorgungsanschluss 43 istan der Seitenwand der Endhalterung 42 ausgebildet. Das obereEnde der Ölversorgungsleitung 20,die sich nicht dreht, ist in die Durchgangsbohrung 40b eingebrachtund an der Endhalterung 42 befestigt und steht mit dem Ölversorgungsanschluss 43 über einen L-förmigen Ölkanal inVerbindung.
    [0108] Einezylindrische Halterung 44 ist an die obere Fläche desTrägerelementes 40 befestigtund eine Plattenhalterung 45 ist an das obere Ende derzylindrischen Halterung 44 befestigt. Die Halterungen 44 und 45 bedeckendas Führungselement 41 unddie Endhalterung 42, wobei sie der Endhalterung erlauben,sich vertikal (d.h. in Aufwärts-und Abwärtsrichtung)innerhalb des durch die Halterungen 44 und 45 definiertenRaumes zu bewegen. Eine Druckluftzylindereinheit 46 istan die obere Oberflächeder Plattenhalterung 45 befestigt. Die Luftzylindereinheit 46 ist aneine Verbindung 47 angeschlossen, die an die obere Oberfläche derEndhalterung 42 befestigt ist. Mit diesem Aufbau kann dieEndhalterung 42 durch Betreiben der Druckluftzylindereinheit 46 derartangetrieben werden, dass sie sich vertikal bewegt.
    [0109] Innerhalbdes Zugstabes 9 ist an einem unteren Ende eines Abschnittesdavon mit einem größeren Durchmesser(d.h. oberhalb des Abschnittes 54 mit einem kleineren Durchmesser)und auf dem unteren Ende der Ölversorgungsleitung 20 istdie mechanische Dichtung 30 angeordnet. Die mechanische Dichtung 30 hatdie gleiche Struktur wie die bei der ersten oder zweiten Ausführungsformangewandte außerdass die Dichtungsfläche 30c deroberen Endflächeeines Dichtungselementes 70 gegenübersteht, dass an eine innereOberfläche 54b befestigt ist,welche sich oberhalb des Abschnittes 54 mit dem kleinerenDurchmesser befindet. Ein winziger Zwischenraum ist zwischen deroberen Endflächedes Dichtungselementes 70 und der Dichtungsfläche 30c ausgebildet(siehe 9).
    [0110] EineBodenabdeckung 55 ist an das untere Ende des Gehäuses 2 befestigt.Ein Luftversorgungsanschluss 56 ist an der Seitenwand derBodenabdeckung 55 ausgebildet. Der Luftversorgungsan schluss 56 stehtmit den Luftkanälen 57 und 58,die in der Spindel 3 ausgebildet sind, in Verbindung.
    [0111] DerLuftkanal 57 steht mit einer auf der Bodenfläche 3f derSpindel 3 ausgebildeten ringförmigen Rille 3e inVerbindung. Die von dem Luftversorgungsanschluss 56 eingetreteneDruckluft fließtzu der oberen Endfläche 53c desFlanschabschnittes des Werkzeughalters 53 über dieRille 3e. Der Luftkanal 58 steht mit der konischenBohrung 3a durch einen an der inneren Seitenendfläche derSpindel 3 ausgebildeten Auslaß in Verbindung. Die von dem Luftversorgungsanschluss 56 gelieferteDruckluft wird zu der oberen Endfläche 53c und der konischen Bohrung 3a über dieLuftkanäle 57 und 58 geleitet, uman der oberen Endfläche 53c bzw.der konischen Bohrung 3a anhaftende Sägespäne, Staub und Schneidöl abzublasen(siehe 9).
    [0112] Beider dritten Ausführungsformist der Spannfuttermechanismus 51 an das untere Ende des Zugstabes 9 befestigt,und die mechanische Dichtung 30 ist zwischen dem oberenEnde des Spitzenabschnittes 54 des Zugstabes 9 unddem unteren Ende der Ölversorgungsleitung 20 vorgesehen. Wennder Werkzeughalter 53 ausgetauscht wird, insbesondere,wenn der Werkzeughalter 53 abgenommen wird, kann der Dichtungsblock 30a durchdas obere Ende des Spitzenabschnittes 54 nach oben geschlagenwerden, wenn der Zugstab 9 angehoben wird. In einem solchenFall kann die Ölversorgungsleitung 20 deformiert(z.B. verbogen) und/oder die Dichtungsfläche 30c beschädigt werden.
    [0113] Umein solches Missgeschick zu vermeiden können bei dieser Ausführungsformdie Ölversorgungsleitung 20 zusammenmit dem Dichtungsblock 30a nach oben bewegt werden durchBetätigender Druckluftzylindereinheit 46, bevor der Zugstab 9 zurückgezogenwird. Dann wird der Abstand zwischen der Dichtungsfläche 30c unddem oberen Ende des Spitzenabschnittes 54 ausreichend groß gemacht unddas oben beschriebene Problem würdenicht auftreten.
    [0114] Ähnlich zuder zweiten Ausführungsformist das untere Ende des in der Ölversorgungsleitung 20 ausgebildeten Ölkanals 20a mitdem in dem Spitzenabschnitt 54 des Zugstabes 9 ausgebildeten Ölkanal 54a über den Ölkanal 30b desDichtungsblockes 30a in Verbindung. Der Ölkanal 54a istmit dem in dem Werkzeughalter 53 ausgebildeten Ölkanal 53a inVerbindung überden Ölkanal 59a,der durch die Buchse 52 in der axialen Richtung ausgebildetist. Der durch die obigen Kanälegehende Ölnebelwird von der Ausstoßöffnung andem spitzenseitigen Ende des Werkzeuges abgegeben.
    [0115] Essollte bemerkt werden, dass bei der dritten Ausführungsform der Dichtungsblock 30a vonder Ölversorgungsleitung 20 über dieBalgfeder 60 oder ein anderes Federelement, wie z.B. dieMembran 63 oder eine andere Feder, gehalten werden kann.
    [0116] 10 zeigt eine vergrößerte Querschnittsseitenansichtdes Werkzeughalters 13, der in der ersten und der zweitenAusführungsformverwendet werden kann.
    [0117] Wiein 10 dargestellt istbei der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung, um denZugbolzen 14 an dem oberen Ende des Werkzeughalters 13 zumontieren, die Öffnung 13b,die sich in einem der konischen äußeren Oberfläche entsprechendenAbschnitt befindet, derart ausgebildet, dass sie einen relativ großen innerenDurchmesser hat, und das untere Ende des Zugbolzens 14 istin die Öffnunggeschraubt. Weiter sollte an dem unteren Abschnitt des Werkzeughalters 13,in dem das Werkzeug 12 angebracht wird, eine Öffnung 13c miteinem rela tiv großenDurchmesser ausgebildet sein. Auf der anderen Seite sind der denZugbolzen 14 in axialer Richtung durchdringende Ölkanal undder den Werkzeughalter 13 in axialer Richtung durchdringende Ölkanal 13a derartausgebildet, dass sie den gleichen Durchmesser wie die Ölversorgungsleitung 20 haben,die sich auf der Seite stromaufwärtsbefindet.
    [0118] Wennbei einem solchen Aufbau der durch die Ölkanäle 14a und 13a durchgehende Ölnebel aufgrundder Zentrifugalkraft in die Ölkanäle 13b und 13c eintritt,kann der Ölnebelleicht an die innere umfangsseitige Oberfläche der Ölkanäle 13b und 13c anlagern.Dann geht der Ölnebelwährendsich das Werkzeug 12 dreht in den flüssigen Zustand und häuft sichan Öffnungen 13b und 13c an.In einem solchen Fall kann der Ölnebelnicht von der an der Spitze des Werkzeuges 12 ausgebildetenAusstoßöffnung 15 ausgestoßen werden.Weiter, wenn die Drehung des Werkzeuges 12 stoppt, fließt einegroße Mengevon Ölnebelim flüssigenZustand aus der Ölausstoßöffnung 15 alsflüssiges Öl, welchesden Arbeitsbereich verunreinigt.
    [0119] Ein ähnlichesProblem tritt bei dem Werkzeughalter 53 gemäß der drittenAusführungsformin dem Abschnitt 53b größeren Durchmessersauf, der sich zwischen dem Ölkanal 53a mitgeringerem Durchmesser und dem oberen Ende des Werkzeuges 12 befindet.
    [0120] Umdas obige Problem zu vermeiden ist in der Öffnung 13b mit größerem Durchmesserein elastischer Ölkanalvorgesehen. Speziell ist ein elastisches Element 71 aussynthetischem Harz z.B. in die Öffnung 13b mitgrößerem Durchmessereingebracht. Das elastische Element 71 weist einen Ölkanal 71a miteinem Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich dem Durchmesserder Ölkanäle 14a und 13a ist,die sich oberhalb und unterhalb des Ölkanals 71a befinden.Durch Einsetzen des elastischen Elements 71 sind die Ölkanäle 14a und 13a über den Ölkanal 71a sanftohne eine Stufe miteinander verbunden. Da innerhalb der Ölkanäle 13a, 71a und 14a keineStufen ausgebildet sind, wird kein Öl angesammelt. Ferner können durchdas elastische Element 71 Abmessungsfehler in der Tiefeder Öffnung 13b mit größerem Durchmesserentlang der Rotationsachse und/oder der Länge des geschraubten Abschnittes desZugbolzens 14 elastisch ausgeglichen werden. Das bedeutet,dass selbst wenn es einen Abmessungsfehler in der Tiefe der Öffnung 13b mitgrößerem Durchmesserentlang der Rotationsachse und/oder die Länge des geschraubten Abschnittes desZugbolzens 14 gibt, das elastische Element 71 gutin die Öffnung 13b eingepasstist und dem Ölnebelermöglicht,gleichmäßig zu fließen.
    [0121] Alternativoder optional kann ein teleskopisches Rohr 72 mit einerMehrzahl von zylindrischen Elementen, die im wesentlichen den gleicheninneren Durchmesser wie der Durchmesser der Ölkanäle geringeren Durchmessershat und die ausziehbar/zusammenschiebbar miteinander verbunden sind,in den Abschnitt mit größeren Durchmessereingesetzt sein. In 10 istdas obere Ende des teleskopischen Rohres 72 an das obereEnde der Öffnung 13c befestigt(d.h. das obere Ende des teleskopischen Rohres 72 ist miteinem Wandabschnitt verbunden, der einen Eingang der Öffnung 13c definiert).Weiter ist das untere Ende des teleskopischen Rohres 72 an dieobere Oberflächeeiner Stellschraube 13s befestigt, die in die Öffnung 13c eingeschraubtist zum Einstellen einer hervorstehenden Menge des Werkzeuges 12,wobei der ausgezogene Zustand des teleskopischen Rohres 72 sichentsprechend ändert,und der Ölkanal 13a istmit einem Ölkanal 13t verbunden, derdurch das teleskopische Rohr in der Stellschraube 13s definiertist, sanft ohne wesentliche Stufen in den Ölkanälen.
    [0122] 11 zeigt eine vergrößerte Querschnittsseitenansichtdes Werkzeughalters 53 gemäß der dritten Ausführungsform,bei dem das teleskopische Rohr 72 vorgesehen ist. In diesemBeispiel ist ein Ölkanal 53a mitdem Ölkanal 13t derStellschraube 13s durch das teleskopische Rohr 72 verbunden.Weiter ist um das teleskopische Rohr 72 herum eine Feder vorgesehen.Das obere Ende des teleskopischen Rohres 72 ist an denoberen Endabschnitt der Öffnung 13c größeren Durchmessersbefestigt. Der untere Endabschnitt der Feder 53b ist andas den unteren Endabschnitt des teleskopischen Rohres befestigt,sodass das untere Ende des teleskopischen Rohres 72 derartvorgespannt, dass es die obere Oberfläche der Stellschraube 13s berührt. Mitdiesem Aufbau dehnt sich das untere Ende des teleskopischen Rohresaus oder zieht sich zusammen derart, dass es der Bewegung der Stellschraube 13s folgt,wenn die Stellschraube 13s gedreht wird, um seine axialeStellung zu ändern,wodurch die Ölkanäle 53a unddie Stellschraube 13s durch das teleskopische Rohr sanftmiteinander verbunden sind.
    [0123] Wiein 10 dargestellt, kannes möglich seindas elastische Element 71 und das teleskopische Rohr 72 gleichzeitigzu verwenden. Selbstverständlichist es auch möglich,nur entweder das elastische Element oder das teleskopische Rohrzu verwenden. Mit Verwendung des elastischen Elementes und/oderdes teleskopischen Rohres kann ein nachteiliger Einfluss aufgrundder Zentrifugalkraft gut unterdrücktwerden.
    [0124] Essollte bemerkt werden, dass durch Ausbilden der inneren Oberfläche desZugstabes 9 derart, dass sie eine konische Öffnung 61 aufweist,die einen größeren Durchmesserin einem unteren Abschnitt davon hat, die Bewegung des Ölnebels,der von der mechanischen Dichtung 30 austritt und an derinneren Wand der konischen Öffnung 61 als Ölspritzeranhaftet zu dem Ölabführkanal 62 beschleunigtwird durch die Zentrifugalkraft und die Gravitationskraft.
    [0125] Umdie obige Funktion zu verstärkenkönnen spiralförmige Rillenan der konischen inneren Wand der konischen Öffnung 61 ausgebildetsein. Die konische Öffnung 61 kanndurch eine zylindrische Öffnungersetzt sein, wenn eine Gestaltung der Abfuhr des Ölnebels(z.B. die spiralförmigenRillen auf der inneren Oberfläche)angewendet wird.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] Spindelvorrichtung (1) für ein Maschinenwerkzeug,die versehen ist mit: einer Spindel (3) mit einemWerkzeughaltemechanismus, an den ein Werkzeughalter (13)zum Halten eines Maschinenwerkzeuges (12) angekoppelt ist,wobei die Spindel derart angetrieben wird, dass sie sich dreht,eine Durchgangsbohrung (3d) in der Spindel (3)entlang deren Mittenachse ausgebildet ist, die Durchgangsbohrung(3d) mit dem Werkzeughaltemechanismus in Verbindung istund der Werkzeughaltemechanismus mit einem Ölversorgungskanal (14a)zum Leiten des Ölnebelszu dem Maschinenwerkzeug (12) ausgebildet ist; einemZugstab (9), der in die Durchgangsbohrung (3d)eingesetzt ist, wobei ein distales Ende des Zugstabes (9)dem Werkzeughaltemechanismus gegenübersteht; und einem Ölnebelversorgungsrohr(20), das durch den Zugstab (9) entlang der Mittenachsedes Zugstabes (9) eingesetzt ist, wobei das Ölnebelversorgungsrohr (20)bezüglichder Spindelvorrichtung (1) nicht drehbar ist und sich das Ölnebelversorgungsrohr(20) von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des Zugstabes(9) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dasseine mechanische Dichtung (30) an dem distalen Ende desZugstabes (9) vorgesehen ist, wobei die mechanische Dichtung (30)eine mechanische Dichtung vom berührungslosen Typ mit einem drehendenElement und einem diesem ohne Berührung gegenüberstehenden nicht drehendemElement ist, und der von dem proximalen Ende der Spindel (3)eintretende Ölnebel über das Ölversorgungsrohr(20) und den in dem Werkzeughaltemechanismus ausgebildeten Ölversorgungskanalzu dem Werkzeug zugeleitet wird.
    [2] Spindelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das drehendeElement an dem Zugstab (9) befestigt ist und das nichtdrehende Element an dem Werkzeughaltemechanismus befestigt ist.
    [3] Spindelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobeidie mechanische Dichtung (30) beinhaltet: ein Dichtungselement(30a) mit der Dichtungsfläche (30c); und einemAufhängungsmittel(60, 63) zum elastischen Aufhängen des Dichtungselementes (30a)an dem Zugstab (9), so dass das Dichtungselement (30a)in einer Richtung parallel zur Mittenachse der Spindel (3)bewegbar ist.
    [4] Spindelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Aufhängungsmitteleine Balgfeder beinhaltet.
    [5] Spindelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Aufhängungsmitteleine ringförmigeMembran beinhaltet, wobei ein innerer Randabschnitt der Membranan den Zugstab befestigt ist und der äußere Randabschnitt der Membranan das Dichtungselement befestigt ist.
    [6] Spindelvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Membraneine gerippte Form hat.
    [7] Spindelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis6, wobei die innere Oberflächedes Zugstabes, die der mechanischen Dichtung (30) gegenübersteht, sichderart verjüngt,dass der Durchmesser der inneren Wand in Richtung der unteren Positionzunimmt.
    [8] Spindelvorrichtung nach einem der Ansprüche, 1 bis6, wobei die innere Oberflächedes Zugstabes (9), die der mechani schen Dichtung (30)gegenübersteht,mit zumindest einer spiralförmigenRille ausgebildet ist.
    [9] Spindelvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobeidie Spindel (3) mit einem Abführkanal versehen ist, durchden ein Innenraum der Spindel und der Raum außerhalb miteinander in Verbindungsind, und wobei der auf der inneren Oberfläche des der mechanischen Dichtung(30) gegenüberstehendenZugstabes (9) angesammelte Ölnebel durch den Abführkanalnach außenabgeführtwird.
    [10] Spindelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,weiter mit einem Bewegungsmittel, das das Ölnebelversorgungsrohr (20)in einer Richtung parallel zu der Mittenachse der Spindel (3)bewegt.
    [11] Spindelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobeider in dem Werkzeughalter ausgebildete Ölkanal einen Abschnitt miteinem größeren Durchmesser hat,der zwischen Abschnitten mit einem kleineren Durchmesser entlangder Mittenachse davon angeordnet ist, und wobei ein elastischesElement mit elastischem Material, in dem ein elastischer Ölkanal miteinem Durchmesser, der im wesentlichen der gleiche wie der Durchmesserder Abschnitte mit dem kleineren Durchmesser ist, in den Abschnittmit dem größeren Durchmessereingesetzt ist.
    [12] Spindelvorrichtung (1) nach Anspruch 11,wobei das elastische Element aus synthetischem Harz ist.
    [13] Spindelvorrichtung (1) nach Anspruch 11,wobei das elastische Element ein teleskopisches Rohr beinhaltet.
    [14] Spindelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehendenAnsprüche,wobei der Ölnebelvon dem Ölversorgungsrohrzusammen mit Druckluft geliefert wird.
    [15] Spindelvorrichtung (1) für ein Maschinenwerkzeug(12) mit: einer Spindel (3), die derart angetriebenwird, dass sie sich dreht, wobei die Spindel eine erste Durchgangsbohrungaufweist, die sich entlang der Rotationsachse davon erstreckt; einemWerkzeughalter, der an das distale Ende der Spindel (3)befestigt ist, wobei der Werkzeughalter einen sich entlang der Rotationsachseder Spindel erstreckenden ersten Ölkanal aufweist; eineman das distale Ende des Werkzeughalters zu befestigendem Maschinenwerkzeug(12), wobei das Maschinenwerkzeug (12) einen zweiten Ölkanal aufweist,der mit dem ersten Ölkanalin Verbindung ist; einem Zugstab, der in die erste Durchgangsbohrung eingesetztist, wobei der Zugstab eine sich entlang der Rotationsachse derSpindel erstreckende zweite Durchgangsbohrung aufweist; einem Ölversorgungsrohr,das in der zweiten Durchgangsbohrung von zumindest einem Lager derart drehbargetragen wird, dass sich das Ölversorgungsrohrbezüglichder Spindelvorrichtung nicht dreht, wobei das Ölversorgungsrohr einen dritten Ölkanal aufweist,der derart gebildet ist, dass er sich entlang der Rotationsachseder Spindel erstreckt; und eine berührungslose mechanische Dichtung,die zwischen der Ölversorgungsleitungund dem Werkzeughalter derart vorgesehen ist, dass in das Ölversorgungsrohreintretender Ölnebel über diemechanische Dichtung zu dem ersten Ölkanal geleitet wird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004306157A|2004-11-04|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-05-26| 8110| Request for examination paragraph 44|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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