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Vorrichtung zur Zuführung der Druckluft in umlaufende Zylinder für
Spannfutter od. dgl. an Werkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine. Vorrichtung,
um bei umlaufenden Zylindern für Spannfutter die zur Betätigung des Futters notwendige
Druckluft zuzuführen. Derartige Einrichtungen finden vor allem an Werkzeugmaschinen
Verwendung, um Spannfutter oder ähnliche Spanneinrichtungen zu betätigen.
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Es ist an sich bekannt, für derartige Zuführeinrichtungen Zylinderdichtungen
zu verwenden. Diese kann man aber nur benutzen, wenn geringe Drehzahlen vorherrschen,
bei denen bei metallischer Dichtung keine große Wärme auftreten kann, und wenn man
Dichtmittel benutzt, die bei diesen Drehzahlen nicht verbrennen. Bei derartigen
metallischen Dichtungen muß die Passung zwischen stillstehendem und umlaufendem
Teil sehr klein gewählt worden, damit der Ringspalt nur einen Bruchteil des Preßluft-Zuleitungsquerschnittes
beträgt. In -der Praxis müssen die Teile auf einandergepaßt werden, so daß ein Austausch
nicht möglich ist.
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Bei derartigen Zylinderdichtungen verwendet man zur Schmierung und
gleichzeitig als Mittel zum zusätzlichen Dichten ein besonderes Schmierfett. Die
Preßluft steht mit ihrem Druck gegen den Schmierfilm und drückt diesen weg. Aus
diesem Grunde muß nach einer bestimmten Laufzeit eine Nachschmierung stattfinden.
Es beisteht aber die Gefahr, daß dieses Nachschmieren unterlassen oder daß beim
Anlaufen einer Maschine, und bei plötzlichem Wärmeaufkommen das stillstehende Außengehäuse
sich nach. innen und der umlaufende Verteiler nach außen ausdehnt, wodurch ein Abreißen
des Schmierfilmes eintritt und die stillstehende Büchse auf dem Verteiler festsitzt.
Es kann hierbei zu einem Abreißen der Preßluftzuführungsschläuche und damit zu Unfällen
kommen. Hinzu kommt, daß bei im Durchmesser größeren hohlen Luftzuführungseinrichtungen
die Gleitgeschwindigkeit oft so groß werden kann, daß eine zylindrische Dichtung
nicht mehr anwendbar ist.
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Es ist auch bekannt, statt der Zylinderdichtungen Plandichtungen zu
benutzen, bei denen es selbst beim Fressen der Gleitflächen nicht zum Abreißen von
Schläuchen kommt. Die Preßluft strömt wohl an den gefressenen Stellen nach außen
ab; der Preßluftzylinder bleibt jedoch mit geringem Druck beaufschlagt. Dieser geringe
Druck genügt, um z. B. Werkstücke im Spannfutter zu halten. Die Abdichtungen in
einer Planebene sind aber schwierig dicht zu halten, weil die Umfangsgeschwindigkeiten
an den einzelnen Stellen dieser Dichtung verschieden sind. Es kann hierbei der Fall
eintreten, daß durch die am äußeren Umfang vorhandene größere- Wärme eine stärkere
Ausdehnung der Dichtungsteile stattfindet, so daß hierdurch kleinste Spalte entstehen,
die zum Abblasen der Luft führen. Um hier Abhilfe zu schaffen, wird gemäß der Erfindung
vorgeschlagen., zwischen dem Verteiler und dem umlaufenden Zylinder eine oder mehrere
plane, die Zuführungskanäle enthaltende Zwischenscheiben anzuordnen, die mit geringerer
Geschwindigkeit umlaufen als der Zylinder und. die die Plandichtflächen tragenden
Teile durch Federn, Preßluft od. dgl. gegeneinanderpressen. Hierdurch erhält man
mehrere Dichtungsebenen, die aber keinen so großen Geschwindigkeitsunterschied aufweisen
wie bei einer Dichtung zwischen dem feststehenden Teil und dein umlaufenden Zylinder.
Durch geeignete Wahl der Werkstoffe kann man hierbei erreichen, daß die auf den
beiden Seiten der Zwischenscheibe auftretenden Wärmeausdehnungen praktisch gleich
bleiben, so daß eine einwandfreie Abdichtung in den Planebenen erzielt wird. Bei
sehr hohen Geschwindigkeiten des umlaufenden Zylinders kann man zwei oder auch drei
Zwischenscheiben vorsehen, deren Geschwindigkeit gegeneinander abgestuft ist.
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Bei der praktischen Ausführung können die Zwischenscheiben durch ein
am feststehenden Verteiler gelagertes, untersetztes Stirn.radgetriebe vorn umlaufenden
Zylinder aus angetrieben sein. Bei sehr hohen Umlaufgeschwindigkeiten und dementsprechend
hohen Temperaturen kann man auch die Zwischenscheiben und/oder den nicht umlaufenden
Verteiler aus mehreren konzentrisch ineinanderliegenden Ringen herstellen, die unabhängig
voneinander gegeneinandergepreßt werden. Hierdurch ist es möglich, die durch die
Wärme entstehenden Längenänderungen der einzelnen Teile unabhängig von den übrigen
Teilen auszugleichen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele
von Vorrichtungen gemäß der Erfindung im Schnitt dargestellt.
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Nach Fig. 1 besteht die Luftzuführungseinrichtung in bekannter Weise
aus einem feststehenden Zuführungsteil 1 mit den beiden Luftzuführungsleitungen
2 und 3, die zu den beiden Zylinderräumen 4 und 5 führen. In diesem Zylinder ist
in üblicher Weise ein Kolben 6 angeordnet, dessen. hohle Kolbenstange 7 hin- und
hergeschoben wird, um die (nicht dargestellten) Spannfutterbacken zu verstellen.
Der feststehende Zuführungsteil 1 kann beispielsweise durch eine Traverse 8, die
am Spindelstock befestigt ist, gehalten werden.
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In diesem feststehenden Zuführungsteil befindet sich ein verschiebbarer,
aber sich nicht drehender Verteiler 9, der die notwendigen Kanäle 10 und 11 für
die Luftzuführung enthält. Der Zylinder 12 ist in üblicher Weise mit der Spindel
verbunden und läuft mit ihr um. In dem Zylinder befinden sich ebenfalls die notwendigen
Luftkanäle 13 und 14.
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Gemäß der Erfindung ist nun zwischen dem nicht umlaufenden Verteiler
9 und dem umlaufenden Zylinder 12 eine Zwischenscheibe 15 angeordnet, die an ihren
Planflächen Ringkanäle 16 und 17 bzw. 18 und 19 erhält. Diese Ringkanäle sind durch
axiale Kanäle 20 und 21 miteinander verbunden. Da auch der Zylinder 12 entsprechende
Ringkanäle enthält, so kann die Luft von den beiden Zuleitungen 2 und 3 durch die
Kanäle 10 und 11 des Verteilers 9 über die Ringkanäle 16 und 17, die axialen Kanäle
20 und 21 und durch die Ringkanäle 18 und 19 zu dem Zylinder 12 weitergeleitet werden,
um dann durch die Kanäle 13 oder 14 auf die entsprechende Seite des Kolbens 6 geführt
zu werden.
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Die Zwischenscheibe 15 erhält nun gemäß der Erfindung eine Geschwindigkeit,
die beispielsweise halb so hoch gewählt ist wie die Geschwindigkeit des Zylinders
12. Zum Antrieb der Scheibe 15 dient ein Stirnra.dgetriebe 22, dessen Verzahnung
23 mit einer Verzahnung 24 am Zylinder im Eingriff steht, während die Verzahnung
25 dieses Getriebes in die Verzahnung 26 der Zwischenscheibe 15 eingreift. Man erreicht
mithin, daß die Geschwindigkeit zwischen dem Verteiler 9 und dem Zylinder 12 nicht
unmittelbar zwischen diesen Teilen zur Wirkung kommt, sondern es ist jeweils ein
Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Verteiler 9 und der Zwischenscheibe 15
sowie zwischen dieser und dem Zylinder 12 vorhanden.
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Bei sehr hohen Geschwindigkeiten könnte man natürlich auch mehrere
derartige Zwischenscheiben vorsehen, die dann entsprechend abgestufte Geschwindigkeiten
erhalten, um den gesamten Geschwindigkeitsbereich zu unterteilen.
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Damit eine genügende Anlage an den Planflächen erzielt wird, wirken
auf die Stirnseite des Verteilers 9 mehrere auf dem Umfang verteilte Federn 27 bzw.
28. Die Art dieser Federn kann beliebig gewählt sein, ebenso ihre Anzahl und ihre
Verteilung auf dem Umfang. Statt der Federn könnte man natürlich auch einen Preßluftzylinder
od. dgl. vorsehen.
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In Fig.2 ist noch angedeutet, daß der Zwischenring15 aus zwei Teilen
15a und 15b gebildet ist, wobei diese beiden Teile konzentrisch ineinanderliegen.
DieseTeile 15 ca und 15 b sind gegeneinander axial verschiebbar, aber durch
eine Feder 30, die in eine Nut 31 eingreift, oder in anderer Weise undrehbar gegeneinander
gehalten. Auf diese Weise wird der Innenring 15b vom Außenring 15a mitgenommen.
Jeder Teil 15a und 15b erhält dann einen Kanal 20 bzw. 21. Entsprechend dieser
Ausbildung der Zwischenscheibe ist auch der Verteiler 9 unterteilt in einen äußeren
Teil 9a und einen innenliegenden Teil 9b.
Diese Teile erhalten dann sinngemäß
die Kanäle 10 und 11. Bei einer solchen Ausführung wird man ebenfalls zwei verschiedene
Federanordnungen vorsehen, so daß die Federn 27 nur auf den Teil 9a und die Federn
28 nur auf den Teil 9-b einwirken, um die einwandfreie Abdichtung zu erreichen.