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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Betätigungseinrichtung
für Spannfutter,
insbesondere für Werkstücke, mit
den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Betätigungseinrichtung ist z.B. mit
besonderem Vorteil, aber nicht ausnahmslos, für ein solches Spannfutter geeignet,
das einen hydraulischen Ausgleich ermöglicht (
DE 41 14 884 A1 ), bei dem
mittels des Arbeitszylinders ein Betätigungsglied zwischen zwei
Stellungen axial verschoben wird und ferner einzelne im Spannfutter
vorgesehene Spannkolben in einer Richtung, die der Spannrichtung
entspricht, mit dem Arbeitsdruck eines Druckmediums zum Spannen
beaufschlagt werden. Eine bekannte Betätigungseinrichtung dieser Art
hat den Nachteil, dass diese insgesamt, vier Anschlüsse und vier
Leitungen benötigt,
wobei ferner an die einzelnen Anschlüsse anschließbare Druckschläuche und
eine recht aufwändige
Steuereinrichtung erforderlich sind. Eine Leitung führt zum
ersten Arbeitsraum des Arbeitszylinders, während eine zweite Leitung zum
gegenüberliegenden
zweiten Arbeitsraum des Arbeitszylinders führt, wobei für die Axialbetätigung des
Arbeitskolbens eine dieser Leitungen das unter Arbeitsdruck stehende
Druckmedium führt,
während
die zweite Leitung der Ableitung des abfließenden Druckmediums dient.
Wird von Spannen auf Lösen umgeschaltet,
vertauschen sich die Funktionen dieser beiden Leitungen. Eine dritte
Leitung dient allein dazu, die einzelnen im Spannfutter enthaltenen Spannkolben
zum Zwecke der Zentrierung und des Spannens mit dem Arbeitsdruck
eines Druckmediums zu beaufschlagen, wobei zum Zentrieren ein niedrigerer
Druckwert und zum anschließenden Spannen
ein demgegenüber
höherer
Druckwert eingestellt werden muss. Die vierte Leitung mit zugehörigem Anschluss
dient zum Entsperren eines in die dritte Leitung eingesetzten Sicherheitsrückschlagventils
zum Lösen
bzw. Öffnen
des Spannfutters. Eine derartige bekannte Betätigungseinrichtung ist wegen
der vier Anschlüsse
und der vier Leitungen kompliziert, aufwändig und teuer. Sie erfordert
zudem vier Leitungsverbindungen zwischen einer aufwändigen Steuereinrichtung
und den vier Anschlüssen.
All dies ist besonders nachteilig, berücksichtigt man, dass bei herkömmlichen
Werkzeugmaschinen üblicherweise
nur zwei Medienanschlüsse
vorhanden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Betätigungseinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfacher und kostengünstiger ist,
eine Vereinfachung eines Steuergerätes zur Folge hat und mit lediglich
zwei Medienanschlüssen,
wie sie üblicherweise
an Werkzeugmaschinen vorhanden sind, auskommt.
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Die Aufgabe ist bei einer Betätigungseinrichtung
der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung
durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale
der Erfindung sowie Ausgestaltungen und Verbesserungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Durch die Erfindung ist erreicht, dass die Betätigungseinrichtung nur zwei
Anschlüsse
benötigt,
nämlich
einen Anschluss für
die erste Leitung und einen weiteren Anschluss für die zweite Leitung, wobei über die
erste Leitung das Druckmedium unter Arbeitsdruck zur Herbeiführung der
Zentrier- oder Spannstellung sowohl zum Arbeitszylinder als auch
zu den einzelnen im Spannfutter vorgesehenen Spannkolben geführt wird
und sowohl der Arbeitskolben als auch die Spannkolben mit dem Arbeitsdruck
beaufschlagbar sind. Nach Vollzug der Zentrierbewegung ist der höhere Spanndruck
dadurch wirksam, dass über
ein von außen
verstellbares Druckbegrenzungsventil, insbesondere das zweite Druckbegrenzungsventil,
in der zweiten Leitung, die zum Abfluss des Mediums dient, ein Mindestdruck
als Gegendruck zum bestehenden Bewegungsdruck in der ersten Leitung
erzeugt wird. Da während
der Bewegung der Druck im System immer nur so hoch ist wie die resultierende
Widerstandskraft durch Reibung und andere hemmenden Kräfte der bewegten
Elemente, kann durch einen gezielten Gegendruck in der zweiten Leitung
der Bewegungsdruck in der ersten Leitung auf einen höheren einstellbaren
Wert gebracht werden. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist die Betätigungseinrichtung
erheblich vereinfacht. Werden die Leitungen innerhalb des Arbeitszylinders
vorgesehen, verringert sich der diesbezügliche Aufwand noch weiter.
Insgesamt führt
eine solche Betätigungseinrichtung
zu erheblichen Vereinfachungen und insbesondere Kosteneinsparungen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend
allein zur Vermeidung unnötiger
Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich
durch Hinweis auf die Ansprüche
darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale
als an dieser Stelle ausdrücklich und
erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle
in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale
sowie auch die allein aus den Zeichnungen entnehmbaren Merkmale
weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders
hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand
von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
schematischen Schaltplan einer Betätigungseinrichtung für Spannfutter
gemäß dem Stand
der Technik,
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2 einen
schematischen Schaltplan einer Betätigungseinrichtung für Spannfutter
gemäß der Erfindung,
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3 einen
schematischen axialen Längsschnitt
mit teilweiser Seitenansicht der Betätigungseinrichtung in 2 gemäß der Erfindung,
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4 und 5 jeweils einen schematischen
radialen Schnitt der Betätigungseinrichtung
in 3.
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Zunächst ist anhand von
1 die dortige bekannte Betätigungseinrichtung
10 für nicht
weiter gezeigte Spannfutter erläutert,
die dem Spannen nicht gezeigter Werkstücke dienen. Von diesem Spannfutter
ist nur zum Verständnis
ein einzelner Spannkolben
11 in einem Zylinder
12 angedeutet, von
denen das nicht gezeigte Spannfutter eine Vielzahl aufweist, z.B.
sechs Stück,
die im Spannfutter in etwa gleichen Umfangswinkelabständen voneinander
angeordnet sind, wobei der jeweilige Spannkolben
11 im
Spannfutter auf einen jeweils zugeordneten, darin verschiebbaren
Spannkörper
einwirkt, der einen zugeordneten futterseitigen Spannbacken betätigt. Der
jeweilige Spannkolben
11 wird zum Zentrieren und Spannen
in Pfeilrichtung
13 bewegt und beaufschlagt. Bestandteil
des nicht gezeigten Spannfutters ist ferner ein Betätigungsglied,
welches mittels der Betätigungseinrichtung
10 in
Pfeilrichtung
14 axial zwischen einer ersten Zentier- oder Spannstellung und
einer zweiten, dazu gegensinnigen Lösestellung verschiebbar ist.
Ein derartiges nicht gezeigtes Spannfutter ist zum radialen Innenspannen
oder Außenspannen
von Werkstücken
bestimmt und hat aufgrund der Spannkolben
11 im jeweiligen
Zylinder
12 einen hydraulischen Ausgleich (
DE 41 14 884 A1 ), wobei
ein solches Spannfutter es möglich
macht, dünnwandige
Werkstücke
auch dann verformungsfrei zu spannen, wenn diese nicht exakt rund
sind, weil die Spannbacken nach dem Kontakt mit dem Werkstück individuell
verschoben werden können. Durch
ein solches Spannfutter mit hydraulischem Ausgleich lässt sich
verhindern, dass beim Spannen im Werkstück Spannungen entstehen, die
nach dem Ausspannen zu einer Verformung des Werkstücks führen. Auch
wenn ein solches Spannfutter mit hydraulischem Ausgleich von besonderem
Vorteil ist, ist diese Betätigungseinrichtung
10 und
vor allem die später
erläuterte
gemäß der Erfindung
auch zur Betätigung
anderer Spannfutter gleichermaßen
geeignet.
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In bekannter Weise ist die Betätigungseinrichtung 10 mit
einem druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder 15 versehen,
der innerhalb eines Zylindergehäuses 16 einen
doppeltwirkenden Arbeitskolben 17 mit einer z.B. zu einer
Seite des Zylindergehäuses 16 herausgeführten Kolbenstange 18 aufweist.
Nicht weiter gezeigt ist, dass der Arbeitszylinder 15 mit
einer das Spannfutter tragenden Arbeitsspindel 19 (3) einer Werkzeugmaschine
axial unverschiebbar und mit dieser umlaufend verbunden ist.
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Der Arbeitszylinder 15 weist
auf einer ersten Kolbenseite 20 einen ersten Arbeitsraum 21 und
auf der gegenüberliegenden
zweiten Kolbenseite 22 einen zweiten Arbeitsraum 23 auf.
Im Zylindergehäuse 16 verläuft eine
erste Leitung 24 für
ein Druckmittel, z.B. Luft oder Öl,
wobei die erste Leitung 24 mit dem ersten Arbeitsraum 21 verbunden
ist und dieser über einen
Anschluss B das Druckmittel dann mit einem Druck P1 zuführbar ist,
wenn der Arbeitskolben 17 in 1 nach
unten in eine erste axiale Stellung bewegt werden soll, wodurch
das nicht gezeigte Betätigungsglied
des Spannfutters axial ebenfalls in eine erste Zentrier- oder Spannstellung
bewegt wird. Die Bewegung des Arbeitskolbens 17 in dieser
Richtung ist durch ein Sicherheitsrückschlagventil 25 innerhalb der
ersten Leitung 24 gegen Ausfall des Arbeitsdruckes des
Druckmediums abgesichert. Der zweite Arbeitsraum 23 des
Arbeitszylinders 15 ist mit einer zweiten Leitung 26 innerhalb
des Zylindergehäuses 16 verbunden,
die mit einem Anschluss A in Verbindung steht und ein vorzugsweise
einstellbares Drosselventil 27 enthält. Das Sicherheitsrückschlagventil 25 ist über eine
Steuerleitung 28 mit der zweiten Leitung 26 verbunden, über die
zum Öffnen
des Spannfutters und Freigeben des Werkstückes das Sicherheitsrückschlagventil 25 entsperrt
wird. Zum axialen Verschieben des nicht gezeigten Betätigungsgliedes des
Spannfutters mittels des Arbeitszylinders 15 wird ein Druckmedium
mit Arbeitsdruck P1 über
die erste Leitung 24 mit Öffnung des Sicherheitsrückschlagventils
25 dem ersten Arbeitsraum 21 zugeführt. Das auf die erste Kolbenseite 20 wirkende
Druckmedium verschiebt den Arbeitskolben 17 in Pfeilrichtung 14 in 1 nach unten. Das aus dem
zweiten Arbeitsraum 23 verdrängte Medium wird über die
zweite Leitung 26 und das Drosselventil 27 über den
Anschluss A abgeführt.
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Für
die Betätigung
des jeweiligen Spannkolbens 11 ist bei der bekannten Betätigungseinrichtung 10 eine
dritte Leitung 29 mit zugeordnetem Anschluss C vorgesehen,
in der ein Sicherheitsrückschlagventil 30 enthalten
ist. Ferner ist eine vierte Leitung 31 vorgesehen, die
als Steuerleitung zum Sicherheitsrückschlagventil 30 führt und
zum Entsperren dieses zum Öffnen
des Spannfutters dient. Die vierte Leitung 31 wird von
einem Anschluss D mit Medium gespeist. Über die dritte Leitung 29 werden
die einzelnen Spannkolben 11 für den Zentrier- oder Spannvorgang
mit dem Arbeitsmedium beaufschlagt. Dabei stehen je nach Einsatzbedingungen
am Anschluss C zwei verschiedene einstellbare Betätigungsdrücke an,
und zwar ein niedrigerer Druck, um mittels des jeweiligen Spannkolbens 11 ein
Zentrieren des zu spannenden Werkstückes zu ermöglichen, und danach ein höherer Druck,
um über
die jeweiligen Spannkolben 11 das Spannen zu bewirken.
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Zum Öffnen des Spannfutters wird über den Anschluss
D die vierte Leitung 31 derart angesteuert, dass das dortige
Sicherheitsrückschlagventil 30 entsperrt
wird, so dass der Spanndruck beim jeweiligen Spannkolben 11 abfällt. Ferner
wird über den
Anschluss A die zweite Leitung 26 mit dem Druckmedium gespeist,
das dem zweiten Arbeitsraum 23 zugeführt wird und über die
Steuerleitung 28 ein Entsperren des Sicherheitsrückschlagventils 25 bewirkt.
Dadurch wird der Arbeitskolben 17 in Richtung des Pfeiles 14 nach
oben verschoben.
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Eine derartige bekannte Betätigungseinrichtung 10 ist
aufwändig.
Die benötigt
insgesamt vier Leitungen 24, 26, 29 und 31 jeweils
mit vier Anschlüssen
A, B, C und D. Insbesondere dann, wenn diese einzelnen Leitungen
im Inneren des Arbeitszylinders 15 verlaufen, ist die Herstellung
des Arbeitszylinders 15 kompliziert und teuer. Die Anordnung der
vier Anschlüsse
ist aufwändig.
Zu jedem dieser Anschlüsse
müssen
entsprechende Leitungen im System geführt werden, was den Aufwand
zusätzlich erhöht. Ferner
bedarf es einer aufwändigen
Steuereinrichtung, z.B. zur Ansteuerung der dritten Leitung 29 mit
unterschiedlich großen
Betätigungsdrücken. Die
Steuereinrichtung ist kompliziert, aufwändig und teuer. Berücksichtigt
man, dass bei Werkzeugmaschinen üblicherweise
nur zwei Medienanschlüsse vorhanden
sind, so wird deutlich, welcher zusätzliche große Aufwand erforderlich ist,
um eine solche Werkzeugmaschine so herzurichten, dass die Betätigungseinrichtung 10 bekannter
Art dafür
geeignet ist.
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Nachfolgend ist anhand 2 bis 5 die Betätigungseinrichtung 10 gemäß der Erfindung
erläutert, wobei
für die
Teile, die der Betätigungseinrichtung
in 1 entsprechen, der
besseren Übersicht
wegen gleiche Bezugszahlen verwendet sind.
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Bei der Betätigungseinrichtung 10 gemäß der Erfindung
entfällt
die dritte Leitung 29 und ferner die vierte Leitung 31 jeweils
mit den zugeordneten Anschlüssen
C und D. Statt dessen weist die Betätigungseinrichtung nur zwei
Anschlüsse
A und B auf, von denen der Anschluss B mit der ersten Leitung 24 und
der Anschluss A mit der zweiten Leitung 26 in Verbindung
steht. Die erste Leitung 24 und die zweite Leitung 26 sind
in gleicher Weise wie in 1 mit dem
Arbeitszylinder 15 verbunden, wobei zum Einleiten des Zentrier-
oder Spannvorganges über
den Anschluss B und die erste Leitung 24 das Druckmedium unter
Arbeitsdruck dem ersten Arbeitsraum 21 des Arbeitszylinders 15 zugeführt wird
und aus dem zweitten Arbeitsraum 23 bei der Bewegung des
Arbeitskolbens 17 in Pfeilrichtung 14 nach unten
Medium über
die zweite Leitung 26 zum Anschluss A abgeführt wird.
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Die einzelnen Spannkolben 11 sind
mittels des gleichen, auf die erste Kolbenseite 20 des
Arbeitskolbens 17 geleiteten Druckmediums in Spannrichtung
gemäß Pfeil 13 beaufschlagbar,
weil von der ersten Leitung 24 eine Abzweigung 32 zu
den Spannkolben 11 abzweigt, in der dann ebenfalls der
Druck P1 herrscht. In der ersten Leitung 24 ist vor der
Zuführung
des Druckmediums zur ersten Kolbenseite 20 und zu den einzelnen
Spannkolben 11 im Spannfutter das erste Sicherheitsrückschlagventil 25 angeordnet,
welches über
die Steuerleitung 28 entsperrbar ist, die mit der zweiten
Leitung 26 verbunden ist. Das erste Sicherheitsrückschlagventil 25 öffnet in
Zuführrichtung
des Mediums zu den Spannkolben 11 und zum Arbeitszylinder 15.
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In der zweiten Leitung 26,
die zum zweiten Arbeitsraum 23 des Arbeitszylinders 15 führt, ist
ein zweites entsperrbares Sicherheitsrückschlagventil 33 angeordnet,
das die zweite Leitung 26 sperrt und über eine an die erste Leitung 24 angeschlossene Steuerleitung 34 zum Öffnen oder
Lösen des
Spannfutters entsperrbar ist.
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In der zweiten Leitung 26 sind
hintereinander ein erstes Druckbegrenzungsventil 35 und
ein zweites Druckbegrenzungsventil 36 angeordnet, die gegensinnig
wirkend sind und von denen z.B. das erste Druckbegrenzungsventil 35 auf
einen vorgegebenen Druckwert vorzugsweise fest eingestellt ist,
während das
zweite Druckbegrenzungsventil 36 so beschaffen ist, dass
dessen Druckwert vorzugsweise veränderbar und einstellbar ist.
Von der zweiten Leitung 26 zweigt eine Messleitung 37 ab,
die z.B. zwischen dem ersten Druckbegrenzungsventil 35 und
dem zweiten Druckbegrenzungsventil 36 mit der zweiten Leitung 26 verbunden
ist. Das vorzugsweise einstellbare Drosselventil 27 folgt
im Anschluss an das zweite Druckbegrenzungsventil 36 und
dient dazu, die Bewegungen des Arbeitskolben 17 einerseits
und der einzelnen Spannkolben 11 im Spannfutter andererseits
zu vergleichmäßigen, da
aufgrund unterschiedlicher Kolbenflächen verschiedene Geschwindigkeiten
bei der Bewegung vorkommen könnten.
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Das zweite Sicherheitsrückschlagventil 33 ist beim
gezeigten Ausführungsbeispiel
vor dem Drosselventil 27 und im Anschluss an das zweite
Druckbegrenzungsventil 36 angeordnet. Bei einem anderen,
nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
kann das zweite Sicherheitsrückschlagventil 33 auch
an anderer Stelle sitzen, z.B. auch zwischen dem Arbeitszylinder 15 und
dem ersten Druckbegrenzungsventil 35.
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Die Steuerleitung 28, die
beim Lösen
oder Öffnen
des Spannfutters zur Entsperrung des ersten Sicherheitsrückschlagventils 25 dient,
zweigt auf jeden Fall hinter dem ersten Druckbegrenzungsventil 35 von
der zweiten Leitung 26 ab, wobei die Abzweigungsstelle
so gewählt
ist, dass der durch das erste Druckbegrenzungsventil 35 eingestellte,
beim Lösen des
Spannfutters wirksame Druck zugleich auch in der Steuerleitung 28 zum
Entsperren des ersten Sicherheitsrückschlagventils 25 beim
Beaufschlagen der zweiten Kolbenseite 22 des Arbeitskolbens 17 und Überführen in
die Lösestellung
herrscht. Mittels dieses ersten Druckbegrenzungsventils 35 wird
somit erreicht, dass in der zum ersten Sicherheitsrückschlagventil 25 führenden
Steuerleitung 28 ein entsprechend und ausreichend hoher
Entsperrdruck vorgegeben wird, der beim Lösen oder Öffnen des Spannfutters ein
Verspannen des Systems vermeidet.
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Das zweite Druckbegrenzungsventil 36 ist vorzugsweise
hinsichtlich seines Druckwertes veränderbar und einstellbar, so
dass ein einstellbarer Mindestdruck für das in der zweiten Leitung 26 beim Spannen
zurückgeführte Druckmedium
vorgegeben wird, der als Gegendruck zu dem in der ersten Leitung 24 bestehenden,
auf die erste Kolbenseite 20 des Arbeitskolbens 17 und
ferner auf die einzelnen Spannkolben 11 im Spannfutter
wirkenden Bewegungsdruck wirksam ist. Da beim Spannen während der
Bewegung der Druck im System immer nur so hoch ist, wie die resultierende
Widerstandskraft durch Reibung und andere hemmende Kräfte der
bewegten Elemente ist, kann mittels des zweiten Druckbegrenzungsventils 36 ein
Gegendruck gezielt eingestellt und durch einen solchen der Bewegungsdruck auf
einen höheren
einstellbaren Wert gebracht werden. Zum Zentrieren oder Spannen
kann also zunächst
der jeweilige Spannkolben 11 mit einem geringen Arbeitsdruck
beaufschlagt werden, wobei nach erfolgtem Zentrieren durch einen
sich einstellenden höheren
Gegendruck beim Druckbegrenzungsventil 36 ein höherer Arbeitsdruck
für die
Beaufschlagung der Spannkolben 11 wirksam wird.
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Das erste Druckbegrenzungsventil 35 ist
so gestaltet, dass dieses bei der Abführung des Druckmediums durch
die zweite Leitung 26 durchgängig ist und bei dazu gegensinniger
Führung
des Druckmediums sperrt und erst bei Überschreiten eines vorgegebenen
Druckwertes zum Lösen
bzw. Öffnen
des Spannfutters öffnet.
Das gegensinnig wirkende zweite Druckbegrenzungsventil 36 sperrt
bei der Abführung
des Druckmediums durch die zweite Leitung 26 und öffnet dabei
erst bei Überschreiten
eines eingestellten Druckwertes, wodurch in der zweiten Leitung 26 beim
Spannen also ein entsprechender Gegendruck entsprechender Höhe aufrechterhalten
und dadurch ein entsprechender Bewegungsdruck in der ersten Leitung 24 erzeugt
wird. Das zweite Druckbegrenzungsventil 36 ist dann durchgängig, wenn
das Druckmedium gegensinnig, d.h. durch die zweite Leitung 26 zum
zweiten Arbeitsraum 23, geführt wird.
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Die Betätigungseinrichtung 10 ist
somit so gestaltet, dass zum Überführen des
Spannfutters in die Zentrier- oder Spannstellung die erste Leitung 24 das
unter Arbeitsdruck stehende Druckmedium, z.B. Luft oder Öl, führt, während die
zweite Leitung 26 das hierbei zurückströmende Medium führt. Beim Überführen des
Spannfutters statt dessen in die Lösestellung führt die
zweite Leitung 26 das unter Arbeitsdruck stehende Druckmedium,
während
die erste Leitung 24 das hierbei zurückströmende Medium führt.
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Die erste Leitung 24 und/oder
die zweite Leitung 26 sind in den Arbeitszylinder 15 integriert
und dort durch entsprechende innere Kanäle verwirklicht. Dies ergibt
sich insbesondere aus 3 bis 5, wo die Sicherheitsrückschlagventile 25 und 33 sowie
die beiden Druckbegrenzungsventile 35 und 36 nur schematisch
angedeutet sind. Hierbei können
das erste Sicherheitsrückschlagventil 25 und
das zweite Sicherheitsrückschlagventil 33 innerhalb
des Arbeitszylinders 15, insbesondere innerhalb des Zylindergehäuses 16,
angeordnet sein, und dabei vorzugsweise in einander etwa diametral
gegenüberliegender
Anordnung. Gleichermaßen
können
auch das erste Druckbegrenzungsventil 35 und das zweite
Druckbegrenzungsventil 36 innerhalb des Arbeitszylinders 15,
insbesondere innerhalb des Zylindergehäuses 16, angeordnet
sein und hierbei mit Vorzug in einander etwa diametral gegenüberliegender
Anordnung. Das Drosselventil 27 kann außerhalb des Arbeitszylinders 15 angeordnet
sein, oder, wie in 2 gezeigt ist,
in diesen integriert sein.
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Der Arbeitszylinder 15 weist
lediglich die beiden Medienanschlüsse A und B auf, von denen
der Anschluss B mit der ersten Leitung 24 und der Anschluss
A mit der zweiten Leitung 26 in Verbindung steht. Die erste
Leitung 24 verläuft
vom zugeordneten Mediumanschluss B ausgehend bis hin zur ersten Kolbenseite 20 durch
das Zylindergehäuse 16.
Die zu den einzelnen Spannkolben 15 im nicht gezeigten Spannfutter
führende
Abzweigung 32 ist, wie 3 erkennen
lässt,
vom ersten Arbeitsraum 21 durch das Zylindergehäuse 16 und
den Arbeitskolben 17, und zwar dessen Kolbenstange 18,
hindurch und aus dem Arbeitszylinder 15 in Richtung zum
Spannfutter, das in 3 nur
schematisch mit 9 angedeutet ist, geführt.
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Der Arbeitskolben 17 enthält einen
zentralen Durchlass 38 für ein weiteres Medium, das
durch den Arbeitskolben 17 hindurchgeleitet werden kann.
Für dieses
weitere Medium ist ein an den Arbeitskolben 17 angeschlossener,
nicht umlaufender Drehverteiler 39 mit einem Mediumanschluss
angeschlossen.
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Die beiden Medienanschlüsse A und
B des Arbeitszylinders 15 sind an einem nicht umlaufenden Drehverteiler 40 vorgesehen,
der das Zylindergehäuse 16 umgibt.
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Zum Überführen des Spannfutters
9,
insbesondere eines solchen mit hydraulischem Ausgleich gemäß
DE 41 14 884 A1 ,
in die Zentrier- und Spannstellung wird über den Anschluss B die erste Leitung
24 mit
Druckmedium unter Arbeitsdruck gespeist. Das erste Sicherheitsrückschlagventil
25 öffnet in
Arbeitsrichtung, so dass mit dem Druck P1 die erste Kolbenseite
20 des
Arbeitszylinders
15 und die einzelnen Spannkolben
11 beaufschlagt
werden. Das zweite Sicherheitsrückschlagventil
33 in
der zweiten Leitung
26 wird über die Steuerleitung
34 entsperrt. Das
erste Druckbegrenzungsventil
35 ist durchgängig für das aus
dem zweiten Arbeitsraum
23 verdrängte Medium. Durch das zweite
Druckbegrenzungsventil
36 wird in der zweiten Leitung
26 ein
Mindestdruck des abfließenden
Mediums vorgegeben, der als Gegendruck zum bestehenden Bewegungsdruck
in der ersten Leitung
24 ansteht. Da während der Bewegung der Druck
im System immer nur so hoch ist wie die resultierende Widerstandskraft
durch Reibung und andere hemmenden Kräfte der bewegten Elemente,
kann durch einen eingestellten gezielten Gegendruck beim zweiten
Druckbegrenzungsventil
36 der Bewegungsdruck in der ersten
Leitung
24 auf einen höheren
einstellbaren Wert gebracht werden, der dann zum Beaufschlagen der
Spannkolben
11 zum Spannen wirksam ist. Der Spanndruck
in der ersten Leitung
24 ist unabhängig von einem beim Anschluss
B anstehenden höheren
Druck dann lediglich so groß wie
der Öffnungsdruck,
auf den das zweite Druckbegrenzungsventil
36 eingestellt
ist. Durch dessen Einstellung können
in der ersten Leitung
24 unterschiedlich hohe Spanndrücke vorgegeben
werden.
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Zum Lösen oder Öffnen des Spannfutters 9 wird
der Anschluss A mit dem Arbeitsdruck des Mediums beaufschlagt. Ein
Entsperren des ersten Sicherheitsrückschlagventils 25 wird über die
Steuerleitung 28, die den Druck in der zweiten Leitung 26 führt, ermöglicht.
Das zweite Sicherheitsrückschlagventil 33 öffnet in Druckrichtung,
ebenso das zweite Druckbegrenzungsventil 36. Das erste
Druckbegrenzungsventil 35 öffnet erst dann, wenn der Druck
in der zweiten Leitung 26 den eingestellten Druck erreicht
hat, wodurch sichergestellt ist, dass der Entsperrdruck in der Steuerleitung 28 für das Sicherheitsrückschlagventil 25 immer
groß genug
ist, um beim Lösen
oder Öffnen
des Spannfutters ein Verspannen des Systems zu verhindern.
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Ersichtlich ist die Betätigungseinrichtung 10 gemäß der Erfindung
im Vergleich zu der bekannten Einrichtung gemäß 1 einfacher und kostengünstiger.
Sie ermöglicht
das Betreiben eines Spannfutters 9 ohne aufwändige Steuereinrichtung
und zusätzliche
einstellbare Betätigungsdrücke für die einzelnen
Spannkolben, wobei lediglich zwei Medienanschlüsse A und B notwendig sind,
wie sie herkömmlich
bei üblichen
Werkzeugmaschinen ohnehin vorhanden sind. Es bedarf also weder zusätzlicher
kostenträchtiger
Leitungen bzw. innerer Kanäle
im Arbeitszylinder 15 noch zusätzlicher weiterer Anschlüsse C und
D mit entsprechenden Anschlussschläuchen. Ferner bedarf es keiner
aufwändigen,
kostenträchtigen
Steuereinrichtung. Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung 10 führt zu einer
erheblichen Vereinfachung und vor allem Kostenersparnis.