DE1144658B

DE1144658B - Hydraulische Spanneinrichtung, insbesondere fuer Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1144658B
Application number: DEV14529A
Authority: DE
Inventors: Lothar Bachmann
Original assignee: VEB ZAHNSCHNEIDEMASCHINENFABRIK MODUL
Current assignee: VEB ZAHNSCHNEIDEMASCHINENFABRIK MODUL
Priority date: 1958-06-10
Filing date: 1958-06-10
Publication date: 1963-02-28

Description

Hydraulische Spanneinrichtung, insbesondere für Werkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für Werkzeugmaschinen vorgesehene hydraulische Spanneinrichtung mit einem in der Druckmittelzuflußleitung vor dem Spanndruckraum angeordneten Sperrglied, das durch das beim Spannvorgang in den Spanndruckraum einströmende Druckmittel entgegen einer Schließfederkraft geöffnet gehalten wird und sich bei oder kurz nach dem Erreichen des Spanndruckes selbsttätig in die den Spanndruckraum abschließende Sperrlage bewegt, in der es so lange verbleibt, bis es durch einen durch die Druckwirkung des für den Lösehub des Sperrkolbens in den Lösedruckraum geleiteten Druckmittels betätigten Lüftkolben in die Öffnungslage bewegt wird.
Bei einer bekannten Spanneinrichtung dieser Art ist in der zum Spanndruckraum führenden Druckölzuflußleitung ein Rückschlagventil angeordnet, als dessen Sperrglied eine durch eine Feder im Schließsinne belastete Ventilkugel vorgesehen ist. Diese Ventilkugel des Rückschlagventils wird beim Erreichen des Spanndruckes im Druckraum, d. h. beim Aufhören des Zufließens von Drucköl in den Spannd'ruckraum, durch den sich von dort in die Zufluß-Leitung zurück fortpflanzenden Staudruck und durch die Schließfeder des Ventils in die Schließstellung bewegt, wodurch bewirkt werden soll, daß der Spanndruck im Druckraum über einen gewissen Zeitraum auch dann aufrechterhalten wird und somit der Spannkolben im Druckraum gegen eine Verschiebung im Lösesinn gesichert ist, wenn z. B. infolge einer Betriebsstörung in der Druckölzuflußleitung ein Druckabfall eintritt. Bei dieser bekannten Einrichtung ist die Druckölzuflußleitung nicht an eine Ölpumpe, sondern. an den mit Öl gefüllten Hochdruckraum eines pneumatisch - hydraulischen Spanndruckverstärkerzylinders angeschlossen, in dem ein Differentialkolben angeordnet ist, dessen größere Kolbenfläche im Niederdruckraum des Zylinders durch Druckluft beaufschlagbar ist, so daß die kleinere Kolbenfläche beim Vorschub im Hochdruckraum das Öl aus diesem in die zum Spanndruckraum der Spanneinrichtung führende, das Rückschlagventil enthaltende Druckölzuflußleitung drückt, um den Spannkolben im Spannsinne bis auf die Werkstückanlage zu verschieben und dann den zum festen Einspannen des zu bearbeitenden Werkstückes notwendigen Flüssigkeitsdruck auf den Spannkolben auszuüben. Soll nach dem Bearbeitungsvorgang der Spannkolben zur Freigabe des Werkstückes im Lösesinne verschoben werden, so verstellt man entsprechend einen Steuerschieber. Da- ; durch wird Druckluft auf einen Luftkolben geleitet, der die Ventilkugel des Rückschlagventils vom Ventilsitz löst, so daß das Öl unter der gleichzeitigen Wirkung des Gegendruckes der Druckluft auf den Spannkolben in den Ölraum zurückfließt und der Spannkolben in seine Ausgangsstellung zurückgleitet.
Da sich bei der bekannten Spanneinrichtung Drucköl-Leckverluste im Spanndruckraum und in der Druckölzuflußleitung nicht vermeiden lassen, ist allein durch die Anordnung eines Sperrgliedes in Form der Ventilkugel des Rückschlagventils in der Druckölzuflußleitung die Aufrechterhaltung des vollen Spanndruckes im Spanndruckraum über einen längeren Zeitraum nicht gewährleistet. Dieser Mangel könnte zwar dadurch behoben werden, daß, wenn der Spannkolben sich in der Spannstellung befindet, eine Pumpe dauernd Druckmittel, d. h: in diesem Falle Öl, in den Spanndruckraum fördert, welches .durch ein überlaufventil wieder aus dem Spanndruckraum abfließt. Das wäre jedoch ein Nachteil, weil nutzlos Energie aufgewendet werden müßte, die sich größtenteils in Wärme verwandelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Spanneinrichtung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, zu schaffen, bei welcher unter Vermeidung der vorbeschriebenen Nachteile die Aufrechterhaltung des vollen Spanndruckes auch über einen längeren Zeitraum gesichert ist.
Dies wird bei einer Spanneinrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Sperrglied ein in die Druckmittelzuflußleitung schiebbarer Sperrkolben vorgesehen ist, dessen durch eine Schließfeder belastete Rückseite über eine von der Druckmittelzuflußleitung zwischen dem Sperrkolben und dem Spanndruckraum abgezweigte Leitung mit Druckmittel beaufschlagt ist; und daß der Spanndruck nach Abschließen des Spanndruckraumes durch ein elastisches Spannmittel aufrechterhalten wird, das

Federdruckes der Feder 15 der Sperrkolben 11 nach links verschoben wird und den Kanal 12 freigibt. durch den das Öl über den Kanal 13 in den Spanndruckraum 14 fließt. Dadurch wird der Spannkolben 2 reit der Büchse .5 und dem Dorn 6 im Spannsinne so weit nach rechts bewegt, bis das Werkstück zur Anlage kommt. Durch weitere Zuführung von Drucköl beginnt sich nun im Spanndruckraum 14 der Spanndruck aufzubauen, wodurch auch der Hilfskolben 3 gegen die Tellerfeder 4 gedrückt wird und diese spannt.
Während des ersten Teiles des Spannvorganges, d. h. solange ein Fließen des Öles in den Spanndruckraum 14 erfolgt, herrscht in ihm und im Kanal 13 ein geringerer Druck als im Kanal 7 und im Zylinderraum 10. Nach Erreichung des Spanndruckes kommt die Flüssigkeit zur Ruhe, so daß über den Kanal 12 ein gewisser Druckausgleich stattfindet, d. h., die Druckdifferenz zwischen dem Kanal 13 und dem Zylinderraum 10 verringert sich, so daß sich der über den Kanal 13 durch das Öl beaufschlagte Sperrkolben 11 nach rechts bewegt. Durch diese Bewegung ist jedoch im Kanal 13 nur ein sehr geringer Druckabfall zu verzeichnen, und der Sperrkolben 11 führt wieder eine geringe rückläufige Bewegung aus. Diese hin- und hergehende Pendelbewegung führt der Sperrkolben 11 so lange aus, bis in der Flüssigkeit völlige Ruhe und damit Druckausgleich eingetreten ist und der Sperrkolben 11 den Spanndruckraum 14 selbsttätig abgeschlossen hat. Die Bewegung des Sperrkolbens 11 zum Abschließen des Spanndruckraumes 14 ist durch den Lüftkolben 9 begrenzt, der sich an dem Gehäusedeckel aufstützt, und so bemessen, daß der Sperrkolben 11 den Kanal 12 gerade verdeckt hat.
Damit ist der Sperrvorgang beendet, und die Förderung von weiterem Drucköl in die Spannvorrichtung kann abgeschaltet werden.
Während der Zeit, in der sich die Spanneinrichtung im gespannten Zustand befindet, wird das Werkstück bearbeitet, und in dem Spanndruckraum 14 auftretende Leckverluste werden durch die vorgespannte Tellerfeder 4 über den Hilfskolben 3 vollständig ausgeglichen. Nach Beendigung der Bearbeitung des Werkstückes wird vorn der Ölpumpe aus über einen anderen Schlauch, die beide in der Zeichnung nicht dargestellt sind, durch den Kanal 16 (in Pfeilrichtung) Öl zugeführt, welches durch den Kanal 17 in den Zylinderraum 8 des Lüftkolbens 9 gelangt und diesen nach links verschiebt, so daß der dadurch ebenfalls .ach links gleitende Sperrkolben 11 den Kanal 12 freigibt. Da das Drucköl vom Kanal 17 auch über die Kanäle 18 und 19 in den Entspannzylinderraum 20 fließt, wird der Spannkolben :Z gleichzeitig im Sinne des Löseas des Werkstückes nach links gedrückt, so daß das öl aus dem Spanndruckraum 14 durch die Kanäle 13, 12 und 7 (in Pfeilrichtung) entweicht. Dadurch entspannt sich auch die Tellerfeder 4 und schiebt den Hilfskolben 3 nach rechts, bis der nach links bewegte Spannkolben 2 und der Hilfskolben 3 die in der Zeichnung dargestellte Ausgangsstellung einnehmen und sich die hydraulische Spanneinrichtung in entspanntem Zustand befmddet.
Jeder weitere Spann- und Entspannvorgang der hydraulischen Spanneinrichtung läuft in der geschilderten Weise ab und kann beliebig oft wiederholt werden.
Die Armwendung der druckhaltenden hydraulischen Spanneinrichtung nach der Erdung ist nicht auf das dargestellte Beispiel einer Werkstüekspannung an einer Verzahnmascnine beschränkt, sondern kann in grundsätzlich gleicher Weise auch für Werkstück-oder Werkzeugspannungen an anderen Werkzeugmaschinen erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydraulische Spanneinrichtung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, mit einem in der Druckmittelzuflußleitung vor dem Spanndruckraum angeordneten Sperrglied, das durch das beim Spannvorgang in den Spanndruckraum einströmende Druckmittel entgegen einer Schließfederkraft geöffnet gehalten wird und sich bei oder kürz nach dem Erreichen des Spanndruckes selbsttätig in die den Spanndruckraum abschließende Sperrlage bewegt, in der es so lange verbleibt, bis es durch einen durch die Druckwirkung des für den Lösehub des Spannkolbens in den Lösedruckraum geleiteten Druckmittels betätigten Lüftkolben in die Öffnungslage bewegt wird, dadurchgekennzeichnet, daß als Sperrglied ein in die Druckmittelzuflußleitung (7, 12) schiebbarer Sperrkolben (11) vorgesehen ist, dessen durch eine Schließfeder (15) belastete Rückseite über eine von der Druckmittelzuflußleitung zwischen dem Sperrkolben (11) und dem Spanndruckraum (14) abgezweigte Leitung (13) mit Druckmittel beaufschlagt ist, und daß der Spanndruck nach Abschließen des Spanndruckraumes (14) durch ein elastisches Spannmittel (4) aufrechterhalten wird, das in an sich bekannter Weise dauernd in kraftschlüssiger Verbindung mit dem im Spanndruckraum befindlichen Druckmittel steht.
2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'aß der Druck von dem im Spanndruckraum (14) befindlichen Druckmittel auf das z. B. in an sich bekannter Weise durch ein Tellerfederpaket (4) gebildete elastische Spannmittel und umgekehrt durch eine bewegliche Scheidewand (3) übertragen wird.
3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Scheidewand durch einen gleichachsig zum Spannkolben (2) angeordneten, gegenläufig zu ihm verschiebbaren Hilfskolben (3) gebildet ist und daß die Druckmittelzuflußleitung (7, 12) zwischen dem Spannkolben (2) und dem Hilfskolben (3) in den Spanndruckraum (14) mündet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 507 867, 658 680, 1006 236; deutsche Patentanmeldung S 594 XI / 87 a (bekanntgemacht am 6. 10. 1955); österreichische Patentschrift Nr. 123 357; USA.-Patentschrift Nr. 2 678 072.