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Vorrichtung zum hydraulischen Festklemmen der beweglichen Teile von
Werkzeug-, insbesondere Fräsmaschinen Es ist bekannt, die beweglichen Teile von
Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen, wie Schlitten, Gegenhalter, Abstützungen
usw., auf hydraulischem Wege in ihren Führungen festzuklemmen. Hierzu dienen entweder
hydraulisch beaufschlagte Kolben, die über Gestänge die z. B. als Klemmbacken od.
dgl. ausgebildeten Klemmeinrichtungen betätigen, oder die Klemmeinrichtungen bestehen
aus dehnbaren Körpern, die unter dem hydraulischen Druck ihren Durchmesser bzw.
ihre Form ändern und unmittelbar auf den zu haltenden Teil einwirken. Im letzteren
Fall muß die Wandung des Dehnkörpers im allgemeinen so bemessen sein, daß sie den
hydraulischen Druck aufnehmen kann. Da diese Wandstärke, sofern der Körper seine
Elastizität behalten soll, naturgemäß nur beschränkt sein kann, ergibt sich dadurch
eine Begrenzung des hydraulischen Druckes, die häufig unerwünscht ist, weil ein
geringer Druck entsprechend größere Klemmflächen erfordert bzw. eine ungenügende
Klemmwirkung ergibt.
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Um bezüglich der Wandstärke des Dehnungskörpers von dem aufzuwendenden
Druck unabhängig zu sein, ist es zwar bekannt, den in Form einer Kapsel ausgebildeten
Dehnungskörper in einer seinen Abmessungen entsprechenden Aussparung der Führungsfläche
des Schlittens od. dgl. anzuordnen. Dadurch erhältmanjedocheinenDehnungskörperverhältnismäßig
komplizierter Form, der sich schwer herstellen läßt.
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Es ist ferner ein pneumatisch betätigtes Spannfutter, insbesondere
für Drehbänke, bekannt, welches zur Aufnahme vorzugsweise rohrförmiger Werkstücke
dient. Dieses Futter besteht aus einem zylindrischen Körper, der eine ringförmige
Kammer zur Aufnahme eines den Abmessungen der Kammer entsprechenden Hohlkörpers
aus Gummi oder einem gummiähnlichen elastischen Stoff besitzt. Der letztere Hohlkörper
kann über eine Preßluftzuleitung aufgeblasen werden und bewirkt dann direkt oder
über Klemmbacken das Festspannen des Werkstückes. Auch in diesem Fall erhält man
wieder einen Hohlkörper, der sich auf Grund seiner Form verhältnismäßig schwer herstellen
läßt.
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Die Erfindung ermöglicht es, diese Nachteile zu vermeiden.
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Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einer Vorrichtung zum hydraulischen
Festklemmen der in Führungsflächen gegeneinander beweglichen Teile von Werkzeug-,
insbesondere Fräsmaschinen, aus, bei der in den Führungsflächen mit Flüssigkeit
gefüllte Kammern vorgesehen sind und besteht darin, daß die freie Fläche der Kammern
durch eine Gummischeibe abgedeckt ist. Die Gummischeibe wird zweckmäßig mit ihrer
Unterlage durch Vulkanisieren verbunden. Die kammerartige Aussparung kann auch in
einem besonderen Einsatzstück vorgesehen werden, das dann seinerseits in eine entsprechende
Aussparung der betreffenden Führungsfläche eingesetzt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl in dem jeweils bewegten
Teil als auch in dem dazu feststehenden Führungsteil angeordnet werden. Wenn es
sich z. B. bei Fräsmaschinen um die Führung des Konsols am Ständer handelt, wird
man diese Vorrichtung am Konsol, also dem bewegten Teil, anordnen, während man bei
der Führung des Tisches im Querschlitten den letzteren, also den zum Tisch jeweils
feststehenden Teil, mit der Klemmeinrichtung ausrüsten wird.
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Nach der Erfindung übernimmt die Aussparung selbst die Funktion des
Dehnungskörpers, indem die diese zur Gegenführung bzw. Keilleiste hin abschließende
Gummischeibe sich unter dem hydraulischen Druck gegen die Fläche der Gegenführung
legt. Es braucht daher kein besonderer Dehnungskörper hergestellt zu werden, vielmehr
genügt es, eine Aussparung in der entsprechenden Führungsfläche z. B. durch Fräsen
herzustellen und diese in der erwähnten Weise abzudecken. Da die Gummischeibe über
ihre ganze Fläche gegen die Gegenführung anliegt, die entweder aus der entsprechenden
Führungsfläche des jeweils anderen Teiles oder einer derselben vorgeordneten Keilleiste
besteht, wird der hydraulische Druck von der Gegenführung aufgenommen, so daß die
Gummischeibe nicht entsprechend stark bemessen zu werden braucht, bzw. die Höhe
des anzuwendenden hydraulischen Druckes nicht durch die Stärke dieser Scheibe begrenzt
ist. Man kann daher mit sehr hohen
hydraulischen Drücken arbeiten
und erhält eine entsprechend gute Klemmwirkung.
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Die Erfindung ergibt somit gegenüber den hydraulischen Klemmeinrichtungen,
die mit unmittelbar auf die zu haltenden Teile einwirkenden Dehnkörper arbeiten,
den Vorteil der einfachen Herstellung und der besseren Wirkung, während im Vergleich
zu den hydraulischen Kolben und Gestänge benutzenden Klemmeinrichtungen die hydraulischen
Kolben und Gestänge eingespart werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht
dabei noch darin, daß die die Klemmwirkung vermittelnde Gummischeibe im Gegensatz
zu beispielsweise Metallmembranen u. dgl. nicht die Neigung hat, ihrer Elastizität
durch Wärmeanwendung - wie sie bei der Herstellung von Dehnkörpern in irgend einer
Form meistens aufzuwenden ist - zu verlieren. Infolgedessen wird beim Abschalten
des hydraulischen Druckes die Klemmung mit Sicherheit und vollständig gelöst.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung machte das Aufvulkanisieren
der Gummischeibe zunächst noch Schwierigkeiten, da der Gummi beim Aufbringen der
für das Vulkanisieren erforderlichen Wärme und des Druckes die Neigung hat, in die
Aussparung hineinzufließen.
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Es wurde gefunden, daß diese Schwierigkeiten in einfacher Weise dadurch
behoben werden können, daß der freitragende Teil der Gummischeibe durch eine Metallunterlage
abgestützt wird. Diese Metallunterlage kann z. B. einen U-förmigen Querschnitt mit
einem in der Mitte derselben verlaufenden Längssteg haben, oder die Metallunterlage
kann auch aus einer Stahlscheibe bestehen, die auf seitlichen Vorsprüngen der kammerartigen
Aussparung frei aufliegt.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. 1 eine Teilansicht des Konsols einer Fräsmaschine mit der Klemmvorrichtung
nach der Erfindung; Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 11-II der Abb. 1; Abb. 3 einen
Schnitt nach Linie III-III der Abb. 1; Abb. 4 und 5 im vergrößerten Maßstab Schnitte
durch verschiedene Ausführungen des Einsatzkörpers ebenfalls in der Ebene der Linie
III-111.
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Das Konsol der Fräsmaschine ist mit 1 bezeichnet. Es ist mit an demselben
ausgebildeten Führungsleisten, von denen in den Abbildungen eine bei 1 a
dargestellt ist, in dem bei 2 angedeuteten Ständer geführt. Zwischen der Führungsfläche
des Teiles 1a und der Gegenführungsfläche des Ständers ist, mit dem Konsol verbunden,
ein Satz Keilleisten 3, 4 angeordnet.
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In einer Aussparung des Führungsteiles 1 a des Konsols ist ein Einsatzstück
5 angeordnet und durch eine Schraube 6 gehalten. Das Einsatzstück enthält eine kammerartige
Aussparung 7, die über ihrem Umfang bei 8 und 10 abgestuft ist, wie die Vergrößerung
der Abb.5 besser erkennen läßt. Auf dem Vorsprung 8 ist eine Stahlplatte 9 frei
beweglich aufgelegt und auf dem Vorsprung 10 ist, sich auf die Platte 9 abstützend,
eine Gummischeibe 11 gelegt und durch Vulkanisieren fest damit verbunden. Die Platte
9 verhindert, daß das Material der Gummischeibe 11 unter Einwirkung von Druck und
Wärme, wie sie für das Vulkanisieren erforderlich sind, in die Kammer 7 hineinfließt,
so daß unterhalb der Platte 9 ein freier Raum verbleibt.
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Die Abstützung des freiliegenden Teiles der Gummischeibe 11 könnte
auch gemäß Abb. 4 erfolgen. In diesem Fall ist unterhalb der Gummischeibe 11 ein
Blechträger 12 U-förmigen Querschnittes angeordnet, der längs seiner Mittellinie
einen Steg 12a besitzt und sich mit seinen Schenkeln und dem Mittelsteg unmittelbar
auf dem Boden der Kammer 7 abstützt.
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Der freie Raum der Kammer 7 ist an seinem unteren Ende über eine ölgefüllte
Leitung 13 mit einem hydraulischen Stufenkolben 14, 15 verbunden, der mit seinem
Kolben kleineren Querschnittes 15 auf die Leitung 13 arbeitet, während der Kolben
großen Querschnittes 14 durch ein Druckmittel beliebiger Art, vorzugsweise Drucköl,
beaufschlagt werden kann. 16 ist ein Stutzen zum Nachfüllen des hydraulischen Systems.
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Zum Anziehen der Klemmung wird die rechte Seite des Kolbens 14 unter
Druck gesetzt. Der Kolben 14 bewegt sich dann nach links und erzeugt über den Kolben
15 in der Leitung 13 einen im Verhältnis der Kolbenquerschnitte 14 und 15 verstärkten
Druck, der sich in der Kammer 7 über Stahlplatte 8 oder Blechträger 12 und Gummischeibe
11 auf die Keilleisten 3, 4 überträgt und diese mit entsprechend großer Kraft an
die Gegenführungsfläche des Ständers 2 drückt.
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Zum Lösen der Klemmung wird die rechte Seite des Kolbens 14 entlastet
und gegebenenfalls der linken Seite desselben noch Drucköl zugeführt. Dadurch wird
das Öl in der Kammer 7 vollkommen entspannt, so daß die Gummischeibe 11 unter ihrer
eigenen Elastizität in die Ausgangslage zurückkehrt. Die Keilleisten sind dadurch
von jedem zusätzlichen Druck entlastet, so daß das Konsol sich mit normaler gleitender
Reibung in den Ständerführungen bewegen kann.