DE1552455B2 - Druckmittelbetaetigte spannvorrichtung fuer drehmaschinen und dergl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Spannvorrichtung für Drehmaschinen u. dgl. mit einem stationären, ein Druckmittelanschlußstück aufweisenden Druckmittelzuführungsring, der in einer von den rotierenden Vorrichtungsteilen gebildeten Einschnürung angeordnet ist.

Derartige Vorrichtungen finden beispielsweise Verwendung für die Betätigung von Einspannorganen bei drehbaren Spindeln. Die meisten der bekannten Vorrichtungen dieser Art verwenden hydraulisch betätigte Einrichtungen, welche keine hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten zulassen und auch nicht elastisch genug sind.

So sind beispielsweise Druckmittelzuführungen bekannt, wobei ein Ring oder eine Hülse fest mit dem Druckmittelanschluß verbunden ist und einen integrierenden, festen Bestandteil des Ständers der Maschine bildet. Zur Justierung des stationären Ringes werden besondere Rollenlager hoher Präzision verwendet, welche eine exakte Zentrierung und Abstützung gewährleisten und zwischen dem feststehenden Führungsring und den rotierenden Teilen ein Spiel von 0,01 mm zulassen. Der konstruktive Aufwand hierfür ist erheblich.

Die Druckmittelzuführung bei derartigen Maschinen, insbesondere die Justierung des Zuführungsringes kann nun wesentlich einfacher und konstruktiv unkomplizierter ausgebildet werden, wobei Umfangsgeschwindigkeiten von 1500 m/Min., entsprechend 90 km/h, erreicht werden, was mit den Rollenlagern der bekannten Vorrichtung, wenn überhaupt, nur sehr schwierig und unter starker Beanspruchung der Rollen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckmittelzuführungsring mit dem daran befestigten Druckmittelanschlußstück ein von den übrigen Teilen der Vorrichtung unabhängiges Bauteil bildet und durch axiale und radiale Einstellung einer das Anschlußstück haltenden Befestigungsplatte relativ zu den rotierenden Teilen der Vorrichtung ohne zusätzliche Zentrier- und Dichtungsorgane justierbar ist. · ■ ■ :

Hierdurch wird auch der Vorteil erzielt, daß ein so geringes Spiel von beispielsweise 0,01 mm zwischen dem Zuf ührungsririg und den rotierenden Teilen nicht erforderlich ist, da auch bei einem größeren Spiel die Druckmittelleckverluste praktisch vernachlässigbar sind. Dieser nicht voraussehbare Vorteil kann darauf zurückgeführt werden, daß die mit dem Spindelumfang in Berührung stehende bzw. durch ein Luftkissen getrennte Innenfläche des Zuführungsringes verhältnismäßig groß ist. Bei schneller Rotation der Spindel werden die mit einem Ölnebel vermischten Luftmoleküle im Ringspalt zwischen der Spindel und dem Zuführungsring mitgerissen und erreichen eine hohe Umfangsgeschwindigkeit, wodurch eine »Selbstdichtung« der mit Druckluft gespeisten Vorrichtung stattfindet. Dieser außerordentlich günstige Effekt wurde bisher von der Fachwelt weder erkannt noch bei den bisher bekannten Maschinen dieser Art ausgenutzt.

Es ist vorteilhaft, wenn dabei zwischen dem Druckmittelanschluß und dem zylindrischen Teil der Befestigungsplatte eine Hülse aus geschmeidigem Material angeordnet ist.

Es ist zwar auch ein druckmittelbetätigtes Spannfutter bekannt, bei dem sich der stehende und der umlaufende Teil nicht berühren und das mit sehr hohen Drehzahlen umlaufen kann. Die Druckmittelzuführung erfolgt hierbei jedoch nur bei Stillstand des Futters und beaufschlagt den Kolben zum Lösen der Backen, während das Spannen durch auf die Backen unmittelbar wirkenden Federdruck erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Schnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Hiernach ist in einem Spindelstock 5 mit kreisförmigem Innenquerschnitt auf Kugellagern 26 und 27 eine Hohlspindel drehbar gelagert, welche aus den beweglichen Teilen .1,2,2', 3,3' besteht. Diese verschiedenen Teile 1,2,2', 3,3' der Hohlspindel werden mittels Schrauben 4 und 5 zusammengehalten.

Diese Hohlspindel enthält eine Führungshülse 33, auf welcher die beiden Kolben 30 und 31 verschiebbar angeordnet und außen von den Teilen 2 und 2' der Spindel geführt werden. Die Hülse 33 ist einstückig mit einem Flansch 40 versehen, der den Zylinder des- Kolbens 30 abschließt, während der Zylinder des Kolbens 31 durch den Teil 1 verschlossen wird.

Die Kolben 30 und 31 sind in der Zeichnung in Arbeitsstellung dargestellt, wobei Druckluft durch die Zuleitung 9, den Luftzuführungsring 8 und die Kanäle 6 in die Zylinder 34 eingeleitet wird. Die Kolben 30 und 31 sind an ihren äußeren Enden konisch ausgebildet und wirken hiermit bei einer Bewegung in Richtung der Pfeile A und A' auf Einspannorgane 35 ein, welche hier aus zwei Spannpatronen bestehen, welche das Werkstück festhalten. Die Einspannung kann sowohl bei haltender als auch bei drehender Maschine erfolgen. Sobald die Einwirkung der Druckluft aufhört, werden die Kolben durch Rückholfedern 32 wieder nach rückwärts bewegt.

Die miteinander verbundenen Teile 1 und 33 weisen eine ringförmige Einschnürung 10 auf, in welcher der Ring 8 zur Zuführung und Verteilung von Druckluft angeordnet ist. Dieser Ring 8 besteht aus Bronze, und seine Reibungsflächen besitzen eine Härte von mindestens 60° Rockwell. Das radiale Spiel des Ringes 8 beträgt etwa 20 Mikron, während sein axiales Spiel etwa 25 Mikron beträgt. Der Ring ist auf seiner Innenfläche mit einer Ringnut 12 versehen, welche gegenüber einer Auskehlung 7 angeordnet ist. In diese Auskehlung 7 münden die Kanäle 6 sowie der achsparallele Schmierkanal 14, wodurch eine zusätzliche Schmierung des Ringes mittels eines in der zugeführten Druckluft enthaltenden Ölnebels erfolgt.

Der Ring 8 weist ferner eine radiale Bohrung auf, welche mit dem Anschluß 9 der Druckluftzuleitung in Verbindung steht.

Die axiale und radiale Belastung des Ringes 8 während der Umdrehung der Spindel ist nun dadurch fast Null, daß der Ring erfindungsgemäß in einer genau eingerichteten Lage von dem Druckluftanschluß 9 unabhängig von den festen Ständerteilen gehalten wird. Die Lage des Druckluftanschlusses 9 und damit die Lage des Ringes wird hierzu mittels einer verstellbaren Befestigungsplatte 38 festgelegt, welche einen zylindrischen Teil zur Führung des Druckluftanschlusses-9 aufweist und mittels Schrauben 39 an dem Spindelgehäuse verschraubt ist. Da die genaue Einstellung des Ringes allein mit der Befestigungsplatte 38 während des Betriebes der Maschine schwierig ist, wird eine Hülse 37' aus geschmeidigem Kunststoff zwischen dem zylindrischen Teil der Befestigungsplatte 38 und dem Druckluft-

anschluß 9 vorgesehen. Dieses geschmeidige Material nimmt Überbelastungen des Ringes 8 auf, die infolge Unregelmäßigkeiten und Unwuchten der drehenden Teile auftreten können.

Die zugeführte Druckluft, welche einen Nebel aus Schmieröl enthält, tritt durch den Anschluß 9 in die Ringnut 12 ein und gelangt in der Hauptsache durch die Auskehlung 7 und die Kanäle 6 in die Zylinder 34, wodurch die Kolben 30 und 31 betätigt werden. Ein nur ganz geringer Teil hiervon strömt durch den Kanal 14 und bewirkt die Schmierung des Ringes 8.

Man kann ferner die Kolben mit einer oder mehreren Außennuten 36 versehen, welche die vorderen und rückseitigen Flächen der Kolben 30 und 31 verbinden. Hierdurch kann der in der Druckluft enthaltende ölnebel durch die Kanäle 37 bis zu den Kugellagern 26 und 27 gelangen, so daß auch diese hierdurch geschmiert werden.

Durch die Ausbildung der Kolben 30 und 31 mit einem durch eine zylindrische, konische Bohrung verlängerten Flansch kann das für eine Verschiebung der Kolben erforderliche.Spiel zwischen dem Außenumfang der Kolben und den Teilen 2 eingestellt werden. Sobald nämlich die Kolben mit Druckluft beaufschlagt werden und auf die Einspannorgane 35 einwirken, erfolgt eine leichte, elastische Spreizung der konischen Teile der Kolben, welche sich bis zu dem Flansch des Kolbens fortsetzt, wodurch der Kolben gegen die Bohrung der Teile 2 gepreßt und eine gute Abdichtung erzielt wird, die Druckluftverluste weitgehend vermeidet.

Vorrichtungen der beschriebenen Art können mehr als 10 000 Stunden laufen, ohne daß irgendwelche Zerstörungen an dem Ring 8 oder an der Spindel festzustellen sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ίο 1. Druckmittelbetätigte Spannvorrichtung für

   Drehmaschinen u. dgl. mit einem stationären, ein Druckmittelanschlußstück aufweisenden Druckmittelzuführungsring, der in einer von den rotierenden Vorrichtungsteilen gebildeten Einschnürung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelzuführungsring (8) mit dem daran befestigten Druckmittelanschlußstück (9) ein von den übrigen Teilen der Vorrichtung unabhängiges Bauteil bildet und

   durch axiale und radiale Einstellung einer das Anschlußstück (9) haltenden Befestigungsplatte (38) relativ zu den rotierenden Teilen der Vorrichtung ohne zusätzliche Zentrier- und Dichtungsorgane justierbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckmittelanschluß (9) und dem zylindrischen Teil der Befestigungsplatte (38) eine Hülse (37') aus geschmeidigem Material angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen