DE1911558C3

DE1911558C3 - Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen mit umlaufendem Spannzylinder

Info

Publication number: DE1911558C3
Application number: DE19691911558
Authority: DE
Inventors: Rudi 7927 Sontheim Kodalle
Original assignee: Roehm GmbH Sontheim
Current assignee: Roehm GmbH Sontheim
Filing date: 1969-03-07
Publication date: 1977-10-13

Description

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Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DT-PS 5 38 509 ist eine solche Spannvorrichtung mit einem Spannzylinder bekannt, bei dem die Verteilerwelle zwar koaxial in den Spannzylinder eingeführt und fest mit dem Spannkolben verbunden ist, im Verteilergehäuse umläuft und dieses bei Axialverschiebungen des Spannkolbens mitnimmt. Da das Verteilergehäuse dabei aus der Vorrichtung herausragt, ist es ohne weiteres möglich, die Verstellung des Spannkolbens zu überwachen. Jedoch fehlen bei dieser Spannvorrichtung jegliche Sicherungsmaßnahmen gegen einen unbeabsichtigten Druckabfall oder -ausfall in einer der Zylinderkammern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Gattung die Betriebssicherheit zu verbessern, und zwar durch eine Rückschlagventilanordnung in beiden Wellenkanälen, bei der rotationsbeanspruchte, leicht defekt gehende Dichtungsmittel zwischen den beiden Zylinderräumen vermieden sind.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Aus der DT-PS 11 63 150 ist eine Spannvorrichtung mit Ventilanordnung in einem der Wellenkanäle an sich bekannt. Bei dieser steht die Verteilerwelle aber zusammen mit dem Verteilergehäuse still, während eine die Verteilerwelle umgebende, mit dem Spannkolben verbundene Kolbenstange zusammen mit dem Spannzylinder umläuft. Die Verteilerwelle und die Kolbenstange sind also getrennte Teile und durch Wälzlager gegeneinander abgestützt. Um die Mündungen der beiden konzentrisch zueinander angeordneten Wellenkanäle und damit die entsprechenden Zylinderräume voneinander zu trennen, ist eine Dichtung zwischen der Verteilerwelle und der Kolbenstange erforderlich, die durch die Relalivdrehung zwischen der Verteilerwelle und der Kolbenstange hoch belastet ist. Ein Defekt in dieser Dichtung, der wegen der hohen Rotationsbeanspruchung der Dichtung nicht ausgeschlossen werden kann, führt zu einem sofortigen kurzschlußartigen Druckausgleich zwischen den Zylinderkammern, der auch durch das den zentralen Wellenkanal sichernde Rückschlagventil nicht verhindert werden kann, selbst wenn dabei im anderen Wellenkanal ein zweites Rückschlagventil vorgesehen wird. Die Folge eines solchen Druckausgleiches wäre ein plötzliches Lösen oder Lockern der Einspannung des Werkstückes in der Spanneinrichtung und die Gefahr, daß das Werkstück von der rotierenden Spanneinrichtung abfliegt.

Es ist auch bekannt, daß beide Wellenkanäle durch je ein eigenes Rückschlagventil gesichert und die Rückschlagventile in einem mit dem Spannzylinder rotierenden Teil angeordnet werden, wobei die Rückschlagventile beider Wellenkanäle durch den Druck des Arbeitsmediums im jeweils anderen Wellenkanal gegen die Strömung des Arbeitsmediums geöffnet werden können. Derartige Spannvorrichtungen sind in der DT-PS 10 06 236, der FR-PS 14 17 689 oder des DT-Gbm 19 85 828 beschrieben. Bei diesen bekannten Spannzylindern läuft die Verteilerwelle im Verteilergehäuse zwar um und ist fest mit dem Zylindergehäuse des Spannzylinders verbunden. Die Rückschlagventile und der ihnen zugeordnete Steuermechanismus können in einem mit der Verteilerwelle umlaufenden besonderen Ventilblock zwischen dem stillstehenden Verteilergehäuse und dem Spannzylinder angeordnet sein, was aber die Baulänge des Spannzylinders vergrößert (DT-PS 10 06 236, FR-PS 14 17 689), oder sich unmittelbar in der Verteüerwelle selbst befinden, was aber einen größeren Durchmesser der Verteüerwelle und des auf ihr gelagerten Verteilergehäuses erfordert (DT-Gbm 19 85 828).

Im Ergebnis ist durch die Erfindung eine Spannvorrichtung geschaffen, die bei einfachem konstruktivem Aufbau und unter Vermeidung komplizierter Dichtungsprobleme die bestehenden Sicherheitsanforderungen voll erfüllt. Die Rückschlagventile und ihre Betätigungsmittel finden am Spannkolben selbst genügend Platz. Die nur die Wellenkanäle enthaltende Verteüerwelle und das Verteilergehäuse können trotz ausreichender Weite der Wellenkanäle verhältnismäßig geringen Durchmesser haben.

Im einzelnen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die

Rückschlagventile auf der der Verteilerwelle entgegengesetzten Seite des Spannkolbens vorgesehen sind. Dazu ist es zweckmäßig, daß an die Enden der Wellenkanäle jeweils eine Ventilkammer anschließt, die zu je einer Seite des Spannkolbens hin mündet und einen Ventilkäfig mit eimern Ventilsitz für den federbelasteten Ventilteller des Rückschlagventils aufweist.

Die Konstruktion gestaltet sich dann besonders einfach, wenn sich die Ventilkammern radial zur Achse des Spannkolbens gegenüberstehen und durch eine Zylinderkammer verbunden sind, in der ein verschiebbarer Steuerkolben angeordnet ist, der mit Stößeln in Öffnungsrichtung unter die Ventilteller der Rückschlagventile stößt. Dieser Steuerkolben steht an seinen beiden Seiten unter dem Druck des Druckmediums in den Welienkanälen und hebt jeweils den Ventilteller des sich gegen die Strömung des Druckmediums öffnenden Rückschlagventils von seinem zugeordneten Ventilsitz ab.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Spannzylinder nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung H-II durch den Gegenstand nach Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Spannzylinder für Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen besteht zunächst aus einem Zylindergehäuse 1 mit darin verschiebbarem Spannkolben 2, der in einer Gewindebohrung 3 die nicht dargestellte Spannstange der ebenfalls nicht gezeigten Spanneinrichtung aufnimmt. Normalerweise ist das Zylindergehäuse 1 am Ende der nicht dargestellten Werkzeugmaschinenspindel befestigt und läuft einschließlich des Spannkolbens 2 mit dieser um.

An den Spannzylinder ist ein allgemein mit 4 bezeichneter Verteiler angeschlossen. Dieser Verteiler besitzt ein nicht mit dem Spannzylinder rotierendes Verteilergehäuse 5, das seitlich liegende Anschlüsse 6 für das Arbeitsmedium trägt. Im Verteilergehäuse 5 läuft eine Verteilerwelle 7 um, die mittels Lager 8,9 im Verteilergehäuse 5 gelagert ist. Das eine Lager 9 liegt dabei an einer Schulter 10 des Verteilergehäuses 5 an und ist auf der anderen Seiie durch einen Sicherungsring 11 gehalten, so daß das Verteilergehäuse 5 auf der Verteilerwelle 7 axial unverrückbar gehalten ist. Die VerteilerweHe 7 ist fest mit dem Spannkolben 2 verbunden und bei 16 axial verschiebbar in der Wand des Spannzylinders 1 gelagert. Im Ergebnis wird eine Verstellung des Spannkolbens 2 in Richtung des in Fig. 1 mit 17 bezeichneten Doppelpfeiles unverändert über die VerteilerweHe 7 auf das Verteilergehäuse 5 übertragen.

Die auf der Innenseite des Verteilergehäuses 5 umlaufenden Ringnuten 12, 13 dienen zur Zu- und Abführung des Arbeitsmediums und stehen mit den Anschlüssen 6 für das Arbeitsmedium in unmittelbarer Verbindung. Zwischen der VerteilerweHe 7 und dem Verteilergehäuse 5 durchtretendes Lecköl wird im Kanal 14 gesammelt und durch den Anschluß 15 abgeleitet.

Die Verteilerwelle 7 besitzt zwei in den Spannzylinder 1 zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens 2 führende Wellenkanäle 18, 19. Zur Steuerung des Durchgangs ist jedem Wellenkanal ein allgemein mit 20,

21 bezeichnetes Rückschlagventil zugeordnet. Diese Rückschlagventile sind am Spannkolben 2 angeordnet, und zwar im Ausführungsbeispiel auf der der Verteilerwelle 7 entgegengesetzten Seite des Spannkolbens. Im einzelnen sind an die Enden der Wellenkanäle 18, 19 jeweils eine Ventilkammer 22, 23 angeschlossen, die zu je einer Seite des Spannkolbens 2 hin mit der Öffnung 24 bzw. 25 mündet. Jede Kammer 22, 23 besitzt einen

ίο Ventilkäfig 26_:27 mit einem Ventilsitz 28,29 für den mit einer Feder 30, 31 belasteten Ventilteller 32, 33 des Rückschlagventils. Die Ventilkammern 22, 23 stehen sich zur Achse des Spannkolbens radial gegenüber und sind durch eine Zylinderkammer 34 verbunden, in der ein verschiebbarer Steuerkolben 35 angeordnet ist. Dieser stößt mit Stößeln in Öffnungsrichtung unter die Ventilteller 32, 33 der Rückschlagventile, so daß er zum öffnen der Rückschlagventile vom Druck des Arbeitsmediums im Wellenkanal vor jeweils dem anderen Rückschlagventil beaufschlagt ist und jeweils ein öffnen des von ihm gesteuerten Rückschlagventils gegen die Strömung des Druckmediums bewirkt.

Das Verteilergehäuse 5 trägt außenseitig Einrichtungen zum Befestigen von Steuerkurven 37 oder Nockenleisten. Im Ausführungsbeispiel dient hierzu die Verschraubung 38 der am Verteilergehäuse 5 vorgesehenen Anschlüsse 6 für das Druckmedium, so daß im Ergebnis ein Austauschen der Steuerkurven bzw. Nockenleisten bei einer Änderung der Weg- bzw. Schaltkontrolle des Spannkolbens 2 unschwer möglich ist.

Die Funktionsweise der Anordnung läßt sich wie folgt beschreiben:

Durch die Ringnut 13 eintretendes Drucköl oder eintretende Druckluft gelangt in den Wellenkanal 19 und von dort über das sich unter dem Druck des Druckmediums öffnende Rückschlagventil 21 in die Ventilkammer 23, von wo es durch die Öffnung 25 in den hinter dem Spannkolben 2 befindlichen Zylinderraum 39 strömt. Das Druckmedium beaufschlagt zugleich von der Seite der Ventilkammer 23 her den Steuerkolben 35, der sich verschiebt und hierbei das Rückschlagventil 20 gegen die Strömung des Druckmediums öffnet, so daß das Druckmedium aus dem vor dem Spannkolben 2 liegenden Zylinderraum 40 durch die Öffnung 24, die Ventilkammer 22, den Wellenkanal 18 und die Ringnut 12 abströmen kann. Der Kolben 2 bewegt sich dabei in die in F i g. 1 gezeigte Endstellung.

Soll der Kolben 2 zurückbewegt werden, wird der Druckmittelkreislauf umgekehrt, so daß nun das Druckmedium durch den Wellenkanal 18 zuströmt, das Rückschlagventil 20 öffnet und durch die Ventilkammer

22 und die Öffnung 24 in den Zylinderraum 40 strömt. Zugleich betätigt das Druckmedium den Steuerkolben 35 von der Seite der Ventilkammer 22 her, so daß das Rückschlagventil 2< öffnei und das im Zylinderraum 39 befindliche Druckmedium durch die Öffnung 25, die Ventilkammer 23 und den Wellenkanal 19 abströmen kann.

Die so bewirkten axialen Bewegungen des Spannkolbens 2 erzeugen eine gleiche Axialbewegung des Verteilergehäuses 5 und der damit am Verteilergehäuse befestigten Steuerkurven 37 bzw. Nockenleisten, so daß daran durch geeignete Fühler die Kolbenbewegung abgenommen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen mit umlaufendem Spannzylinder und in diesem mit umlaufend angeordnetem, axial verschiebbarem Spannkolben und mit einem Verteiler, der ein die Anschlüsse für das Arbeitsmedium tragendes, von außen zugängliches Verteilergehäuse und eine in den Spannzylinder koaxial eingeführte, mit dem |₀ Spannkolben fest verbundene Verteilerwelle umfaßt, auf der das Verteilergehäuse so angeordnet ist, daß die Verteilerwelle darin umlaufen kann, wobei die Verteilerwelle in der Wand des Spannzylinders axial verschiebbar gelagert ist sowie ferner das Verteilergehäuse bei den Axialverschiebungen des Spannkolbens mitnimmt und zwei mit den G^häuseanschlüssen in Verbindung stehende Wellenkanäle aufweist, die in den Spannzylinder zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens führen, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wellenkanal (18, 19) ein den Durchgang steuerndes Rückschlagventil (20, 21) zugeordnet ist, das durch den Druck des Arbeitsmediums im anderen Wellenkanal gegen die Strömung des Arbeitsmediums geöffnet werden kann, und daß die beiden Rückschlagventile (20, 21) im Spannkolben (2) angeordnet sind.
2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (20, 21) auf der der Verteilerwelle (7) entgegengesetzten Seite des Spannkolbens (2) vorgesehen sind.
3. Spanneinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Enden der Wellenkanäle (18,19) jeweils eine Ventilkammer (22, 23) anschließt, die zu je einer Seite des Spannkolbens (2) hin mündet und einen Ventilkäfig (26, 27) mit einem Ventilsitz (28, 29) für den federbelasteten Ventilteller (32,33) des Rückschlagventils aufweist.
4. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ventilkammern(22, 23) radial zur Achse des Spannkolbens (2) gegenüberstehen und durch eine Zylinderkammer (34) verbunden sind, in der ein verschiebbarer Steuerkolben (35) angeordnet ist, der mit Stößeln (36) in Öffnungsrichtung unter die Ventilteller (32, 33) der Rückschlagventile (20,21) stößt.