DE19652664C1 - Machine-tool chuck with rotary cylinder - Google Patents

Machine-tool chuck with rotary cylinder

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Abstract

The chuck has a non-sliding cylinder (3) rotating with a spindle and containing a sliding clamping piston (2) rotating with it. A distributor has a housing (4) with unions for the working medium and a distribution shaft (5) sliding axially in the cylinder wall. The shaft can rotate in the housing, which it takes with it when the piston slides, the sliding movement being controlled by a limit switch (11). The switch is fixed to the housing, a face (12) on the cylinder working with it. There can be two switches mounted on an arm (14) on the housing, and which are actuated by the face on the cylinder in the two axial end positions of the cylinder, typically without coming into contact with it. The switch can be formed by a laser-type feeler detecting the distance between the housing and cylinder, while the face can be formed by an annular flange (13) on the cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen mit einem axial unverschiebbaren, mit einer Arbeitsspindel umlaufenden Spannzylinder und einem darin mitumlaufend angeordneten, axial verschiebbaren Spannkolben, ferner mit einem Verteiler, der ein die Anschlüsse für das Arbeitsmedium tragendes Verteilergehäuse und eine mit dem Spannkolben verbundene und in der Wand des Spannzylinders axial verschiebbare Verteilerwelle umfaßt, auf der das Verteilergehäuse so angeordnet ist, daß die Verteilerwelle darin umlaufen kann und das Verteilergehäuse bei den Axialverschiebungen des Spannkolbens mitnimmt, und mit einer einen Endschalter aufweisenden Kontrolleinrichtung für die Axialverschiebungen des Spannkolbens.The invention relates to a tensioning device Machine tools with an axially immovable, with a work spindle revolving clamping cylinder and an axially arranged therein sliding tensioning piston, also with a distributor, which carries the connections for the working medium Distributor housing and one with the tensioning piston connected and axially in the wall of the clamping cylinder slidable distributor shaft on which the Distribution housing is arranged so that the Distribution shaft can circulate in it and that Distributor housing with the axial displacements of the Takes tensioning piston, and with a limit switch  Control device for the Axial displacements of the tensioning piston.

In der DE 44 01 142 A1 ist eine derartige Spanneinrichtung beschrieben. Diese Spanneinrichtung weist an der dem Verteilergehäuse zugewandten Seite des Spannzylinders ein Drehlager auf, an dem eine zum Verteilergehäuse weisende Schaltstange angeschlossen ist, wobei die Schaltstange durch das Drehlager gegen Axialverschiebungen festgelegt ist. Die Schaltstange dreht sich mit dem Spannzylinder nicht mit, ist also ortsfest. Deshalb ist die Schaltstange axial längsverschieblich in einer Führung des Verteilergehäuses gelagert, da dieses über dessen Kopplung mit dem Spannkolben an den Längsverschiebungen des Spannkolbens teilnimmt. An dem freien Ende der Schaltstange sind zwei Endschalter angeordnet, die mit einem am Verteilergehäuse angeordneten Schaltglied zusammenwirken, so daß bei Längsverschiebungen des Spannkolbens über dessen Kopplung mit dem Verteilergehäuse die Endschalter betätigt werden. Diese Spanneinrichtung ist konstruktiv sehr aufwendig und hat den Nachteil, daß über das Drehlager infolge der Relativbewegung zwischen dem schnell drehenden Spannzylinder und der stationären Schaltstange eine relativ große Wärmemenge in den Spannzylinder eingeleitet wird, wodurch Wärmedehnungen auftreten, die die Genauigkeit bei der Bearbeitung von Werkstücken beeinträchtigt.DE 44 01 142 A1 describes one of these Clamping device described. This tensioning device has on the side facing the distributor housing Clamping cylinder on a pivot bearing on which one to Switch rod pointing to the distributor housing connected is, the shift rod against by the pivot bearing Axial displacements is fixed. The shift rod does not rotate with the clamping cylinder, so it is stationary. Therefore the shift rod is axial longitudinally displaceable in a guide of the Distributor housing stored, as this over the Coupling with the tensioning piston at the longitudinal displacements of the tensioning piston takes part. At the free end of the Switch rod, two limit switches are arranged with a switching element arranged on the distributor housing cooperate so that with longitudinal displacements of the Clamping piston via its coupling with the Distributor housing the limit switches are operated. This Clamping device is structurally very complex and has the disadvantage that due to the pivot bearing Relative movement between the fast rotating Tension cylinder and the stationary shift rod one relatively large amount of heat in the clamping cylinder is initiated, causing thermal expansion that the accuracy when machining workpieces impaired.

In der EP 0 601 332 B1 ist eine Spanneinrichtung gezeigt, die einen zweiteiligen Verteiler aufweist mit einem ortfest an der Werkzeugmaschine gelagerten ersten Bauteil und einem rotierenden zweiten Bauteil, das drehfest mit dem Spannzylinder verbunden ist, also an dessen Rotation teilnimmt und axial nicht längsverschieblich ist. An dem ersten Bauteil ist ein Halter mit zwei Endschaltern angeschlossen, die durch einen an einem Träger ausgebildeten Schaltring betätigt werden, wobei der Träger radial nach außen von einer Kolbenstange absteht, die mit dem Spannkolben verbunden ist, so daß über die Kolbenstange der Träger und somit der Schaltring an der axialen Längsverstellung des Spannkolbens teilnimmt. Auch diese Spanneinrichtung ist konstruktiv sehr aufwendig, da der radial von der Kolbenstange abstehende Träger Aussparungen aufweisen muß, durch die von dem Spannzylinder abstehende Ansätze geführt sind, um die drehfeste Verbindung des Spannzylinders mit dem zweiten Bauteil des Verteilers herstellen zu können. Im übrigen wird nicht unmittelbar die Relativbewegung zwischen Spannkolben und Spannzylinder gemessen, sondern die Verschiebung des Spannkolbens relativ zu dem ersten Bauteil des Verteilers festgestellt, an dem der die Endschalter tragende Halter in eine lageorientierte Einstellung justiert werden muß, um die axiale Verstellung des Spannkolbens relativ zum Spannzylinder korrekt wiedergeben zu können.In EP 0 601 332 B1 there is a tensioning device shown, which has a two-part distributor a stationary first on the machine tool  Component and a rotating second component that is non-rotatably connected to the clamping cylinder, that is whose rotation participates and not axially is longitudinally displaceable. There is a on the first component Holder connected with two limit switches that pass through actuated a switching ring formed on a carrier be, the carrier radially outward from a Piston rod protrudes, which is connected to the tensioning piston is so that on the piston rod of the carrier and thus the switching ring on the axial longitudinal adjustment of the Clamping piston takes part. This tensioning device is also structurally very complex, since the radial of the Piston rod protruding carrier recesses must, by the projections protruding from the clamping cylinder are guided to the rotatable connection of the Clamping cylinder with the second component of the distributor to be able to manufacture. For the rest, will not be immediate the relative movement between the tensioning piston and Clamping cylinder measured, but the displacement of the Clamping piston relative to the first component of the Distributor found on which the limit switch load-bearing holder in a position-oriented setting must be adjusted to the axial adjustment of the Correct clamping piston relative to the clamping cylinder to be able to play.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit möglichst geringem konstruktiven Aufwand die Anordnung einer zwischen Spannzylinder und Spannkolben wirkenden Kontrolleinrichtung erreicht ist, wobei in den Spannzylinder durch die Kontrolleinrichtung keine unzulässig große Wärmemenge eingebracht werden soll.The invention is therefore based on the object Clamping device of the type mentioned above train that with the least possible constructive Effort to arrange a between the clamping cylinder and Tensioning piston acting control device is reached, being in the clamping cylinder by the Control device no impermissibly large amount of heat  should be introduced.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Spanneinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß am Spannzylinder eine mit dem ortsfest am Verteilergehäuse angeschlossenen Endschalter zusammenwirkende Schaltfläche ausgebildet ist.This object is achieved according to the invention in a Clamping device with the features mentioned above solved in that on the clamping cylinder with the fixedly connected to the distributor housing Limit switch interacting button trained is.

Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung zeichnet sich durch ihren extrem einfachen Aufbau aus, der fertigungstechnisch kostengünstig herzustellen ist. Der Spannzylinder selber wird genutzt, um in axialer Richtung erfolgende Relativverschiebungen zwischen Spannkolben und Spannzylinder zu detektieren, so daß auf zusätzlich Bauteile diesbezüglich verzichtet werden kann, wodurch weniger Reibungsverluste auftreten und weniger Reibungswärme im Spannzylinder dissipiert wird.The tensioning device according to the invention stands out due to their extremely simple structure, the is inexpensive to manufacture. Of the Clamping cylinder itself is used to move in axial Direction of relative shifts between Detect tensioning piston and tensioning cylinder so that additional components in this regard are dispensed with can, resulting in less friction losses and less frictional heat is dissipated in the clamping cylinder.

Zweckmäßigerweise sind zwei in einem am Verteilergehäuse angeschlossenen Ausleger gehaltene Endschalter vorhanden, von denen jeder in einer des axialen Endpositionen des Spannkolbens von der am Spannzylinder ausgebildeten Schaltfläche betätigbar ist.Advantageously, two are in one Junction box connected boom held Limit switches exist, each in one of the axial End positions of the clamping piston from that on the clamping cylinder trained button is actuated.

Als besonders günstig zur weiteren Vermeidung von Reibungsverlusten hat sich erwiesen, daß berührungslos mit der am Spannzylinder ausgebildeten Schaltfläche zusammenwirkende Endschalter vorgesehen sind.As particularly favorable for the further avoidance of Loss of friction has been shown to be non-contact with the button on the clamping cylinder interacting limit switches are provided.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Endschalter ein die Entfernung von dem Verteilergehäuse und dem Spannzylinder erfassender Lasertaster vorgesehen ist. Mit diesem Lasertaster ist es möglich, daß berührungslos permanent die Entfernung zwischen dem Verteilergehäuse und der Schaltfläche des Spannzylinders erfaßt wird, so daß nicht nur die ja/nein-Entscheidung, ob der bzw. einer der Endschalter der Schaltfläche gegenüberliegen, abgefragt wird.An alternative embodiment of the invention is characterized in that a as the limit switch Distance from the junction box and the  Laser scanner detecting clamping cylinder is provided. With this laser button it is possible that the distance between the Distributor housing and the button of the Clamping cylinder is detected, so that not only the yes / no decision whether or not one of the Limit switches opposite the button, queried becomes.

Weiterhin empfiehlt es sich, eine Spanneinrichtung so auszubilden, daß die Schaltfläche an einem am Spannzylinder angeordneten Ringbund ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil, daß die Schaltfläche deutlich von der übrigen Umfangsfläche des Spannzylinders unterschieden ist, so daß deren Erkennbarkeit für den bzw. die Endschalter gefördert ist.It is also recommended to use a tensioning device like this train that the button on an am Arranged cylinder collar is formed. This offers the advantage that the button is clear from the remaining peripheral surface of the clamping cylinder is differentiated so that their recognizability for the or the limit switch is promoted.

Im Interesse eines einfachen Aufbaus der Kontrolleinrichtung ist der Ringbund an dem dem Verteilergehäuse zugewandten Rand des Spannzylinders angeordnet.In the interest of a simple structure of the The control device is the ring collar on the Distributor housing facing edge of the clamping cylinder arranged.

Im folgenden soll die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden; die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch eine Spanneinrichtung nach der Erfindung.In the following the invention on one in the Drawing shown embodiment closer are explained; the only figure shows one Axial section through a clamping device according to the Invention.

Die zur Verwendung an einer Werkzeugmaschine vorgesehene Spanneinrichtung weist einen aus Zylindergehäuse 1 und Spannkolben 2 gebildeten Spannzylinder 3 auf, der zusammen mit der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine umläuft. Der Spannkolben 2 ist an seiner in der Zeichnung oben dargestellten Seite an eine nicht abgebildete Spannstange angeschlossen. Die Spanneinrichtung umfaßt weiterhin einen aus Verteilergehäuse 4 und Verteilerwelle 5 gebildeten Verteiler, wobei das Verteilergehäuse 4 die Anschlüsse für das Arbeitsmedium trägt. Die Verteilerwelle 5 ist mit dem Spannkolben 2 verbunden, so daß sie an dessen axialer Verschiebung und dessen Drehbewegung teilnimmt. Das Verteilergehäuse 4 ist auf der Verteilerwelle 5 mittels Drehlager 7 so gelagert, daß die Verteilerwelle 5 darin umlaufen kann, das Verteilergehäuse 4 selber sich aber nicht dreht. An der axialen Verschiebung von Verteilerwelle 5 und Spannkolben 2 nimmt das Verteilergehäuse 4 teil. Im Ergebnis wird eine Verstellung des Spannkolbens 2 in axialer Richtung unverändert über die Verteilerwelle 5 auf das Verteilergehäuse 4 übertragen, das somit die selben Axialbewegungen wie der Spannkolben 2 ausführt.The clamping device provided for use on a machine tool has a clamping cylinder 3 formed from cylinder housing 1 and clamping piston 2, which rotates together with the work spindle of the machine tool. The tensioning piston 2 is connected on its side shown in the drawing above to a tension rod, not shown. The tensioning device further comprises a distributor formed from distributor housing 4 and distributor shaft 5 , the distributor housing 4 carrying the connections for the working medium. The distributor shaft 5 is connected to the tensioning piston 2 so that it participates in its axial displacement and its rotational movement. The distributor housing 4 is mounted on the distributor shaft 5 by means of a rotary bearing 7 in such a way that the distributor shaft 5 can rotate therein, but the distributor housing 4 itself does not rotate. On the axial displacement of the distributor shaft 5 and tensioning piston 2 the distributor housing participates. 4 As a result, an adjustment of the tensioning piston 2 in the axial direction is transmitted unchanged via the distributor shaft 5 to the distributor housing 4 , which thus executes the same axial movements as the tensioning piston 2 .

Die auf der Innenseite des Verteilergehäuses 4 umlaufenden Ringnuten 8 dienen zur Zu- und Abführung des Arbeitsmediums und stehen mit den Anschlüssen für das Arbeitsmedium in Verbindung. Zwischen der Verteilerwelle 5 und dem Verteilergehäuse 4 durchtretendes Lecköl wird durch den Anschluß 9 abgeleitet. Die Verteilerwelle 5 besitzt zwei in den Spannzylinder 3 zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens 2 führende Wellenkanäle 10, die mit den Ringnuten 8 in Verbindung stehen. Die Steuerung des Arbeitsmediums durch die Wellenkanäle 10 wahlweise zu einer der beiden Seiten des Spannkolbens 2 erfolgt in üblicher Weise und bedarf keiner Beschreibung. The circumferential grooves 8 on the inside of the distributor housing 4 serve for the supply and discharge of the working medium and are connected to the connections for the working medium. Leakage oil passing through between the distributor shaft 5 and the distributor housing 4 is discharged through the connection 9 . The distributor shaft 5 has two shaft channels 10 which lead into the clamping cylinder 3 on opposite sides of the clamping piston 2 and which are connected to the annular grooves 8 . The control of the working medium by the shaft channels 10 either to one of the two sides of the tensioning piston 2 takes place in the usual way and does not require any description.

Zur Wegkontrolle der Axialverschiebungen des Spannkolbens 2 ist eine Kontrolleinrichtung vorgesehen, die bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Endschalter 11 aufweist, die in einem Ausleger 14 gehalten sind, der an dem Verteilergehäuse 4 angeschlossen ist, durch das die Endschalter 11 dieselbe axiale Verstellung ausführen wie der Spannkolben 2. Jeder der Endschalter 11 ist in einer der axialen Endpositionen des Spannkolbens 2 durch eine Schaltfläche 12 betätigbar, die an dem Spannzylinder 3 ausgebildet ist, und zwar wiederum in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Ringbund 13, der an dem dem Verteilergehäuse 4 zugewandten Rand des Spannzylinders 3 ausgebildet ist. Die Endschalter 11 werden berührungslos durch die Schaltfläche 12 des Spannzylinders 3 betätigt, wobei prinzipiell jede berührungslos arbeitende Methode verwendet werden kann. Beispielhaft sei nur das Schalten durch induktive Kopplung genannt.To control the axial displacements of the tensioning piston 2 , a control device is provided which, in the exemplary embodiment shown in the drawing, has two limit switches 11 which are held in a bracket 14 which is connected to the distributor housing 4 , through which the limit switches 11 carry out the same axial adjustment like the tensioning piston 2 . Each of the limit switches 11 can be actuated in one of the axial end positions of the tensioning piston 2 by a button 12 which is formed on the tensioning cylinder 3 , again in the exemplary embodiment shown in the drawing on an annular collar 13 which is on the edge facing the distributor housing 4 of the clamping cylinder 3 is formed. The limit switches 11 are actuated in a contactless manner by the button 12 of the clamping cylinder 3 , it being possible in principle to use any method that operates without contact. For example, only switching by inductive coupling may be mentioned.

Nach einer nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist am Verteilergehäuse 4 ein Lasertaster befestigt, durch den die Entfernung zwischen dem Verteilergehäuse 4 und der Schaltfläche 12 am Spannzylinder 3 gemessen wird.According to an embodiment not shown in the drawing, a laser sensor is attached to the distributor housing 4 , by means of which the distance between the distributor housing 4 and the button 12 on the tensioning cylinder 3 is measured.

Claims (6)

1. Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen mit einem axial unverschiebbaren, mit einer Arbeitspindel umlaufenden Spannzylinder (3) und einem darin mitumlaufend angeordneten, axial verschiebbaren Spannkolben (2), ferner mit einem Verteiler, der ein die Anschlüsse für das Arbeitsmedium tragendes Verteilergehäuse (4) und eine mit dem Spannkolben (2) verbundene und in der Wand des Spannzylinders (3) axial verschiebbare Verteilerwelle (5) umfaßt, auf der das Verteilergehäuse (4) so angeordnet ist, daß die Verteilerwelle (5) darin umlaufen kann und das Verteilergehäuse (4) bei den Axialverschiebungen des Spannkolbens (2) mitnimmt, und mit einer einen Endschalter (11) aufweisende Kontrolleinrichtung für die Axialverschiebungen des Spannkolbens (2), dadurch gekennzeichnet, daß am Spannzylinder (3) eine mit dem ortsfest am Verteilergehäuse (4) angeschlossenen Endschalter (11) zusammenwirkende Schaltfläche (12) ausgebildet ist.1.Clamping device on machine tools with an axially immovable clamping cylinder ( 3 ) rotating around a work spindle and an axially displaceable clamping piston ( 2 ) arranged around it, also with a distributor which has a distributor housing ( 4 ) carrying the connections for the working medium and one with the tensioning piston ( 2 ) and in the wall of the tensioning cylinder ( 3 ) axially displaceable distributor shaft ( 5 ), on which the distributor housing ( 4 ) is arranged so that the distributor shaft ( 5 ) can rotate therein and the distributor housing ( 4 ) with the axial displacements of the tensioning piston ( 2 ), and with a control device having a limit switch ( 11 ) for the axial displacements of the tensioning piston ( 2 ), characterized in that on the tensioning cylinder ( 3 ) there is a limit switch ( 3 ) connected to the distributor housing ( 4 ) in a fixed position on the distributor housing ( 4 ). 11 ) cooperating button ( 12 ) is formed. 2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in einem am Verteilergehäuse (4) angeschlossenen Ausleger (14) gehaltene Endschalter (11) vorhanden sind, von denen jeder in einer der axialen Endpositionen des Spannkolbens (2) von der am Spannzylinder (3) ausgebildeten Schaltfläche (12) betätigbar ist. 2. Clamping device according to claim 1, characterized in that two limit switches ( 11 ) held in a bracket ( 14 ) connected to the distributor housing ( 4 ) are present, each of which in one of the axial end positions of the clamping piston ( 2 ) from that on the clamping cylinder ( 3 ) trained button ( 12 ) can be actuated. 3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß berührungslos mit der am Spannzylinder (3) ausgebildeten Schaltfläche (12) zusammenwirkende Endschalter (11) vorgesehen sind.3. Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that contactless with the on the clamping cylinder ( 3 ) formed button ( 12 ) cooperating limit switches ( 11 ) are provided. 4. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Endschalter (11) ein die Entfernung von dem Verteilergehäuse (4) und dem Spannzylinder (3) erfassender Lasertaster vorgesehen ist.4. Clamping device according to claim 1, characterized in that a laser switch is provided as a limit switch ( 11 ), the distance from the distributor housing ( 4 ) and the clamping cylinder ( 3 ). 5. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfläche (12) an einem am Spannzylinder (3) angeordneten Ringbund (13) ausgebildet ist.5. Clamping device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the button ( 12 ) on an on the clamping cylinder ( 3 ) arranged collar ( 13 ) is formed. 6. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (13) an dem dem Verteilergehäuse (4) zugewandten Rand des Spannzylinders (3) angeordnet ist.6. Clamping device according to claim 5, characterized in that the annular collar ( 13 ) on the distributor housing ( 4 ) facing the edge of the clamping cylinder ( 3 ) is arranged.
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