DE2028522C - Magnetisches Spannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Spannfutter für eine Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine, mit einem stationären Teil und einem angetriebenen, sich drehenden Teil aus magnetisch leitendem Material, der innerhalb des stationären Teiles angeordnet ist und auf welchem ein magnetisierbar Werkstück durch magnetische Kräfte festgehalten wird, die von einer in das Spannfutter eingebauter, und auf dem aus magnetisch leitendem Material hereestjllten. stationären Teil befestigten stationären rinaförmieen Spule erzeugt werden, welche Spule sich koaxial zu der Drehachse des sich drehenden Teils erstreckt und welche Spule in einer Vertiefung des stationären Teils angeordnet und so ausgebildet ίο ist. daß sie ein magnetisches Feld erzeugt, das über Luftspalte zwischen dem stationären Teil und dem angetriebenen Teil geschlossen ist und den angetriebenen Teil, das Werkstück und den stationären Teil durchdringt.

Es ist ein Spannfutter der obengenannten Art bo kannt. bei dem in einem durch eine Bodenplatte nacunten begrenzten z\'indrischcn Raum auf der Boden platte ein ringförmiger Tragkörper von U-fönmiger, Querschnitt befestigt ist. Dieser Tragkörper Ui:.:; einen aus magnetisch leitendem Material hergesieH ten stationären Teil, der sich längs eines bestimmt*.·;; Umfangswinkels konzentrisch zur Drehachse des an getriebenen sie¹, drehenden Teils aus magnetisch leitendem Material erstreckt. Der stationäre Teil wird durch einen Korper aus nicht magnetisierbarem M₁ terial zur vollen Kreisform ergänzt, damit die ringförmige Spule überall abgestützt ist. Der sich d .-hende Körper aus magnetisicrbarem Material wei-i eine ringförmige Ausnehmung auf. mit der er übe: die ringförmige Spule greift. Die Außenwand de Ausnehmung wird durch von der Arbeitsfläche ck sich drehenden Teils nach innen ragende Flansch gebildet, die voneinander durch sich in radialer Rieh tung erstreckende Schlitze getrennt sind. Das von de Spule erzeugte torust'örmige Magnetteid durchdrin^ den stationären Teil, auf dem die Spule angeordnc; ist. den angetriebenen Teil und das Werkstück, wv bji das magnetische Feld durch die Luftspalte zw sehen dem stationären Teil geschlossen ist. Wegen des die Kreisringform ergänzenden Körpers und de sich in radialer Richtung erstreckenden Schlitze lier in Umfangsnchtung gesehen ein außerordentlich ungleichförmiges Magnetfeld vor. Weiterhin greift dei angetriebene sich drehende Teil derart über die Spule 4:. von rechteckigem Querschnitt, die im wesentlichen nur mit einer Längsseite in Berührung mit dem, stationären Teil aus magnetisierbarem Material steht, daß sie längs der anderen drei Seiten von einem breiten Luftspalt umgeben ist. Die unregelmäßige Ausbildung und die Größe der verschiedenen Luftspalte machen den Aufbau einer maximalen Haltekraft bei vorgegebener Amperewindungszahl und den für eine automatische Steuerung mit einem Magnetnußabtaster erforderlichen gleichförmigen Aufbau des Feldes unmöglich (USA.-Patentsghrift 1 544 695).

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Spannfutter mit einer maximalen Haltekraft und einem gleichförmigen Magnetfluß zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der stationäre Teil eine ringföri>o mige Nut aufweist, die die Drehachse umgibt und sich koaxial zu ihr erstreckt, die stationäre ringförmige Spule in Berührung mit der Innenwand und dem Boden der Nut angeordnet ist und der angetriebene Teil über einen ringförmigen Zwischenkörper S5 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff mit einem einen radial nach außen gerichteten Abschnitt aufweisenden ringförmigen Körper verbunden ist, welcher Abschnitt die öffnung der Nut bedeckt und in

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tir.en ringförmigen Flansch überseht, der in die Nut Flansch 6b in die Nut hinein vorsteht, wobei seine

!,jncin vo"rsteht und dessen Höhe im wesentlichen der Höhe im wesentlichen der ilohe der nnglorniiLc

Höhe fler ringförmigen Spule entspricht und dessen Spule entspricht und seine Seitenflächen kleine -

s -etlichen kleine" Luftspalte mit der Außenwand spähe mit der Außenwand der Nut und der ringior-

o r Nut und der rinnförmigen Spule bilden. 5 misen Spule bilden. Bei der gezeigten Austunrun;,,

lic; einer derartigen Anordnung iNt die Spule form ist der ringförmige Körper 6 über einen ring ι

Jrrch die aus magnetisierbarem Material herucstell- micen Zwischenkörper 10 aus nicht magnetisier -

,en stationären und angetriebenen Teile völlig~einue- rem Werkstoff mit einem angetriebenen sich ^üru11-

^-Ho^cn mit Ausnahme des Bereiches, in dem der den Teil 8 in Form einer Zwischenhulse verounue ■

_r--förmise Zwischenkörper angeordnet ist. der den η Die Zwischenhülse 8 wird von dem stationären e

\; netfluß zu dem zu haltenden Werkstück lenkt. umschlossen und ist mit einer Spanntutterspinu^ι ^

D i liesen in dem magnetischen Pfad, der durch \erbunden. die mittels eines Kugellagers/ are

i liesen in dem magnetischen Pfad, der durch \crbunden. die mittels eines Kugellag

-,nere und äußere UrnfancsfUiche der rinsförmi- dem Spannfuiterreitsiock 2 gelagert ist. Z.wisuiui e

„.· Spule führt, nur <ehr kleine Luf>_ralte. "so daß Innenwandung der Nut 3 des stationären leiis ui

V- Widerstand des Kreises auf einem konstanten 15 der Außenfläche der Zwischenhulse 8 erstreckt mu

»I ;.alwert «ehalten wird Weiterhin ist das Ma- ein Luftspalt 9. wobei die Kontur der ΖΛν^ικηιηι-j.

j.,-. Vwi frei von Feldanomalicn. so daß es unemtw- de Kontur der Wandung der Nut des sU.iona e

;_k . nkt als Steuersignal verwendet werden kann TcK 1 folgt. Wahrend das untere hnde cur ^

\\ 11 des geringen Widerstands im magnetischen bchcnhulse 8 mit der Antrie -,spindel Il ^^r"^u"^u^

K . wird bei gegebener Amperewm.'ins^ahl eine 20 ist. trägt sie am oberen Ende ..1 testen! *"·"'»

,. ■ Haltekraft aufgebaut " den nngform.gen Zw.schenkörper 10. Der nn tc,r-

^r ·. , ussweise sind ein äußerer Haitenne mit mige Korper 6 ist an seinem oberen hnd^n dem sta-

_cl. , axial gerichteten äußeren Halteflansch mit tionaren Ί eil 1 m.ttels eines Lagers .5 geUgui.

d · Radialabschnitt des rinslormigen Korpers und Bei der gezeigten Austührungslorm ist am oner,

_t nerer Haltering mil einem inneren axial ger.ch- 25 F.nde der Zwischenhülse cn innerer magneusen

u ·, Halteflansch mit dem angetriebenen Teil ma- Haltering 12 starr befestigt, der mittels eines nr^ o.

„ .ch verbunden und ist zwischen de., be.den Hai- migen Zw.sehenkörpers 13 au^ mcnt_ ma^n,. ^ a

Γ ,..sehen ein /weiter rinpförmicer Zwischenkörper rem Werkstoff fest mit einem durch *^l™^\^Ml™

. mehl magnetisierbarem Werkstoff angeordnet, bindung an dem ringförmigen Korper ο ^nui| r ₍

, · !st /wischen den beiden von den Haiteflanschen 30 äußeren magnetischen Haltering 14 vernu me·

'■■wandlen Stirnseiten der Haltennee ein dritter Die beiden magnetischen Halteringe 1- und 4 »^

, -,irmiger Zw.schenkörper aus nicht maenetisicr- sen einen inneren Haltellansch 16 b/w e nc η ai -

; \m Werkstoff mit einem Radialahstand'von der ren Hal.eflansch 15 auf. die axial ™«teh«.n und ko

s nnlutterachse, der dem Radialabstand des ersten axial zur Mittelachse 4 des Spannfuttcrs %eruu uν

'■."..chenkörpers von der Achse entspricht, und mit 35 Bei der gezeigten Ausfuhrimgsform ««.^^„"^

; , wesentlichen gleicher radialer Ausdehnung wie Halteflanschen 15 und 16 ein ™&-™ψ ^J _f

, erst. Zwischenkörper angeordnet. Mit solchen schenkörper aus nicht magnetisierbarem *^™

i ,Heringen kann das magnetische Spannfutter auch angeordnet. Die Stirnflächen der Flansche 1= und

m Aufspannen von Werkstücken verwendet wer- und des Zwischenkorpe-rs 17 hegen m uncr bbu e.

Ι-, η die in ihrem Durchmesser vom Durchmesser des 40 die sich senkrecht zur Mittelachse erstreckt. Ana

, ",Η drehenden Teils verwendet werden. sen Mächen hegt die ebene Hache 18 cincwu beai

1 in \usführungsbeispid des Erfindungsgegcnstan- beitendcn Werkstückes 19 an und wird in die

- -s M nachfolgend beschrieben. Lage durch die magnetischen Kräfte gehalten

' in den Zeichnungen zeigt Wenn der Spule 5 em Magnet'sierungss,nur /u^

Fig . emen axialen Schnitt durch em spannfutter , ^^^^

^ίΐ^'ΑΪΑ Fi, 1 gezeigten Spannfut- ^L We.se durch P^^arge^.^nd. Das Ma- -r zugeordnete Magr.etfeldabtastvorrich.ung. gnetfeld durc hdnngt den ^tju^n Tc Iduvπ, l

einer ringförmigen Nut 3 versehen, die sich koaxial Luftspalt 9 und kehrt

Körper 6 ausgefüllt, der ebenso wie der stationäre 60 der Zwrschenhulse 8. ,„„ί,,,,^β 10

Teil 1 aus magnetisch leitendem Material, z. B. Die sich sehenden Teile des Spannfutters 6, 10,

Weicheisen, hergestellt ist. Der ringförmige Körper 6 und Il sind mit Bezug «»fj*«»¹?¹ ° J^

weist einen radial nach außen gerichteten Absehnitt genau gelagert und d.e Oberflac en der ν -«-hitdt

6 α auf, der in einen sich axial erstreckenden ringför- nen Bautetle sind so genau gefertigt daß die Brulc

migen Flansch «^ übergeht. Der nicht von der 6₅ der Luftspalte9 und 24 wahrend der relative Da

?pSteS eingenommene Raum der Nuti wird durch bewegung der emander W£™^J^,^^.

den rinaförmieen Körpero ausgefüllt, in dem der Spalte begrenzenden Obernachen zueinander kon

AbscSIι 6™E UfKg der Nut bedeckt und der stant bleibt. Es treten daher m dem magnetischen

Feld keine störenden Abweichungen auf. Da der Ma- scntlichen verschwindender Remanenz gibt die Abgnctisicrungsstrom der stationären Spule direkt züge- tastvorrichtung 20 ein Steuersignal ab, das zur Abführt wird, können nur Schwankungen der Netzspan- schaltung des Erregungsstroms führt. Um diesen Ab· nung die magnetische Kraft beeinflussen, die das schaltvorgang durchführen zu können, ist die Abtast-Wcrkstiick 19 auf dem Spannfutter hält. 5 vorrichtung mit einer Vormagnetisierungseinrichtung

Um eine Steuerung des Magnctisierungsstromes verschen, wie sie in der Fig.2 gezeigt ist. Diese Vor- und damit der magnetischen Kraft zu ermöglichen, magnetisierungscinrichtung besteht aus einem kleiist in dem stationären Teil eine Magnctfeldabtastvor- nen Eisenkern 21. z. B. einem dünnen Metallblech, richtung 20 vorgesehen, die in dem Flußpfad des und einer Vormagnetisierungswicklung 22, die um Magnetfeldes angeordnet ist. Diese Tastvorrichtung io die Abtastvorrichtung 20 in Form eines Zungenkann beliebiger Art sein. z. B. ein Zungen-Relais mit Relais herumgewickelt ist. Bei der Entmagnetisierung einstellbarer Empfindlichkeit. Die Abtastvorrichtung des Spannfutters wird die Vormagnctisierungswick-20 gibt Steuersignale an nicht gezeigte bekannte Vor- lung 22 über Leiter 23 mit einem Gleichstrom gerichtungen ab. die den der Spule zugeführten Magne- speist. Der Vormagnetisiemngsgleithstrom wird tisicrungsstrom in Abhängigkeit von dem Wert steu- 15 durch ein Potentiometer oder irgendeine andere pasern, auf den die Abtastvorrichtung 20 eingestellt ist; sende Einrichtung derart gesteuert, daß das die Zundamit wird die gewünschte Haltekraft eingestellt und genkontakte des Relais betätigende Vormagnetisieaufrechtcrhalten. rungsfeld dem vom Enunagnetisierungsstrom der

Um das Werkstück nach Beendigung des Arbeits- Spule S erzeugten Entmagneüsterungsfeld entgegenganges von dem Spannfutter zu lösen, wird dieses »o gesetzt gerichtet ist und eine solche Größe aufweist, entmagnetisiert, indem zusätzlich Gleichstrom durch daß das die Abtastvorrichtung 20 betätigende Gedie Magnetisierspule geschickt wird, und zwar in samtfeld in dem Augenblick den Wert Null erreicht, einer Richtung, die derjenigen der vorherangehenden in dem die Remanenz des Spannfutters im wesentli-Stromzufuhr entgegengesetzt ist. Eine Gleichstrom- chen .kich Null ist. Die Abtastvorrichtung wird nur Entmagnetisierung ist bei steuerbarem Strom einfa- »5 während der Entmagnetisierung vormagnelisiert und eher und schneller durchzuführen, als eine bekannte die Größe der Vormagnetisierung wird empirisch bc-Entmagnetisierung mittels Wechselstrom. Bei der stimmt.

darpe-uellten Ausführungsform wird die Abtastvor- Da das erfindungsgemäß ausgebildete Spannfutter richtung 20 zur Steuerung des entgegengesetzt ge- keine Feldanomalien aufweist, ist bei der Entmagncrichtcten Gleichstromes benutzt. Der Entmagnelisie- 30 tisierung durch Gleichstrom ein sicheres Betätigen rungsstrom wird in dem Augenblick abgeschaltet, in der Abtastvorrichtung in dem Augenblick gewahrleidem das Spannfutter vollständig oder im wesentli- stet, in dem die Remanenz den Wert Null erreicht, chen entmagnetisiert worden ist. Bei einem mit starken Anomalien behafteten Feld

Nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges wird könnte diese Gleichstrom-Enimagnetisierung mit

die Stromrichtung in der Magnetisterungsspule umgc· 35 Hilfe eines vormagnelisierten Zungen-Relais nicht

kehrt. Bei verschwindender Remanenz oder im we- durchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Magnetisches Spannfutter für eine Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine, mit einem stationären Teil und einem angetriebenen. sich diehenden Teil aus magnetisch leitendem Material, der innerhalb des stationären Teiles angeordnet ist und auf welchem ein magnetisierbares Werkstück durch magnetische Kräfte festgehalten wird, die von einer in das Spannfutter eingebauten und auf dem aus magnetisch leitendem Material hergestellten, stationären Teil befestigten stationären ringförmigen Spule erzeugt werden, welche Spule sich koaxial zu der Drehachse des sich drehenden Teils erstreck» und welche Spule in liner Vertiefung des stationären Teils angeordnet und so ausgebildet ist, daß sie ein magnetisches Feld erzeugt, das über Luftspalte zwischen dem stationären Teil und dem angetriebenen Teil geschlossen ist und den ;· ,etriebenen Teil, das Werkstück und den stationären Teil durchdringt, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Teil (I) eine ringförmige Nut (3) aufweist, die die Drehachse umgibt und sich koaxial ζ ί ihr erstreckt, die stationäre ringförmige Spule (5) in Berührung mit der Innenwand und dem Boden der Nut (3) angeordnet ist und der angetriebene Teil (8) ü! .' einen ringförmigen Zwischenkörper (1Oi ans nicht magnetisicrbarem Werkstoff mit einem einen idial nach außen gerichteten Abschnitt (6a) aufweisenden ringförmigen Körper (6) verbunden ist. welcher Abschnitt (6 a) die Öffnung der Nut (3) bedeckt und in einen ringförmigen Flinsch (6 6) übergeht, der in die Nut hinein vorsteht und dessen Höhe im wesentlichen der Höhe der ringförmigen Spule entspricht und dessen Seitenflächen kleine I.uftspalte mit der Außenwand der Nut und der ringförmigen Spule (5) bilden.

2. Magnetisches Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Halterii.g (14) mit einem axial gerichteten äußeren Halteflansch (15) mit dem Radialabschnitt (6 a) des ringförmigen Körpers (6) und ein innerer Haltering (12) mit einem inneren axial gerichteten Halteflansch (16) mit dem angetriebenen Teil (8) magnetisch verbunden sind und daß zwischen den beiden Halteflanschen (15, 16) ein zweiter ringförmiger Zwischenkörper (17) aus nicht magnetisierbarem Werkstoff angeordnet ist und zwischen den beiden von den Halteflanschen abgewandten Stirnseiten der Halteringe ein dritter ringförmiger Zwischenkörper (13) aus nicht magnetisierbarem Werkstoff mit einem Radialabstand von der Spannfutterachse, der dem Radialabstand des ersten Zwischenkörpers (10) von der Achse entspricht, und mit im wesentlichen gleicher radialer Ausdehnung wie der erste Zwischenkörper angeordnet ist.