DE2148919A1 - Betaetigungsvorrichtung zur betaetigung der spannzange bzw. des spannfutters einer arbeitsspindel - Google Patents

Description

DR.-INQ. DIPU.-INO. M. SC. DIPL.-PHYS. OR. DIPL.-PHYS.

HÖGER-STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Index-Werke KG Hahn & Tessky 73 Esslingen, Plochinger Str. 92

Betätigungsvorrichtung zur Betätigung der Spannzange bzw. des Spannfutters einer Arbeitsspindel

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung des durch eine Spannzange bzw. ein Spannfutter gebildeten Spannmechanismus einer Arbeitsspindel, mit einem koaxial zur Arbeitsspindel angeordneten und mit dieser umlaufenden Spannzylinder, dessen Kolben zur Betätigung des Spannmechanismus mit einem innerhalb der Arbeitsspindel axial verschiebbar angeordneten Druck- bzw. Zugrohr zusammenwirkt.

Im Drehmaschinenbau finden üblicherweise Betätigungsvorrichtungen der gattungsgemässen Art an Arbeitsspindeln Verwendung. In der Hauptsache baut man hierbei diese Betätigungsvorrich-

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tungen an das Hinterende von Arbeitsspindeln an; es ist jedoch auch bekannt, eine derartige Vorrichtung mit einem Spannfutter zu kombinieren, und dieses Aggregat am Vorderende einer Arbeitsspindel vorzusehen. In beiden Fällen wird für die Unterbringung der Betätigungsvorrichtung sehr viel Platz benötigt, wobei sich durch den. durch die Betätigungsvorrichtung gebildeten Anbau ein erhöhtes Schwungmoment ergibt. Der erwähnte Spindelanbau schafft überdies Unwuchtprobleme, die sich wiederum nachteilig auf die Spindellagerung auswirken und erhöhte Genauigkeit bei der Fertigung der Lager erfordern. Bei Betätigungsvorrichtungen, die am Hinterende von Arbeitsspindeln angebaut sind, ist dabei der Spannzylinder in einem feststehenden Gehäuse untergebracht, über welches diesem das Drucköl zugeführt wird. Hierbei ist nicht zu vermeiden, dass aus dem zwischen dem feststehenden Gehäuse und dem umlaufenden Spannzylinder.vorhandenen Ringspalt Lecköl austritt, das aufgefangen und abgeleitet werden muss, wobei das erwähnte Gehäuse eine zusätzliche Lagerung erfordert, die wiederum zu einer grösseren Wärmeerzeugung führt.

Bei am Vorderende von Arbeitsspindeln vorgesehenen Betätigungsvorrichtungen sind im wesentlichen die gleichen Nachteile in Kauf zu nehmen, wobei sich insbesondere ein grosser Platzbedarf innerhalb des Arbeitsraumes zu deren Unterbringung nachteilig auswirkt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der gattungsgemässen Art zu schaffen, durch deren konstruktive Gestaltung und Anordnung die vorerwähnten Nachteile der bekannten Betätigungsvorrichtungen wirksam vermieden werden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Spannzylinder auf der Arbeitsspindel zwischen den dieselbe im Spindellagergehäuse lagernden Lagern drehfest und axial unverschiebbar angeordnet ist und dass der Kolben des Spannzylinders, eine Schiebebuchse bildend, auf der Arbeitsspindel verschiebbar angeordnet ist und, deren Mantel durchgreifend, mit dem Druck- bzw. Zugrohr zusammenwirkt.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Betätigungsvorrichtung zwischen den Lagern der Arbeitsspindel innerhalb des Spindellagergehauses wird an der Maschine kein zusätzlicher Raum zu deren Unterbringung benötigt. Ausserdem bewirkt diese Anordnung eine im wesentlichen gleichmässige Belastung der Arbeitsspindellager. Ausserdem kann aufgrund des Einbaues der Vorrichtung in das Spindellagergehäuse auf ein spezielles Vorrichtungsgehäuse verzichtet werden. Des weiteren ist es möglich, das Schwungmoment der Arbeitsspindel a\if ein Kleinstmass zu beschränken. Ferner lässt sich durch die unmittelbare Anordnung von Spannzylinder und Kolben auf der Arbeitsspindel die Unwucht derart beherrschen, dass sie keine Auswirkung auf die Lebensdauer der Spindellager haben kann. Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Betätigungsvorrichtung wird zudem eine grössere Wärmeerzeugung vermieden und schliesslich können Leckölverluste unbeachtet bleiben, da das Lecköl direkt in die Wanne des Spindellagergehauses abläuft.

Eine besonders vorteilhafte Wirkverbindung zwischen Kolben und Spannmechanismus wird gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch ermöglicht, dass der Kolben an seinem Innenumfang mindestens zwei, vorzugsweise drei jeweils einen Längsschlitz der Arbeitsspindel durchgreifende und mit dem Druckbzw. Zugrohr zusammenwirkende Mitnahmeglieder aufweist.

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Die Verbindung des mit der Arbeitsspindel umlaufenden Spannzylinders mit der Druckmediumquelle lässt sich schliesslich besonders vorteilhaft dadurch bewerkstelligen, dass jeder Druckkammer des Spannzylinders ein auf einer entsprechenden Gleitfläche des Spannzylinders hydrostatisch gelagerter, feststehender Gleitring zugeordnet ist, die einerseits mit einer in eine Innenumfangsnut mündenden Verbindungsleitung der Druckmediumquelle in Verbindung stehen und andererseits in die Innenumfangsnut Verteilerbohrungen des Spannzylinders einmünden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt eines Spindellagergehäuses mit eingebauter Spindel, auf der gleichfalls im Längsschnitt eine Betätigungsvorrichtung angeordnet ist,

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Linie 2-2 der Fig. 1.

Mit 10 ist als Ganzes ein Spindelkasten einer Drehmaschine bezeichnet, in welchem eine als Ganzes mit 12 bezeichnete Arbeitsspindel in entsprechenden Lagern 14 bzw. 16 drehbar gelagert ist. Mit 18 ist deren Spindelkopf bezeichnet, in welchem in an sich bekannter Weise eine Spannzange 20 angeordnet ist, die über ein axial verschiebbares Druckrohr 21 betätigt wird. Der Spindelkasten 10 bildet gleichzeitig einen Getriebekasten des für den Spindelantrieb dienenden Getriebes. Für

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den Spindelantrieb trägt die Arbeitsspindel ein Stirnrad 22, das mit einem Stirnrad 24 des Getriebes kämmt.

Zur Axialverstellung des Druckrohres 21 zum Spannen eines Werkstückes bzw. einer Werkstoffstange dient eine als Ganzes mit 26 bezeichnete Betätigungsvorrichtung, die gemäss Fig. 1 zwischen den beiden Spindellagern 14,16 auf der Arbeitsspindel angeordnet ist. Diese Betätigungsvorrichtung weist einen auf dem Mantel der Arbeitsspindel drehfest und axial unverschiebbar angeordneten Spannzylinder 28 auf, dessen Drehsicherung mittels einer Passfeder 30 und dessen axiale Sicherung mittels eines auf der Arbeitsspindel angeordneten Distanzrohres 32 bewerkstelligt ist f das- sich einerseits an der einen·Stirnseite des Spannzylinders und andererseits an einem Bund 34 des Stirnrades 22 abstützt.

Innerhalb des Spannzylinders ist ein als Schiebebuchse ausgebildeter Kolben 36 verschiebbar angeordnet, der mittels Dichtringen 38 druckdicht am Aussenumfang der Arbeitsspindel verr schiebbar geführt ist. Ein weiterer Dichtring 40 am Aussenumfang des Kolbens dient zur druckdichten Trennung der beiden Druckkammern 42 bzw. 44 des Spannzylinders. An beiden Stirnenden des Zylinders 28 sind zylindrische Umfangsflächen 46 angeformt, die als Gleitflächen für jeweils einen auf diesen hydrostatisch gelagerten Gleitring 48 dienen. Diese Gleitringe weisen an ihren beiden Stirnringflächen jeweils einen Ringbund 50 bzw. 52 auf, wobei sie mit dem einen Ringbund 52 an einer Stirnringfläche des Spannzylinders und mit dem anderen Ringbund 50 an jeweils einem auf eine der Stirnseiten des Spannzylinders aufgeschraubten Deckel 54 anliegen bzw. diesen gleitend berühren. Diese beiden Gleitringe 48 sind-mit einer zusammen mit den Laufflächen jeweils einen Ringkanal 56 definierenden Innenumfangsnut ausgestattet, in die gemäss

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Fig. 2 eine Verbindungsleitung 58 einmündet, die ihrerseits mit einem Hydraulikaggregat der betreffenden Drehmaschine in Verbindung steht. Jedem Gleitring sind ausserdem im Spannzylinder angeordnete Verteilerbohrungen 60 zugeordnet, die sowohl mit dem .jeweiligen Ringkanal 56 als auch mit einer der beiden Druckkammern 42 bzw. 44 in Verbindung stehen. Die Drehsicherung der auf den Laufflächen des Spannzylinders hydrostatisch gelagerten Gleitringe 48 ist jeweils mit Hilfe eines Gewindestiftes 62 bewerkstelligt, der in einer Zwischenwand 64 des Spindel-.kastens eingeschraubt ist und in eine Umfangsausnehmung 66 der Gleitringe eingreift (siehe Fig. 2).

Zur Betätigung der Spannzange 20 dient, wie bereits erwähnt, beispielsweise das innerhalb der Arbeitsspindel axial verschiebbar angeordnete Druckrohr 21. Anstelle eines solchen Druckrohres kann auch, wie in.Fig. 1 angedeutet ist, ein an sich bekanntes Zugrohr 70 zur Betätigung eines Spannfutters 23 vorgesehen sein. Zur Betätigung eines derartigen Zug-;oder Druckrohres weist nun der Kolben 36 an seinem Innenumfange beispielsweise drei in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnete bolzenförmige Mitnahmeglieder 72,74,76 auf, die sowohl den Kolben als auch denMantel der Arbeitsspindel radial durchdringen, indem sie jeweils einen entsprechenden Längsschlitz 78 der Arbeitsspindel durchgreifen und mit ihrem freien Ende in diese hineinragen. Die Stellung der Mitnahmeglieder innerhalb des Kolbens ist durch einen an deren äusserem Ende angeformten Bund 80 fixiert, der an einer entsprechenden ringförmigen Gegenfläche des Kolbens anliegt. Die Mitnahmeglieder sind durch einen gemeinsamen, jeweils in eine im Bund angeordnete Nut eingreifenden Sprengring 82 gegen radiales Verstellen im Kolben und gegen Verdrehen gesichert. Die Mitnahmeglieder weisen an ihrem inneren Ende einander gegenüberliegende Abflachungen 84 auf und mit einer dieser Abflachung liegen sie

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an der Stirnringfläche des Druckrohres 21 an. Im Falle einer Futterspannung werden die Mitnahmeglieder zwischen Druckrohr 21, Zugrohr 70 und Flansch 86 verspannt, (s. Fig. 1).

Wird der Kolben 36 mit Drucköl beaufschlagt und relativ zur Arbeitsspindel axial verstellt, so verstellen sich die Mitnahme-glieder ebenfalls in die entsprechende Richtung, wobei sie das Zug- bzw. Druckrohr mitnehmen und damit die Betätigung der Spannzange 20 bzw. eines Spannfutters 23 zum Festspannen eines Werkstückes bzw. einer Werkstoffstange bewirken.

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Claims (4)

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   Patentansprüche :

   Betätigungsvorrichtung zur Betätigung des durch eine Spannzange bzw. ein Spannfutter gebildeten Spannmechanismus einer Arbeitsspindel, mit einem koaxial zur Arbeitsspindel angeordneten und mit dieser umlaufenden Spannzylinder, dessen Kolben zur Betätigung des Spannmechanismus mit einem innerhalb der Arbeitsspindel axial verschiebbar angeordneten Druck- bzw. Zugrohr zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannzylinder (28) auf der Arbeitsspindel (12) zwischen den dieselbe im Spindellagergehäuse (10) lagernden Lagern (14,16) drehgesichert und axial unverschiebbar angeordnet ist und dass der Kolben (36) des Spannzylinders (28), eine Schiebebuchse bildend, auf der Arbeitsspindel (12) verschiebbar angeordnet ist und, deren Mantel durchgreifend, mit dem Druckbzw. Zugrohr (21) bzw. (70) zusammenwirkt.
2. 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (36) an seinem Innenumfang mindestens zwei, vorzugsweise drei jeweils einen Längsschlitz

   " (78) der Arbeitsspindel (12) durchgreifende und mit dem Druck- bzw. Zugrohr (21) bzw. (70) zusammenwirkende Mitnahmeglieder (72,74,76) aufweist.
3. 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Mitnahmeglieder den Kolben (36) radial durchdringende und in Achsrichtung verstellbare Bolzen

   . (72,74,76) dienen, deren Stellung innerhalb des Kolbens durch einen Bund (80) fixiert ist und die mittels eines

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   gemeinsamen, in eine Nut des Bundes (80) eingreifenden Sprengringes (82) im Kolben gegen radiales Verstellen gesichert sind.
4. 4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung von Druckmedium in die beiden Druckkammern (42,44) des Spannzylinders (28) je Druckkammer über einen auf einer entsprechenden Gleitfläche (46) des Spannzylinders hydrostatisch gelagerten Gleitring (48) erfolgt, die einerseits über eine in einen Ringkanal (56) mündende Verbindungsleitung (58) mit der Druckmediumquelle in Verbindung stehen und in deren Innenumfangsnut andererseits Verteilerbohrungen (60) des Spannzylinders einmünden.

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