DE2829146C2 - Ringförmiger Hydraulikzylinder, insbesondere zur Steuerung eines Werkstück-Spannfutters für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Hydraulikzylinder gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Derartige Hydraulikzylinder dienen beispielsweise zur Steuerung eines Werkstück-Spannfutters für Werkzeugmaschinen.

Ein Hydraulikzylinder der gattungsgemäßen Art ist aus der US-PS 39 72 537 bekannt Bei diesem Hydraulikzylinder erfolgt die Fluidzufuhr zu den Druckkammern des mit dem Spannfutter drehbaren Hydraulikzylinders über zwei Hauptleitungen, die über einen drehbaren Hydraulikanschluß und je ein Einweg-Klappenventil mit den Druckkammern verbunden sind. Die KlappenventUe sind jeweils über eine Hilfsleitung mit der stromaufwärtigen Seite des anderen Klappenventils verbunden und werden in beide Richtungen offengehalten, wenn über die zu dem anderen Klappenventil gehörende Hauptleitung Druckfluid zugeführt wird. Diese bekannte Hauptzylinder bietet ein hohes Maß an Betriebssicherheit Wenn in der Position, in der das Werkstück durch das Spannfutter der Werkzeugmaschine gespannt ist, die entsprechende Hauptleitung kein weiteres Druckfluid aufnimmt da eine Störung beliebiger Art eingetreten ist, hält das Einweg-Klappenventil, das in diese Hauptleitung eingeschaltet ist den Druck in der

entsprechenden Kammer des Zylinders aufrecht, so daß daß eine einwandfreie Funktion der Klappenventile siein unbeabsichtigtes Lösen des Werkstückes, das um so chergestellt ist und Druckmittelverluste durch die Klapgefährlichere Folgen haben könnte, je schneller es ge- penventile zuverlässig verhindert werden, so daß keine dreht wird, ausgeschaltet wird Ausgleichsbehälter erforderlich sind.

Die Ventilglieder der Einweg-Klappenventile sind 5 Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt

verschiebbar in Bohrungen engeordnet, die beiderseits sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentan-

einer Mittelöffnung des ringförmigen Hydraulikzylin- Spruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung

ders im Boden des Hydraulikzylinders ausgebildet sind sind in den Unteransprüchen angegeben,

und senkrecht -tut Achse des Zylinders und zu einer die Erfindungsgemäß werden die Einweg-Klappen ventile

Klappenventile verbindenden Längsmittelebene des io jeweils durch einen einstückigen Schieber gebildet, bei

Zylinders verlaufen. Die Ventilglieder sind in Axialrich- dem das schließende Element des Einweg-Ventils als

tung der Bohrungen, d. k, in Umfaiigsrichtung des Hy- schließmuskelertiges Element ausgebildet ist, das eine

draulikzylinders gegen einen Ventilsitz vorgespannt und radial von einer Sackbohrung des Ventilkörpers ausge-

werden mit Hilfe eines durch den Druck in der Hilfslei- hende Abzweigung der Sackbohrung verschließt Die

tung beaufschlagten Stößels, .von dem Ventilsitz abgeho- 15 schließmuskelartigen Elemente werden aufgrund ihrer

ben. Durch diese Anordnung der Klappenventile wird geringen Massenträgheit nicht durch die Bewegung des

eine Unwucht des Hydraulikzylinders weitgehend ver- Hydraulikzylinders beeinflußt, so daß die Einweg-Venti-

mieden, und die Ventilglieder der Klappenventile sind Ie dicht schließen. Andererseits wird die axiale Bewe-

der Wirkung der Zentrifugalkraft weitgehend entzogen. gung des Schiebers in die Öffnungsstellung durch die

Ein Nachteil besteht jedoch darin, daß die Position 20 schließmuskelartigen Elemente nicht ^hindert

der Ventiiglieder durch die bei Gleichlaufschwsnkun- Die Anwendung des erfindungsgei^äßen Hydrauük-

gen der Werkzeugmaschine auftretenden "rägheits- Zylinders ist nicht auf die Steuerung des Spannfutters

kräfte beeinflußt wird. Es ist daher schwierig, die Klap- für Werkstücke auf Werkzeugmaschinen beschränkt,

penventile zuverlässig abzudichten, und es sind Druck- Der Hydraulikzylinder kann beispielsweise auch zur

speicher oder Ausgleichsbehälter erforderlich, damit 25 Steuerung des Antriebs des Bohrwerkzeugs einer Bohr-

Fluidverluste beim Schließen der Klappenventile ausge- maschine, insbesondere bei senkrechten Bohrungen bei

glichen werden können. der ölsuche oder bei Bohrungen in beliebiger Richtung

Andererseits ist es aus der DE-OS 23 18 240 bekannt, im Bergbau oder in Steinbrüchen eingesetzt werden,

die Einweg-Klappenventile parallel zur Achse des Hy- Außerdem ist eine Verwendung möglich zur Steuerung

draulikzylinders in der Umfangswand eines die Achse 30 etwa der Schaltung eines Übersetzungsgetriebes und

des drehbaren Hydraulikanschlusses bildenden rohrför- allgemein in allen Fällen, in denen eine Axialkraft auf

migen Ansatzes des Bodens des Hydraulikzylinders an- eine drehbare, massive oder hohle Welle ausgeübt wer-

zuordnen. Hierdurch wird zwar der Einfluß von deich- den solL

laufschwankungen auf die Ventilglieder der Klappen- Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeiventile vermieden, es besteht jedoch der Nachteil, daß 35 spiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläuder rohrförmige Ansatz eine verhältnismäßig große ra- tert

diale Wandstärke aufweisen muß, so daß eine untere Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung im

Grenze für den Innendurchmesser des feststehenden Längsschnitt;

Teils des drehbaren Hydraulikanschlusses gesetzt ist Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1;

Dies hat sich insbesondere als störend erwiesen bei ring- 40 F i g. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-I1I in

förmigen Hydraulikzylindern zur Steuerung von Spann- F i ^. 1;

futtern von Werkzeugmaschinen, die mit hohen Dreh- F i g. 4 ist ein schematisches Schaltbild der Schaltung zahlen betrieben werden. Der Hydraulikzylinder gemäß des Hydraulikzylinders der F i g. 1 bis 3.
der DE-OS 23 18 240 umfaßt im übrigen Sammler für Der erfindungsgemäße ringförmige Hydraulikzylinhydraulisches Druckfluid, so daß der Hydraulikzylinder 45 der, der in der Zeichnung dargestellt ist, umfaßt im wenur währetid eines Spann- oder Lösongsvorganges mit sentlichen einen Zylinderkörper 1, einen ersten Zylinerhöhtem Steuerdruck versorgt zu werden braucht, derboden la, der am Ende einer nicht gezeigten hohlen während außerhalb dieser Schaltzeiten ein verringerter Spindel befestigt sein kann, die mit der Werkzeugma-Zufuhrdruck ausreichend ist Aus diesem Grunde, sind schine über Schrauben verbunden ist, die in Gewindeverhältnismäßig komplizierte und kostspielige Zufuhr- 50 bohrungen 2 (Fig. 1) eingreifen, und einen zweiten Zyeinrichtungen erforderlich. : linderboden \b, der auf der vom Zylinderkörper 1 abge-

In der FR-PS 22 41 708 wird ein Hydraulikzylinder wandten Seite einen rohrförmigen Ansatz 3 aufweise beschrieben, bei dem die KJappenventile als einstückige dessen Innendurchmesser genau denjenigen von rnitein-Schieber ausgebildet sind. Das schließende Element des ander koaxialen Mittelöffnungen der beiden Zylinder-Einweg-Ventils wird durch eine den Schieber umgeben- 55 boden la und \b entspricht Erfindungsgemäß weist der de, an der Umfangswand der den Schieber aufnehmen- rohrförmige Ansatz 3 des Zylinderbodens 1 b eine radiaden Bohrung anliegende Lippendichtung gebildet Zum Ie Stärke auf, die in bezug auf den Innendurchmesser Offenhalten des Klappenventils in beide Richtungen gering ist Ein ringförmiger Kolben 4, der auf einer rohrwird der Schieber einschließlich der Lippendichtung förmigen Hülse at^ebracht ist, ist frei verschiebbar inaxial in der Bohrung verschoben. Bei dieser Ausbildung* 60 nerhalb einer dichten Kammer, die durch den,Zylinderder Klappenventile ist zwar die Empfindlichkeit des körper 1 und die Zylinderböden la und ib begrenzt schließenden Elements gegenüber Trägheitskräften wird. Der Kolben unterteilt die Kammer i.'s zwei Abteiverringert doch tritt «ine verhältnismäßig hohe Rei- lungen A und B, die dicht gegeneinander durch eine bung auf, die die Bewegung des Schiebers behindert so ringförmige Dichtung 6 abgetrennt sind, die in eine ringdaß eine hohe Druckdifferenz zur Betätigung des Schie- 65 förmig umlaufende Nt'.t des Kolbens 4 eingesetzt ist Die bers erforderlich ist rohrförmige Hülse 5 weist einen Außendurchmesser

Der Erfindung liegt &\K. Aufgabe zugrunde, einen gat- auf, der geringfügig geringer als der Durchmesser der

tungsgemäßen Hydraulikzylinder derart zu verbessern, Öffnungen in den Zylinderböden la und \b und dem

ringförmigen Ansatz 3 ist, in denen der Kolben frei verschiebbar ist Die Hülse folgt den Verschiebungen des ringförmigen Kolbens 4, so daß auf ein nicht gezeigtes Organ nach links oder rechts in F i g. 1 ein Zug ausgeübt wird. Ein Ende dieses nicht gezeigten Organs ist beispielsweise in ein Innengewinde Sa am rechten Ende der Hülse 5 eingeschraubt, wahrend das andere Ende dieses Organs auf ein nicht gezeigtes Futter einer Werkzeugmaschine einwirkt Wenn der ringförmige Kolben 4 und di κ Hülse 5 ihre rechte, in F i g. 1 gezeigte Endstellung einnehmen, befindet sich das Futter der Werkzeugmaschine in einer Position, in der es das Werkstück freigibt, wllhrend das Werkstück eingespannt wird, wenn die Teile 4 und 5 ihre linke Endstelluug einnehmen. Ringförmige Dichtungen 6a und 6b, die in Nuten im Inneren der öffnungen des Zylinderbodens la und des Ansatzes 3 eingelegt sind, bewirken eine Abdichtung der Kammern A and S der ZySndsrkssBner.

Die Winkelverriegelung des ringförmigen Kolbens 4 in bezug auf den Zylinderkörper 1 und dessen Zylinderbttden erfolgt mit Hilfe eines Stiftes 7, dessen eines Ende senkrecht von dem ringförmigen Kolben 4 ausgeht und am diesem befestigt ist und dessen anderes Ende frei in einer Bohrung 8 im Zylinderboden la verschiebbar ist

Der rohrförmige Ansatz 3 des Zylinderbodens Xb bildet die Achse eines drehbaren Hydraulikanschlusses, dessen feststehender Teil 9 ringförmig ausgebildet ist und einen Innendurchmesser aufweist, der nur wenig größer als der Außendurchmesser des rohrförmigen Ansatzes 3 ist Die zylindrische innere Oberflache des Ringes 9 weist vier ringförmige Nuten auf. Im Mittelbereich sind die Nuten a und b vorgesehen, die Ober Kanäle, wie der Kanal Ua durch den Ring 9 hindurch mit feststehenden Rohren 10a (Fig. 1) und 106 (nicht gezeigt) verbunden sind. In der Nähe der Enden des feststehenden Ringes 9 und von Rollenlagern 12a und \2b, di« zwischen den Enden des Ringes und dem rohrförmigen Ansatz 3 liegen, befinden sich zwei Sammelnuten c und d, deren Funktion spater erläutert werden solL

Die Anordnung aus ringförmigem Hydraulikzylinder und umlaufendem Hydraulikanschluß einschließlich feststehendem Ring 9 ist im Inneren eines dichten Gehäuses 13 untergebracht, das im unteren Bereich eine Auslaßleitung 13a aufweist

Der Zylinderboden tb des Hydraulikzylinders, mit dem der rohrförmige Ansatz 3 fest verbunden ist weist eine axiale Stärke auf, die die Aufnahme von zwei Einwog-Klappen ventilen in geeigneten Bohrungen ermöglicht Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind diese Bohrungen 15a, 156, die zur Aufnahme der Klappenventile 14a, 146 dienen, auf beiden Seiten einer Mittelöffnung 06 in dem Zylinderboden 16 symmetrisch in bezug auf dessen Achse C angeordnet (F i g. 2). Die Achsen Aa und Ab der Bohrungen verlaufen senkrecht zu einer gemeinsamen Mittelebene des Hydraulikzylinders, die durch die Linie Pin F i g. 2 angedeutet ist Aufgrund dieser Anordnung sind die beiden Ventilkörper 16a und 166 (F i g. 2) der beiden Klappenventile 14a und 146, die in den Bohrungen 15a und 156 frd verschiebbar sind, der Zentrifugalkraft entzogen, die sich insbesondere dann auswirkt, wenn der Hydraulikzylinder mit einer schnell drehenden Werkzeugmaschine verbunden ist und der Zylinder des Hydraulikzylinders vollständig im Gleichgewicht steht

Hei der beschriebenen Ausführungsforni sind die Kammern der beiden Einweg-Klappenventile ebenso zylindrisch ausgebildet, wie die Bohrungen 15a und 156, in denen die Kammern gebildet und durch Stopfen 17a und 186 an den Enden abgedichtet sind. Die Ventilkörper 16a und 166 sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weisen eine Länge auf, die etwas geringer als die Länge der entsprechenden Kammer ist so daß jeder Ventilkörper, wie etwa der Ventilkörper 16a, in der Kammer der Bohrung 15a zwischen einer ersten Position auf der rechten Seite, in der der Ventilkörper 16a in F i g. 2 gezeigt ist und in einer zweiten Endposition auf der linken Seite, in der der Ventilkörper 166 in F i g. 2 dargestellt ist verschiebbar sind. Die Kammern der beiden Einweg-Klappenventile können auch prismatisch ausgebildet sein, sofern die Ventilkörper eine entsprechende Form aufweisen. Das erste, in F i g. 2 rechts gezeigte Ende der Kam-

is mern innerhalb der Bohrungen 15a oder 156 der beiden Klappenventile steht mit Hilfsleitungen in Verbindung, die zur Steuerung der öffnung der Klappenventile dienen·. B?» der beschriebenen Ausführungsform umfassen diese Hilfsleitungen Bohrungen 20a, 206, die in eine Ausnehmung der Stopfen 18a, 186 münden und gegenüber der entsprechenden Fläche der Ventilkörper 16a, 166 offen sind, sowie Bohrungen 21a und 216. die in Axialrichtung verlaufen und die im Inneren des rohrförmigen Ansatzes 3 derart ausgebildet sind, daß sie über eine nicht gezeigte radiale Bohrung mit einem engen Zwischenraum zwischen dem rohrförmigen Ansatz 3 und dem feststehenden Ring 9 in Höhe der ringförmigen Nut 6 für die Bohrung 21a und in Höhe der ringförmigen Nut a für die Bohrung 216 in Verbindung stehen.

Im Mittelbereich der Kammern 15a und 156 der beiden Klappenventile münden über wenigstens eine und beispielsweise drei öffnungen Hauptleitungen 22a und 226 bzw. deren stromaufwärtiger Abschnitt Wie in F i g. 1 gezeigt ist ist der stromaufwärtige Abschnitt der Hauptleitungen 22a oder 226 durch axiale Bohrungen hergestellt die sich in dem rohrförmigen Ansatz 3 erstrecken und mit dem engen Zwischenraum zwischen den Teilen 3 und 9 in Höhe der ringförmigen Nut a für die Hauptleitung 22a und in Höhe der ringförmigen Nut 6 für die Hauptleitung 226 in Verbindung stehen.

Der stromabwärtige Abschnitt der Hauptleitungen, bezogen auf die Klappenventile, der mit 23a und 236 bezeichnet ist mündet im Mittelbereich der entsprechenden Kammer in den Bohrungen 15a oder 156. näm- lieh in ringförmigen Nuten 24a und 246, die in bezug auf die Mündungen der stromaufwärtigen Abschnitte 22a und 226 auf der Seite des zweiten Endes links in F i g. 2 der Kammer angeordnet sind. Der stromabwärtige Abschnitt 23a der Hauptleitung des entsprechenden Klap- penventües 14a besteht aus einer Bohrung 25a, di sich in einer Ebene senkrecht zu der Achse des ringförmigen Hydraulikkolbens innerhalb des Zylinderbodens la erstreckt, sowie aus einer oder mehreren axialen Bohrungen 26a, die in der Wand des Zylinderkörpers 1 liegen und über eine seitliche Abzweigung mit der Kammer A der Zylinderkammer der F i g. 1 in Verbindung stehen. Der stromabwärtige Abschnitt 236 der Hauptleitung des Klappenventils 146 besteht dagegen lediglich aus einer Axialbohrung, die in die Kammer B der Zylinderkammer einmündet

Wie aus F i g. 2 hervorgeht weisen die Zylinderkörper 16a und 166 eine axiale Sackbohrung 27a, 276 auf, die mit dem zweiten Ende der Kammern innerhalb der Bohrungen 15a und 156 links in Fig.2 fiber geeignete bi Düsen 28a, 286 in Verbindung .stehen, ituhruiigcn 29a und 296 verbinden die Sackbohrungen 27a und 276 der Ventilkörper mit dem Teil der Kammern innerhalb der Bohrungen 15a, 156, in den der stromaufwärtige Ab-

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schnitt 22a, 226 der entsprechenden Hauptleitung mün- alternativ die Rohre 10a und 106, die die Einlasse der det Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungs- Kanäle 11a, 116 der Hauptleitungen bilden, mit der form münden die Bohrungen 29a, 296 außerhalb des Druckfluidquelle P und mit dem Behälter R in Verbinentsprechenden Ventilkörpers 16a, 166 in eine ringför- dung zu setzen sind.

mige Nut 30a, 3Oi mit geringer Tiefe, die in die äußere s Wie bereits ausgeführt wurde, ist bei der Position des

Oberfläche der Ventilkörper eingearbeitet ist ringförmigen Kolbens 4 am rechten Ende in F i g. I das

In die Umfangsfläche der Ventilkörper sind im übri- nicht gezeigte Spannfutter der Werkzeugmaschine gegen zwv; im Querschnitt V-förmige Nuten 31a und 31 6 löst, und das Signal am Ausgang des entsprechenden eingearbeitet, deren Axialposition innerhalb der ring- magnetischen Geben 356 verhindert die Einschaltung förmigen Nuten 24a und 24b in den Wänden der Boh- io des Antriebsmotors der Werkzeugmaschine. In dieser rungen 15a und 156 liegt, sofern sich der Ventilkörper Stellung ist die Kammer B der Zylinderkammer mit hy-16a und 166 in einer ersten rechten Endstellung befin- draulischen Druckfluid gefüllt, während die Kammer A det, der für den Ventilkörper 16a in F i g. 2 gezeigt ist. mit dem Behälter R verbunden ist. Die Ventilkörper i6a Am Boden dieser V-förmigen Nuten 31a münden meh- und i.66der beiden Einweg-Klappenventile 14a und 146 rere radiale Bohrungen, die von der axialen Sackboh- is nehmen ihre zweite bzw. erste Endstellung ein, die derrung 27a der Ventilkörper ausgehen. Ein Ring aus elasti- jenigen der F i g. 2 entgegengesetzt ist. Wenn ein Werkschcm Material 32a, 326, insbesondere ein Ring mit stück bearbeitet werden soll, gelangt ein Befehl an die Kreisquerschnitt, ist gegen den Boden der Nuten 31a, Einrichtung /gemäß Fig.4, so daß das Rohr 10a, das 3iσ gespannt und verschließt die radialen Bohrungen in zuvor rnii dem Schalter R in Verbindung gestanden hat, Richtung der Sackbohrungen 27a, 27b, wenn keine 20 mit der Druckfluidquelle P in Verbindung gesetzt wird Druckdifferenz zwischen dieser und den Nuten 24a, 246 und das Rohr 106 mit dem Behälter R verbunden wird, besteht Die Ringe aus elastischem Material, die nach Auf diese Weise gelangt Druckfluid durch die Leitungen Art eines Schließmuskels wirken, bilden mit den radia- und öffnungen 11a, a, 22a, 30a und 29a in die axiale len Bohrungen des Ventilkörpers ein Einwegventil. Wie Sackbohrung 27a des Ventilkörpers 16a und aus dieser aus F i g. 2 für den Veniilkörper 16a ersichtlich ist, er- 25 durch die Düse 28a in die Kammer innerhalb der Bohfolgt die Abdichtung der Kammer, die zwischen der rung 15a. Das hydraulische Druckfluid, das auf die linke ringförmigen Nut 24a in der seitlichen Wand der Boh- Seite des Ventilkörpers 16a einwirkt, verschiebt diesen rung 15a und die beiden ringförmigen Nuten 31a in dem in seine erste rechte Endposition gemäß F i g. 2. Bei die-Ventilkörper 16a gebildet wird, nach rechts durch eine ser Bewegung drückt der Ventilkörper 16a das am rech-Lippendichtung 33a und nach links durch einen O-Ring 30 ten Ende der Kammer in der Kammer in der Bohrung 34a. Wenn die Ventilkörper ihre linke Endposition ein- 15a enthaltene öl durch das Rohr 106 in den Behälter R nehmen, in der sich der Ventilkörper 166 in F i g. 2 befin- über die Bohrungen und öffnungen 20a, 21a, 6, 116. det, befindet sich die Lippendichtung 336 in Höhe der Zugleich führt der Ventilkörper 166 die entgegengeringförmigen Nut 246, und aufgrund der Form der seitli- setzte Bewegung in die zweite linke Endstellung aus, da eben Oberfläche des Ventilkörpers 166 jenseits der Lip- 35 das Druckfluid am rechten Ende der Kammer in der pendichtung besteht eine direkte Verbindung zwischen Bohrung 156 durch die öffnungen und Bohrungen 11a, dem siromabwärtigen Abschnitt 23b der entsprechen- & 20έ, 21 b eintritt

den Hauptleitung und den Mündungen des stromauf- Die beiden Ventilkörper 16a und 166 sind damit in die

wärtigen Abschnitts 226. in F i g. 2 gezeigte Endstellung gelangt, die zunächst der

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die rohr- 40 Schließung des Einweg-Klappenventils 14a und sodann

förmige Hülse 5. die den ringförmigen Kolben 4 trägt, der öffnung des Klappenventils 146 dient In dieser

außerhalb des drehbaren Hydraulikanschlusses und ins- Stellung hebt das Druckfluid, das die Axialbohrung 27a

besondere des drehbaren Ansatzes 3 verlängert, und das innerhalb des Ventilkörpers 16a ausfüllt, die elastischen

Ende der Hülse trägt einen Ring 3a oder eine Scheibe Ringe 32a ab, da sich das Fluid innerhalb der Kammer A

aus Stahl, d. h. einem ferromagnetischen Material. Auf 45 auf Atmosphärendruck befindet Das Druckfluid tritt

der anderen Seite sind zwei magnetische Geber 35a und sodann in die Kammer A durch die Leitungen 25a und

356 (siehe auch F i g. 3) im äußeren Bereich des Hydrau- 26a ein und beginnt mit der Verschiebung des ringförmi-

likzylinders über Winkel 36a, 366 befestigt, die durch die gen Kolbens 4 nach links in F i g. 1. Die Bewegung des

innere Wand einer Haube 37 abgestützt werden, die in Kolbens 4 fuhrt dazu, daß aus der Kammer B ein Teil

Verlängerung des Gehäuses 13 angeordnet ist Die Axi- so des diese ausfüllenden Hydraulikfluids herausgedrückt

alpositionen der beiden magnetischen Geber 35a und wird und durch das Rohr 106 auf folgendem Wege in

356 sind so gewählt, daß sie jeweils die Endpositionen den Behälter R gelangt: durch den stromabwärtigen

des Ringes oder der Scheibe 3a und damit des Kolbens 4 Abschnitt 236 der Hauptleitung, die direkte Verbindung

entsprechend einer Klemmung oder Freigabe des zwischen der ringförmigen Nut 246 und der üppendich-

Werkstücks durch das Futter abtasten. Bekannte, nicht 55 tung 336, die jetzt auf einer Höhe liegen, durch die

gezeigte Einrichtungen dienen zur Aufnahme der Signa- Mündung des Abschnitts 236 der Hauptleitung in die

Ie der magnetischen Geber 35a und 356, durch die Dre- Kammer innerhalb der Bohrung 156 einerseits und

hung der zugehörigen Werkzeugmaschine freigegeben durch den Reil dieser Kammer innerhalb der Bohrung

oder blockiert wird. 156, in deren Höhe sich die ringförmige Nut 306 befin-

Anschließend soll die Funktion des zuvor beschriebe- 6O det, und durch die Mündungen des stromaufwärtigen nen Hydraulikzylinders unter Bezugnahme auf Fig. 4 AbscÄnhts^Ö6derHauptleit'ung in diese Kammer andeerläutert werden. Fig.4 zeigt in vereinfachter Form die rersetts, durch die ringförmige Nut 6 und durch den verschiedenen Leitungen des Zufuhrsystems der beiden Kanal 116 im stromaufwärtigen Bereich der Hauptlei-Kammern A und B des Hydraulikzylinders unter Ver- tung.

wandung der Bezugsziffera der Fig. 1 bis 3. In F ig. 4 ist es Wenn unter der Einwirkung des in der Kammer A

mit P eine hydraulische Druckfluidquelle, mit R ein Be- eeffenden Druckfluids der ringförmige Kolben 4 in

halter für Hydraulikfluid bei Atmospharendruck und die finke Endstellung gelangt ist und gegen den Zylin-

mit / eine bekannte Einrichtung bezeichnet, durch die derböden 16 anschlägt, übt die rohrförmige Hülse 5

9 10

einen nach links in F i g. 1 gerichteten Zug auf das Steu- len Drehung des Hydraulikzylinders und des beweglierorgan des nicht gezeigten Spannfutters aus. Dies hat chen Ansatzes 3 der Drehverbindung im Inneren des zur Folge, daß das Spannfutter geschlossen wird. Da der Gehäuses 13 austritt Aufgrund dieses Unterdrucks tritt Ring oder die Scheibe 3a auf die Höhe des magne- eine geringe Menge Frischluft in das Innere des Gehäutischen Gebers 35« gelangt ist, steuert dessen Ausgangs- 5 ses 13 durch öffnungen ein, die zu diesem Zweck im signal die Einschaltung der Stromversorgung des An- oberen Bereich vorgesehen sind. Es ergibt sich daher triebsmotors der Werkzeugmaschine, wobei Vorzugs- eine Absenkung der Mitteltemperatur der einzelnen weise dafür gesorgt ist, daß die Maschine nicht gestartet feststehenden und drehbaren Bauteile innerhalb des wird, bis das Spannfutter vollständig gespannt ist Gehäuses 13.

Am Ende der Bearbeitung des Werkstückes verbindet io Die Erfindung ist nicht auf die zuvor erläuterte Ausdie Einrichtung/das Rohr 10£> mit der Druckfluidquelle führungsform beschränkt Insbesondere können die P, so daß das Druckfluid das Klappenventil 146 ver- Ventilkörper 16a und 166 der Einweg-Ventile 14a. 146 schiebt und in die Kammer B gelangt während das noch auf verschiedene Weise ausgeführt sein. Die Anzahl und unter Druck stehende Fluid innerhalb der Kammer A die Anordnung der elastischen Ringe 32a, 326, die als durch öffnung des Klappenventil 14a unter Einwir- 15 Schließmuskeln dienen, kann geändert werden. Sie kön· kung des durch die Kanäle 20a und 21a eintretenden nen durch eine oder mehrere Ein weg-Klappen bekann-Druckfluids auf Atmosphärendruck entspannt wird. Die ter Art und ähnlicher Wirkung ersetzt werden. Zusätzöffnung des Klappenventils 14a ermöglicht es. daß der lieh oder anstelle der ringförmigen Nut 30a auf der Kolben^ einen feil des in der Kammer A enthaltenen Oberfläche der Ventilkörper 16a kann eine entspre-Druckfluids durch das Rohr 10a in den Behälter R ab- 20 chende Nut in der Oberfläche der Bohrung 15a in dem gibt Kurz vor dem öffnen des Spannfutters steuert der Bereich der Mündung des stromaufwärtigen Abschnitts Geber 35b das Anhalten der Werkzeugmaschine. 22a der Hauptleitung vorgesehen sein. Die Ventilkörper

Es ist darauf hinzuweisen, daß, sobald die Spannung der Klappenventile sind generell so ausgeführt daß des Spannfutters der Verschiebung des Kolbens 4 einen dann, wenn durch den stromaufwärtigen Abschnitt der gewissen Widerstand entgegensetzt, der ausreicht daß 25 Hauptleitung oder durch die Hilfsleitung Druckfluid in der Fluiddruck in der Kammer A den Druckwert des die Kammer des Klappenventils abgegeben wird, der direkt von der Druckfluidquelle P zugeführten Fluids Ventilkörper gegen den Anschlag am ersten oder zweiannimmt das nunmehr die Axialbohrung 27a des Ventil- ten Ende der Kammer verschoben wird, und zwar in körpers 16a füllt die elastischen Ringe 32a sich wieder einer ersten Endstellung, in der der Ventilkörper wenigabsenken und die zugehörigen Einwegventile schließen. 30 stens ein Einweg-Klappenventil zwischen den beiden Es ist daher nicht unerläßlich, daß das Rohr 10a mit der Abschnitten der Hauptleitung schließt oder einer zwei-Druckfluidquelle P während der gesamten Bearbei- ten Endposition, in der der Ventilkörper eine direkte tungsdauer des Werkstücks verbunden wird, ohne daß Verbindung zwischen den beiden Abschnitten der sich daraus zugleich ein Risiko ergibt daß das Futter Hauptleitung herstellt

während der Bearbeitung gelöst wird. Folglich ist das 35

Risiko eines unbeabsichtigten Lösens des Futters wäh- Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

rend der Bearbeitung gering, und zwar auch dann, wenn Schäden an der Druckfluidquelle P oder den Verbindungsleitungen zu dem Klappenventil 14a auftreten.

Die beschriebene Ausführungsform läßt sich weiter- 40 hin wie folgt verbessern. Die äußeren ringförmigen Nuten c und d stehen über radiale Kanäle 38c und 384 die den feststehenden Ring 9 durchdringen, mit einem axialen Kanal 40 in Verbindung, der sich ebenfalls in dem Ring 9 befindet und zwar vorzugsweise in dessen 45 unterem Bereich. Ein Venturi-Rohr 41 ist im wesentlichen mit seiner Achse senkrecht angeordnet und verbindet den Kanal 40 mit der Mündung der Auslaßleitung 13a des Gehäuses 13. Ein Ringspalt 41a befindet sich zwischen der inneren Wand der Auslaßleitung 13a 50 und der äußeren Wand des Ventun-Rohrs 41.

Auf diese Weise fließt das Hydraulikfluid, das die ringförmigen Nuten a und b ausfüllt durch den engen Zwischenraum zwischen dem rohrförmigen Ansatz 3 und dem Ring 9 bis zum Ende dieses Zwischenraums, ss Dadurch werden die Lager 12a und 126 geschmiert Das überschüssige Hydraulikfluid sammelt sich in den äußeren Sammelnuten c und d, von denen aus es durch die radialen Kanäle 38c und 3Sd in den axialen Kanal 40 gelangt Sodann tritt es in den unter Atmosphärendruck eo stehenden Behälter R ein (Fig.4), und zwar durch das Venturi-Rohr 41 und die Auslaßleitung 13a des Gehäuses 13. Durch diesen Austritt des Hydraulikfluids durch das Venturi-Rohr 41 wird im Bereich des Ringspalts 41a ein Teii der in dem Gehäuse 13 enthaltenen Luft abge- 65 saugt so daß sich in diesem ein leichter Unterdruck bildet durch den verhindert wird, daß ein Dunst des Hydraulikfluids, insbesondere öl aufgrund einer schnei-

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ringförmiger Hydraulikzylinder, insbesondere zur Steuerung eines Werkstück-Spannfutters für Werkzeugmaschinen, mit einem umlaufenden HydraulikanschluB, dessen Achse durch einen rohrförmigen Ansatz eines Bodens oder eines Deckels des ringförmigen Zylinders gebildet ist, einem gleitend verschiebbar in dem Zylinder montierten ringförmi- to gen Kolben, der in dem Zylinder zwei Kammern begrenzt und gegeneinander abdichtet, zwei Hauptleitungen, die jeweils in eine der Kammern des Zy- -linders münden und in die der Hydraulikanschluß und anschließend ein Einweg-Klappenventil eingefügt ist, das durch eine zur Steuerung des Klappenventil!! dienende Hilfsleistung mit der anderen Hauptleitung stromaufwärts des zugehörigen Klappenventils verbunden ist, und mit einer Einrichtung zur akernashien und wechselweisen Verbindung der Einlasse der beiden Hauptleitungen mit einer hydraulischen Druckfluidquelle und einem unter Atmosphärendruck stehenden Behälter, bei welchem Hydraulikzylinder die beiden Einweg-Klappenventile in Bohrungen des fest mit dem rohrförmigen An- satz verbundenen Bodens derart beiderseits einer Mittelöffnung des ringförmigen Zylinders angeordnet sind, daß sie mit ihren Achsen senkrecht zu einer gemeinsamen Längsmittelebene des Zylinders verlaufen, welche Bohrungen jeweils eine zylindrische Kammer bilden, in welche die Hilfsleitungan einem ersten Ende einmündet and incüe in einem Mittelbereich ein stromaufwürtigor Abschnitt der betreffenden Hauptleitung an wenigstem ;mem ersten Punkt zwischen dem ersten Ende der Kammer und einem 3s zweiten Punkt und ein stromabwärtiger Abschnitt der Hauptleitung an dem zweiten Punkt einmünden und die einen gleitend verschiebbaren Ventilkörper des Kiappenventils aufnimmt, der bei Zufuhr von Druckfluid durch den stromaufwärtigen Abschnitt der Hauptleitung in eine erste Endstellung an dem ersten Ende der Kammer verschiebbar ist, in der der Ventilkörper wenigstens ein Einweg-Ventil in die beiden Abschnitte der Hauptleitung einschaltet, und das durch die Zufuhr von Druckfluid durch die Hilfsleitung in eine zweite Position verschiebbar ist, in der eine direkte Verbindung zwischen den beiden Abschnitten der Hauptleitung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (16a, 16b) in für sich bekannter Weise durch einen frei in der betreffenden Kammer (15a, ISb) beweglichen Schieber gebildet ist, dessen seitliche Oberfläche derart geformt ist, daß eine Verbindung zwischen wenigstens einem der ersten Punkte und dem zweiten Punkt des Mittelbereichs der Kammer (15a, 15b) besteht, wenn sich der Schieber (16a, i6b) in seiner zweiten Position befindet, in der er an dem zweiten Ende der Kammer (15a, 15b) anschlägt, an welcher Schieber eine mit dem zweiten Ende der Kammer (ISa, \5b) in Verbindung stehende Sackbohrung θο (27a, 77b) und wenigstens eine Bohrung (29a, 29b) zur Verbindung der Sackbohrung (27a, 27b) mit dem Bereich der Kammer (15a, i5b) umfaßt, in der der stromaufwärtige Abschnitt (22a, 22b) der Hauptleitung mündet, daß das Einweg-Ventil (32a, 32b) durch es wenigstens ein schließmuskelartiges Element zur Abdeckung einer Abzweigung der Sackbohrung (27a, 27b) des Schiebers (16a, 16b) gebildet ist, welche Abzweigung gegenüber der Einmündung des stromabwärtigen Abschnittes (25a, 26a, 23b) der Hauptleitung in die Kammer (15a, 15b) mündet, wenn sich der Schieber (16a, 16b) in seiner ersten Endstellung befindet, und daß die seitliche Oberfläche des Schiebers (16a, i6b) wenigstens eine erste ringförmige Dichtung (33a, 33b) trägt, die derart zwischen der Einmündung der Abzweigung der Sackbohrung (27a, 27b), der Bohrung (29a, 29b) des Schiebers (16a, 16b) und dem ersten Punkt der Kammer (15a, 15h) angeordnet ist, daß sie die direkte Verbindung zwischen den stromaufwärtigen und den stromabwärtiger. Abschnitten der Hauptleitung gestattet, wenn sich der Schieber (16a, 16b) in seiner zweiten Position befindet

2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schließmuskelartigen Elemente (32a, 32b) jeweils im wesentlichen durch einen Ring aus elastischem Material gebildet sind, der in eine ringförmige Nut (31a, 3ib), vorzugsweise mit V-Querschnitt eingespannt ist, welche Nut in der Oberfläche des Schiebers (16a, 16b) des Kiappenventils (14a, 14b) vorgesehen ist und daß am Boden der Nut mehrere radiale Abzweigungen der Sackbohrung (27a, 27b)des Schiebers (16a, 16b) münden.

3. Hydraulikzyjiader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Nut (24a, 24b) in der seitlichen Oberfläche der Kammer (15a, 15i>) des Klappenventils (14a, 14b) in Höhe der Einmündung des stromabwärtigen Abschnitts (25a, 26a, 23b)der Hauptleitung angebracht ist

4. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß auf der seitlichen Oberfläche des Schiebers (16a, 16tyeine zweite ringförmige Dichtung (34a,) auf der in bezug auf die erste ringförmige Dichtung (33a, 33b) entgegengesetzten Seite der Abzweigung der Sackbohrung (27a, 27 b) vorgesehen ist und daß die Sackbohrung (27a, 27b) mit dem zweiten Ende der Kammer (25a, 25b) über eine Düse (28a, 28b) in Verbindung steht