DE3004807C2 - Druckmittelzuführungseinrichtung für umlaufende Spannzylinder an Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

einem größeren Durchmesser angeordnet ist als seine Einlaßöffnung.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sollen die Auslaßkanäle etwa senkrecht zur Rotationsachse der Druckmittelzuführungseinrichtung verlaufen.

Zur Vergrößerung der Innenoberfläche der Kühlmitlelkanäle ist es des weiteren angebracht, in diese ein Gewinde oddgL einzuarbeiten. Zu dem nahezu gleichen Zweck kann in den Kühlmittelkanälen jeweils auch eine Wendel aus metallischem Werkstoff, z. B. Kupfer oder AJuminium, bzw. ein Drahtgeflecht od. dgl. angeordnet werden.

Ferner ist es vorteilhaft, die Kühlmittelkanäle oder die Auslaßkanäle an in das Spannzylinder-Gehäuse eingearbeitete Kanäle anzuschließen.

Durch das DE-GM 16 80 615 ist es zwar bei einer druckluftbetätigten Spannvorrichtung bekannt, die durch Reibung entstehende Wärme abzuführen, dazu ist aber ein innerhalb der Lagerstelle angeordneter Ventilator vorgesehen, durch den Kühlluft durch Kanäle, die in im Bereich der Lagerung angeordnete Bauteile eingearbeitet sind, hindurchgesaugt wird. Eine Druckmittelübertragung aus einem feststehenden Bauteil in ein rotierendes Bauteil findet hierbei nicht statt; die Spannvorrichtung mit dieser Art der Wärmeableitung ist daher mit der Erfindung nicht gattungsgleich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Druckmittelzuführungseinrichtung dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist Hierbei zeigt

F i g. 1 einen Spannzylinder mit einer angebauten Druckmittelzuführungseinrichtung im Axialschnitt und

Fig.2 eine Draufsicht auf die Druckmittelzuführungseinrichtung nach F i g. 1.

Der in F i g. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Spannzylinder besteht aus einem zyiinderförmigen Gehäuse 2, das durch einen Deckel 3 verschlossen ist, sowie einem in dieses eingesetzte und beidseitig von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben 4, dessen Kolbenstange 5 über ein nicht dargestelltes Verbindungsglied in Form einer Zugstange, die beispielsweise in ein Gewinde 6 eingeschraubt werden kann, mit einer Arbeitsvorrichtung, z. B. einem Spannfutter verbunden wird. Zur Zuführung des Druckmediums in die beiden Druckräume 7 und 8 dient jeweils eine der beiden nebeneinander angeordneten Teile einer Druckmittelzuführungseinrichtung 11, mittels der eine Überleitung des Druckmediums von einem ortsfesten Bauteil 12 in ein rotierendes Bauteil 13 zu bewerkstelligen ist.

Das ortsfest angeordnete Bauteil 12 besteht hierbei aus einem Ring 15, der mittels Wälzlager 23 auf dem als Nabe 18 ausgebildeten rotierenden Bauteil 13 drehbar gelagert ist.

In den mit einem Anschluß 16 ausgestatteten Ring 15 ist ein Kanal 17 eingearbeitet, der in einen in der Nabe 18 vorgesehenen Ringkanal 19 mündet, der über einen parallel zur Rotationsachse A verlaufenden Kanal 20 an den Druckraum 7 angeschlossen ist. Die Zuführung des Druckmittels in den Druckraum 8 erfolgt über einen Kanal 22, in den Druckmittel in gleicher Weise über einen Ringkanal 21 zuströmt.

An die Ringkanäle 19 und 21 schließt sich beidseitig ein somit von den relativ zueinander bewegten Bauteilen 12 und 13 eingeschlossener Dichtspalt 14 an, durch den Druckmittel in einem erheblichen Maße nach außen abströmt. Von einem die Druckmittelzuführungseinrichtung 11 umgebenden Gehäuse 24, das mit einem Sammelraum 25 sowie einem Anschluß 26 für eine Abflußleitung ausgestattet ist, wird das Druckmittel zwar aufgefangen, beim Durchtritt durch den Dichtspalt 14 wird aber Reibungswärme erzeugt

Um diese Reibungswärme rasch und zuverlässig abzuführen, sind in die Nabe 18 nahe dem Dichtspalt 14 bzw. in dessen Bereich gleichmäßig über den Umfang verteilte, von Kühlmittel durchströmbare Kanäle 31 eingearbeitet, die etwa parallel zur Rotationsachse A verlaufen. An die Kühlmittelkanäle 31 schließt sich an deren strömungsseitigem Ende 33 jeweils ein in den Gehäusedeckel 3 eingearbeiteter Auslaßkanal 34 an, der senkrecht zur Rotationsachse A verläuft Durch die Zentrifugalkraft der in den Auslaßkanälen 34 vorhandenen, nach außen bewegten Luftsäulen wird somit bei Rotation in den Kühlmittelkanälen 31 ein Unterdruck erzeugt, durch den ständig eine große Luftmenge durch die Einlaßöffnung 32 angesaugt wird, so daß eine sofortige Abführung der im Bereich des Dichtspaltes 14 insbesondere in dem rotierenden Bauteil 12 anfallenden Wärme gewährleistet ist.

Um die Innenoberfläche der Kühlmittelkanäle 31 zu vergrößern, kann in diese ein Gewinde 35 eingearbeitet werden; es kann aber auch in diese eine Wendel aus metallischem Werkstoff, z. B. Aluminium oder Kupfer, bzw. ein Drahtgeflecht 36 eingelegt werden, um die anfallende Wärme von der Nabe 18 aufzunehmen und an den Kühlmittelstrom abzugeben. Durch die Kühlmittelkanäle 31 kann nicht nur Luft selbsttätig hindurchgesaugt werden, sondern diese Kanäle können selbstverständlich auch an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden.

Wird die Druckmittelzuführungseinrichtung 11 — wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel — unmittelbar an einen Verbraucher angebaut, ist es angebracht, die Kühlmittelkanäle 31 oder die Auslaßkanäle 34 an in das zylindrische Gehäuse 2 eingearbeitete Kanäle 37 anzuschließen, um gleichzeitig die in dem Spannzylinder 1 anfallende Wärme mit abzuführen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 des Druckmediums und der Reibung der Bauteile anein- Patentansprüche: ander, mitunter eine sehr hohe Wärmeentwicklung unumgänglich ist, durch die die Bauteile sowie das Druck-

1. Druckmittelzuführungseinrichtung für umlau- medium oftmals in unzulässiger Weise aufgeheizt werfende Spannzylinder an Werkzeugmaschinen, bei 5 den.

der das Druckmittel aus einem ortsfesten Bauteil in Das die Druckmittelzuführungseinrichtung umgebenein in dieses eingreifendes rotierendes Bauteil zu- de Gehäuse ist zwar, um die anfallende Wärme abzufühführbar ist und die beiden Bauteile einen Dichtspalt ren, mit Kühlrippen versehen, diese Maßnahme ist jeeinschließen, dadurch gekennzeichnet, doch nicht ausreichend, da insbesondere der Wärmedaß in dem rotierenden Bauteil (13) im Bereich des io Übergang von dem rotierenden Bauteil in das mit dem Dichtspaltes (14) etwa parallel zu diesem verlaufen- Gehäuse verbundene, feststehende Bauteil ungünstig de und vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang ist Auch ist die räumliche Entfernung von dem Dichtverteilte, von Kühlmittel durchströmbare Kanäle spalt, in dessen Bereich die Erhitzung erfolgt, und den (31) angeordnet sind, deren Auslaßöffnungen auf ei- Kühlrippen groß, so daß eine ausreichende Wärmeabnem größeren Durchmesserbereich liegen als ihre 15 führung nicht gewährleistet ist. Da von dem rotierenden Einlaßöffnungen. Bauteil nahezu keine Wärme abgeleitet wird, verklei-

2. Druckmittelzuführungseinrichtung nach An- nert sich während des Betriebes, aufgrund der größeren Spruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Ausdehnung des rotierenden Bauteils, die Höhe des Kühlmittelkanäle (31) an deren strömungsseitigem Dichtspaltes. Dieser muß jedoch für den Dauerbetrieb Ende jeweils ein Auslaßkanal (34) anschließt, dessen 20 ausgelegt werden; bevor somit die ineinander gelager-Auslaßöffnung auf einem größeren Durchmesser an- ten Bauteile nicht die Betriebstemperatur erreicht hageordnet ist als seine Einlaßöffnung. ben, ist es nicht möglich, das rotierende Bauteil und den

3. Druckmittelzuführungseinrichtung nach An- mit diesem verbundenen Verbraucher mit voller Drehspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaß- zahl anzutreiben. Eine Anfahrzeit muß demnach, um ein kanäle (34) etwa senkrecht zur Rotationsachse (A) 25 Fressen zu vermeiden, in Kauf genommen werden. Der der Druckmittelzuführungseinrichtung (11) verlau- Dichtspalt könnte zwar, um dies zu vermeiden, in seiner fen. Höhe entsprechend groß bemessen werden, dadurch

4. Druckmittelzuführungseinrichtung nach einem würde aber eine sehr große Druckmittelmenge abströder Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß men.

zur Vergrößerung der Innenoberfläche der Kühlmit- 30 Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Druckmitteltelkanäle (31) in diese ein Gewinde (35) od. dgl. ein- Zuführungseinrichtung der vorgenannten Gattung dergearbeitet ist art zu verbessern, daß diese Nachteile nicht auftreten,

5. Druckmittelzuführungseinrichtung nach einem d. h„ es soll erreicht werden, daß die im Bereich des der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtspaltes anfallende Wärme sofort und zuverlässig in den Kühlmittelkanälen (31) jeweils eine Wendel 35 abgeführt wird und daß bei einer Inbetriebnahme der aus metallischem Werkstoff bzw. ein Drahtgeflecht Druckmittelzuführungseinrichtung diese sofort mit vol-(36) od. dgl. angeordnet ist ler Drehzahl gefahren werden kann, ohne daß Betriebs-

6. Druckmittelzuführungseinrichtung nach einem störungen auftreten.

der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Gemäß der Erfindung wird dies bei einer gattungsge-

an die Kühlmittelkanäle (31) oder die Auslaßkanäle 40 mäßen Einrichtung dadurch erreicht, daß in dem rotie-

(34) in das Spannzylinder-Gehäuse (2) eingearbeite- renden Bauteil im Bereich des Dichtspaltes etwa paral-

te Kanäle (37) angeschlossen sind. IeI zu diesem verlaufende und vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilte, von Kühlmittel durch-

strömbare Kanäle angeordnet sind, deren Auslaßöff-

45 nungen auf einem größeren Durchmesserbereich liegen

als ihre Einlaßöffnungen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmittelzu- Aufgrund der Ausführung der Druckmittelzufühführungseinrichtung für umlaufende Spannzylinder an rungseinrichtung gemäß der Erfindung ist es mit einfa-Werkzeugmaschinen, bei der das Druckmittel aus einem chen Mitteln möglich, die im Bereich des Dichtspaltes ortsfesten Bauteil in ein in dieses eingreifendes rotieren- 50 anfallende Wärme rasch abzuführen. Das rotierende des Bauteil zuführbar ist und die beiden Bauteile einen Bauteil wird somit in bezug auf das feststehende Bauteil Dichtspalt einschließen. weder bei Inbetriebnahme noch nach längerer Betriebs-Eine Druckmittelzuführung dieser Gattung ist durch zeit der Druckmittelzuführungseinrichtung mehr aufgedas DE-GM 7917 739 bekannt. Zur Überleitung des heizt als üieses und dehnt sich somit auch nicht schneller Druckmediums aus dem ortsfest angeordneten Zufüh- 55 aus; der Dichtspalt wird nach Inbetriebnahme demnach rungsring in eine in diesen eingreifende Nabe ist in diese nicht kleiner, sondern vielmehr geringfügig größer, da ein zu dem Verbraucher führender Kanal eingearbeitet, das nicht unmittelbar gekühlte feststehende Bauteil in der an einen in dem Zuführungsring vorgesehenen, um- kurzer Zeit eine gewisse Betriebstemperatur annimmt laufenden und mit der Druckmittelzuführungsleitung Ein Fressen der ineinander gelagerten Bauteile ist somit verbundenen Ringkanal angeschlossen ist. An diesen 60 ausgeschlossen. Vor allem aber ist von Vorteil, daß die Ringkanal schließt sich beidseitig ein somit zwischen erfindungsgemäß ausgebildete Druckmittelzuführungsden relativ zueinander bewegten Bauteilen angeordne- einrichtung sofort mit hoher Drehzahl in Betrieb geter Dichtspalt an, aus dem bei einer Druckmittelzufüh- nommen werden kann und daß keine Anlaufzeiten notrung Druckmedium austritt. Da beide Bauteile mit ei- wendig sind.

nem gewissen Spiel ineinander zu lagern sind, um War- 65 Zweckmäßig ist es bei der erfindungsgemäß ausgebil-

medehnungen auszugleichen, ist die Menge des abströ- deten Druckmittelzuführungseinrichtung, an die Kühl-

inenden Mediums erheblich. Vor allem aber ist von mittelkanäle an deren stirnseitigem Ende jeweils einen

Nachteil, daß hierbei, bedingt durch die viskose Reibung Auslaßkanal anzuschließen, dessen Auslaßöffnung auf