DE3028903C2 - Umlaufender Druckmittel-Hohlspannzylinder - Google Patents

Description

und gattungsmäßig andersartigen Bauprinzips ist die dortige Anordnung für einen Betrieb bei hohen Drehzahlen nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen umlaufenden Druckmittel-Hohlspannzylinder der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der mit einfachen konstruktiven Mitteln eine zuverlässig metallkontaktfreie Führung der Ventilhülse zur Umsteuerung des Spannzylinders ermöglicht

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Durch die beidseitig koaxiale, völlig zentrische Druckmittelbeaufschlagung des Ringkolbens entfällt jeder außermittige Kraftangriff auf den Ringkolben bei seiner Verschiebung. Das gesonderte Druckmittel-Anschlußgehäuse mit dem Druckmittelanschluß gewährleistet, da3 auch von dort her keine Querkräfte auf den Ringkolben einwirken können. Im Verhältnis zu der hier kurz zu haltenden Gesamtlänge der Dichtspalte, die der Ringkolben gegenüber dem hohlzyÜKdrischen Ansatz hat, ergibt die außenseitig demgegenüber nennenswert langer zu haltende axiale Führung des Ringkolbens an dem gesonderten Druckmittel-Anschlußgehäuse einen besonders einwandfrei zentrisch geführten Lauf des Ringkolbens. Auch bei sehr schnell umlaufenden Hohlspannzylindern ist hierdurch eine verkantungssichere und damit metallkontaktfreie Verschiebung des Ringkolbens gewährleistet, wobei die Dichtspalte jederzeit einwandfrei erhalten bleiben.

Der einfache konstruktive Aufbau ergibt sich daraus, daß eine gesonderte, außerhalb der Drehmitte des Spannzylinders liegende Betätigungseinrichtung für die Ventilhülse nicht erforderlich ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen eines derartigen Druckmittel-Hohlspannzylinders sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Druckmittel-Hohlspannzylinders wird nachstehend unter Bezugnahme auf di ;· Zeichnung näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen derartigen Druckmittei-Hohlspannzylinder. Der Druckmittel-Hohlspannzylinder hat ein Zylindergehäuse 1, das koaxial mit der umlaufenden Spindel einer Werkzeugmaschine drehfest verbunden ist und mit dieser Spindel umläuft. Der in dem Zylindt,-gehäuse geführte Spannkolben 2 ist über ein Zugrohr mit dem zu betätigenden Spannzeug verbunden. Mit dem Zylindergehäuse 1 ist koaxial ein hohlzylindrischer Ansatz 3 fest verbunden, in den Druckmitiel-Zuführungskanäle 4 und 5 eingearbeitet sind. Es sind dabei jeweils mehrere achsparallele Kanalgruppen vorgesehen, um auf kleinem Raum einen ausreichenden Strömungsquerschnitt zu haben. Die Gruppe der Druckmittel-Zuführungskanäle 4 führt zu der Spannzylinderkammer 6 auf der einen Seite des Spannkolbens 2, die Gruppe der Druckmittel-Zuführungskanäle 5 fuhrt zu der Spannzylinderkammer 7 auf der anderen Seite des Spannkolbens 2. Der große Strömungsquerschnitt ermöglicht ein schnelles Verschieben des Spannkolbens 2.

Um nicht eine Vielzahl von Querbohrungen zu den Druckmitlei-Zuführungskanälen der Kanalgruppen vorsehen ku müssen, sind Ringkanäle vorgesehen, wobei ein Ringkanal 8 alle Druckmittel-Zuführungskanäle 4 und ein Ringkarral '9 alle Druckmittel-Zuführungskanäle 5 anschneidet und zusammenfaßt.

Der hohlzylindrische Ansatz 3 trägt ein gesondertes Druckmittel-Anschlußgehäuse 12, das undrehbar gehallen ist und koaxial auf dem Ansatz 3 fixiert ist. In ihm ist der hohlzylindrische Ansatz 3 koaxial mittels Kugellagern 10 und 11 drehbar angeordnet In dem Druckmittel-Anschlußgehäuse 12 ist eine Ventilhülse, die als Ringkolben 13 ausgebildet ist, axial verschieblich, jedoch undrehbar geführt Gegenüber dem hohlzylindrischen Ansatz 3 muß der Ringkolben 13 metallberührungsfrei sein. Hierzu bildet er gegenüber dem hohlzylindrischen Ansatz 3 zwei Dichtspalte, die möglichst

ίο kleinflächig gehalten sind. Im vorliegenden Fall bildet jeweils der in Längsachsenrichtung gesehene Abstand zwischen den Ringkanälen 8 und 9 die Dichtspaltenlänge, und diese Abstände können hier auf ein Mindestmaß gebracht werden, weil der Ringkolben 13 außenseitig in dem Druckmittel-Anschlußgehäuse 12 geführt ist Hier steht eine große Führungslänge zur Verfügung, die in jedem Fall größer gehalten werden kann als die Summe der Dichtspaltlängen.

In dem Ringkolben 3 ist außenseitig, zum Druckmittel-Anschlu&gehäuse 12 hinweisend, ein Ringkanal 14 vorgesehen, der so breit ist. daß er übif den Gesamthub des Ringkolbens 13 immer in freier Verbindung zu dem in dem Druckmittel-Anschlußgehäuse 12 vorgesehenen Druckmittelanschluß 15 für die Spannkolbenumsieuerung bleibt In dem Ringkolben 13 sind ferner mehrere mit dem Ringkanal 14 verbundene Radialkanäle 16 vorgesehen, die in der einen Endstellung des Ringkolbens 13 die Druckmittel-Zuführungskanäle 4, in der anderen Endstellung des Ringkolbens 13 die Druckmittel-Zuführungskanäle 5 jeweils über die Ringkanäle 8 bzw. 9 mit Druckmittel speisen können. Zwei beidseitig des Ringkolbens 13 vorgesehene ringförmige Kammern 17 und 18 in dem Druckmittel-Anschlußgehäuse 12 werden ebenfalls über vorgesehene Druckmittelanschlüsse 19 und 20 mit Druckmittel zur Steuerung des Ringkolbens 13 gespeist, der somit beidseitig koaxial und völlig zentrisch mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Hierdurch und durch die koaxiale langflächige Führung des Ringkolbens ohne jedweden Querkraft- und Kippmomenteneinfluß, bleiben in jeder Betriebsphase die kleinen Die! ispalte zwischen dem Ringkolben 13 und dem hohlzylindrischen Ansatz 3 aufrechterhalten, d. h. die metallberührungsfreie Führung des Ringkolbens 13 ist gewährleistet. Das durch die Dichtspalte abströmende Lecköl läuft über schmale Sammelkanäle und einen Leckölanschluß 21 in den Druckmittelbehälter zurück.

Die Funktionsweise des Druckmittel-Hohlspannzylinders sei kurz im Zusammenhang beschrieben. Wird über den Druckmittelanschluß 20 steuerndes Druckmittel zugeführt, bewegt sich der Ringkolben 13, gesehen auf die Zeichnung, in die linke Endstellung. In dieser Stellung fließt Druckmittel durch den Druckmittelanschluß 15, den Ringkanal 14, die Radialkanäle 16, den Ringkanal 8 und die Druckmittel-Zuführungskanäle 4 in die vordere Kamm? r 6 im Zylindergehäuse \. Hierdurch wird der Spannkolben 2 nach links in die vom Spannzeug vorgegebene Spannstellung bewegt, während das aus der Kammer 7 des Zylindergehäuses 1 verdrängte Druckmittel über uie Druckmittel-Zuführungskanäle 5 und den Ringkanal 9 austritt, sich mit dem Lecköl vereinigt und durch den Leckanschluß 21 in den Druckmittelbehälter zurückfließt. Bei einer Umsteuerung des Ringkolbens 13 geschehen die Vorgänge entsprechend umgekehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Umlaufender Druckmittel-Hohlspannzylinder mit einem mit der umlaufenden Spindel einer Werkzeugmaschine verbundenen Zylindergehäuse, in dem ein mit dem zu betätigenden Spannzeug verbundener Spannkolben geführt ist und mit dem ein hohlzylindrischer Ansatz koaxial fest verbunden ist.

Zuführungskanäle vorgesehen sind, sowie mit einer mit dem Ansatz zwei Dichtspalten bildenden, druckmittelbeaufschlagten, axial verschieblichen, nicht-

len sind bei derartigen Hohlspannzylindern kleinflächige DichtsteUen ohne metallische Berührung zwischen dem feststehenden und dem umlaufenden Bereich des Spannzylinders. Bei einem bekannten Hohlspannzylinder der gattungsgemäßen Art (DE-PS 23 34 940) hat man versucht, diese Voraussetzungen dadurch zu schaffen, daß sie auf dem hohlzylindrischen Ansatz axial verschieblich geführte Ventilhülse in Form eines Schiebers arbeitet, wobei die Dichtspalte so ausgebildet sind, daß

in dein zu den Kammern des Hohlspannzylinders io es zu einer radialen Selbstzentrierung zur Vermeidung beidseitig des Spannkolbens führende Druckmittel- eines metallischen Kontaktes kommen solL Abgesehen

von dem dort in bezug auf die axjale Verschiebung ungünstigen Verhältnis von Ventilhülsenlänge zur Ventilhülsenbohrung, insbesondere bei Hohlspannzylindern

umlaufenden Ventilhülse und einem nichtumlaufen- 15 mit großer durchgehender Bohrung, ist dort zum axiaden, den Ansatz umgebenden Druckmittel-An- len Verschieben der Ventilhülse an dieser ein Mitnehschlußgehäuse, mit dem die beiden Kammern des merarm befestigt, der mit der Kolbenstange eines zu-Hohlspannzylinders zur Umsteuerung des Spann- sätzlichen, an der Werkzeugmaschine angeordneten kolbens wahlweise durch die Ventilhülsenverschie- Hilfszylinders fest verbunden ist, über den die Hülsenbung verbindbar sind, dadurch gekenn- 20 verschiebung erfolgt Hieraus resultiert eine Uberbez e i c h η ei, daß die Ventilhülse als beidseitig ko- Stimmung der Führung der Ventilhülse auf dem führenaxial mit Druckmittel beaufschlagbarer Ringkolben den hohlzylindrischen Ansatz. Wenn die Ventilhülse (13) ausgebildet ist, der außenseitig in dem Druck- über ihren gesamten Axialhub auf dem hohlzylindrimittel-Anschlußgehäuse (12) axial verschieblich ge- sehen Ansatz zentrisch von dem Kolben des Hilfszylinführt ist, das seinerseits auf dem hohlzylindrischen 25 ders geführt wird, wäre die selbstzentrierende, hydro-Ansatz (3) axial fixiert ist statische Wirkung der Dichtspalte überflüssig. In der

2. Hohlspannzylinder nach Anspruch 1, dadurch Praxis sind derartig?, Anforderungen as< die Führungsgekennzeichnet, daß in dem Druckmittel-Anschluß- genauigkeit eines Verschiebemechanismus unerfüllbar, gehäuse (12) beidseitig des Ringkolbens (13) zu des- insbesondere wenn man bedenkt, daß bei derartigen sen Umsteuerung ringförmige Kammern (17; 18) ge- 30 Dichtspalten die Höhe erfahrungsgemäß nicht größer bildet sind, die jeweils mit in dem Druckmittel-An- als wenige Hundertstel Millimeter sein darf und andeschlußgehäuse (12) vorgesehenen Druckmittelan- rerseits jeglicher metallischer Kontakt verhindert werschlüssen (19; 20) verbunden &Lid. den muß. 1st dagegen der Mitnehmerarm in diesem Sinn

3. Hohlspannzylinder nach Anspruch 1, dadurch doch nicht völlig starr mit der Ventilhülse verbunden, ist gekennzeichnet, daß die Führ·: ig des Druckmittel- 35 zwar eine selbstzentrierende Führung der Ventilhülse Anschlußgehäuses (12) für den Ringkolben (13) lan- auf dem hohlzylindrischen Ansatz möglich, jedoch nur

dann, solange die Ventilhülse nicht vom Mitnehmerarm betätigt wird, weil dieser durch seinen außermittigen Kraftangriff ein umgehendes Verkanten und Festklemmen der Ventilhülse bewirken würde. Hinzu kommt, daß bei der dortigen Ausgestaltung die Ventilhülse selbst zugleich als Druckmittel-Anschlußgehäuse dient. An sie ist ein Zuführungsschlauch angeschlossen, und aus dessen Durchbiegung resultiert darüber hinaus eine

ger ist als die Summe der Dichtspalte zwischen dem Ringkolben (13) und dem hohlzylindrischen Ansatz (3).

4. Hohlspannzylinder nach Anspruch 1, dadurch 40 gekennzeichnet, daß in dem Ringkolben (13) außenseitig ein an das Druckmittel-Anschlußgehäuse (12) angrenzender Ringkanal (14) vorgesehen ist, der axial so lang ist, daß er in jeder Endstellung des Ringkolbens (13) in leitender Verbindung mit dem im 45 auf die Ventilhülse einwirkende Querkraft, die diese Druckmittel-Anschlußgehäuse (12) vorgesehenen Tendenz fördert. Der erforderliche zusätzliche Hilfszy-

linder bedeutet einen zusätzlichen baulichen Aufwand. Da er außerhalb des umlaufenden Hohlspannzylinders an der Werkzeugmaschine befestigt werden muß, führt dies insbesondere bei größeren Hohlspannzylindern zu einer störenden Vergrößerung der Abmessungen der Gesamteinrichtung.

Die EP-OS 00 11 220 zeigt eine Hohlspannzylinder-Anordnung, bei der der Hohlspannzylinder einen hohl-

nen Ringkanälen (8 bzw. 9) leitend verbunden sind, 55 zylindrischen Ansatz hat, der von einer Ringkolbendie ihrerseits jeweils mit einer Gruppe der zu den Ringzylinder-Anordnung umschlossen ist und eine

druckmittelbetätigte Ventilhülse mit koaxial auf sie einwirkenden Steuerkräften hat. Auch dort wird für die Betätigung der Ventilhülse ein zusätzlicher druckmittel-60 betätigter Hilfszylinder benötigt, was einen entsprechend hohen baulichen Aufwand und hohen Raumbedarf mit sich bringt. Das Dichtspaltproblem zwischen der Ventilhülse und dem hohlzylindrischen Ansatz stellt

Die Erfindung betrifft einen umlaufenden Druckmit- sich dort nicht, weil die Ventilhülse mit dem Ansatz tel-Hohlspannzylinder für die umlaufende Spindel einer 65 umläuft und während des Laufes des Spannzylinders Werkzeugmaschine entsprechend dem Gattungsbegriff keine druckleitende Verbindung zwischen der umlaudes Anspruches 1. fenden Ventilhülse und dem stationären Druckmittelan-

Voraussetzung für einen Betrieb bei hohen Drehzah- Schluß besteht. Aufgrund des dortigen, komplizierten

Druckmittelanschluß (15) für die Spannzylinderumsteuerung bleibt, wobei von dem Ringkanal (14) Radialkanäle (16) zur Innenbohrung des Ringkolbens (13) führen.

5. Hohlspannzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkanäle (16) in den beiden Endstellungen des Ringkolbens (13) jeweils mit in dem hohlzylindrischen Ansatz (3) vorgesehe-

Spannzylinderkammern (6, 7) führenden Druckmittel-Zuführungskanäle (4,5) im hohlzylindrischen Ansatz (3) verbunden sind.