DE3216683C2

DE3216683C2 - Vorrichtung zum automatischen Dehnungsausgleich beim Spannen eines Werkstückes auf einer Tiefbohrmaschine

Info

Publication number: DE3216683C2
Application number: DE19823216683
Authority: DE
Inventors: Reinhard 5503 Konz Kirchen; Rolf Dipl.-Ing. 2873 Bookholzberg Schindler
Original assignee: Oerlikon Boehringer GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 1982-05-04
Filing date: 1982-05-04
Publication date: 1985-05-23
Also published as: DE3216683A1

Abstract

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum automatischen Dehnungsausgleich beim Spannen eines Werkstücks auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Tiefbohrmaschine, bei der das in Spannelementen gehaltene Werkstück bei der Bearbeitung eine Wärmedehnung erfährt, die über wenigstens eines der Spannelemente durch den an diesem entstehenden Kraftanstieg ermittelt und zur Nachstellung an dem Spannelement verwendet wird, die einen beliebig großen Dehnungsausgleich ermöglicht, ohne daß dadurch die Anpreßkraft in den Spannelementen ansteigt, so daß am Werkstück immer die gleiche Anpreßkraft herrscht. Dies wird dadurch erreicht, daß das Werkstück mittels eines hydraulisch betätigbaren Druckkolbens mit Gegenhalter einspannbar ist, und daß mit dem Hydraulikkreis des Druckkolbens ein Druckregler verbunden ist, der auf einen Druckanstieg am Druckkolben anspricht und den Druck im Hydraulikzylinder des Druckkolbens auf den vorherigen Arbeitsdruck reduziert.

Description

Drosselrückschlagventil 21 vorgeschaltet

In die Leitung 23 für den Rückhub ist noch ein Druckminderungsventil 25 geschaltet, das zur Arbeitsdruckeinstellung dient Außerdem ist an die Leitung 23 ein Druckschalter 24 angeschlossen, der bei einem bestimmten Druckanstieg im Hydraulikzylinder 12 anspricht und den Spanndruck des Druckkolbens 13 begrenzt

Fig.2 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der anstelle des Druckbegrenzungsventils 18 ein Druckspeieher 26 mit einer flachen Kennlinie verwendet ist Aufgrund der flachen Kennlinie des Druckspeichers kann in einem bestimmten Arbeitsbereich erreicht werden, daß der Druckanstieg im Hydraulikzylinder 12 bei einer Wärmedehnung des Werkstücks 11 nur sehr gering ist Bei dieser Ausführungsform ist dem Rückschlagventil 20 in der Leitung 15 ein Druckmir.derungsventil 25 vorgeschaltet, so daß an die nicht gezeigte Druckquelle ein weiterer Verbraucher angeschlossen werfen kann, der mit einem höheren Arbeitsdruck arbeitet Bei der Ausführungsform der F i g. 1 würde der Druck eines mit höherem Arbeitsdruck arbeitenden weiteren Verbrauchers über das Druckbegrenzungsventil 18 und den Tank 19 abgebaut werden.

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Druckregler aus einer Regelpumpe 27 besteht, die dem Dreiwegeventil 22 vorgeschaltet ist und die gleichzeitig als Druckquelle dient. Diese Regelpumpe hält den Druck in der Leitung 15 immer konstant und kann sowohl als Generator als auch als Motor arbeiten. In die Leitung 15 für den Spannhub ist wieder ein Rückschlagventil 20 geschaltet, das über ein Zweiwegeventil 28 mit der Pumpe 27 verbindbar und mit dem Dreiwegeventil 22 mechanisch gekoppelt ist Falls druckquellenseitig ein Druckabfall auftritt verhindert dieses Rückschlagventil, daß das Werkstück entspannt wird.

Die Pumpe 27 ist mit einem Manometer 30 verbunden, das den Druck in der Leitung 15 ermittelt und die Einregulierung der Pumpe auf den gewünschten Arbeitsdruck bewirkt.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, bei der der Druckregler als Zweiwege-Druckminderungsventil (das als Dreiwegeventil dargestellt ist) ausgebildet ist daß in der einen Stellung der Vorschub des Druckkolbens 13 und damit das Spannen des Werk-Stücks bewirkt wird. Bei Überschreiten eines Druckes im Hydraulikzylinder infolge Wärmedehnung des Werkstückes wird das Ventil 30 in die Stellung 2 geschaltet und der Druckanstieg wird zu einem Tank 19 abgebaut so

Auch bei dieser Ausführungsform ist ein weiterer Verbraucher anschließbar, da ein höherer Arbeitsdruck dieses Verbrauchers über das in der Schahstellung 1 befindliche Ventil 30 nicht abgebaut wird.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bePatentansprüche: liebig großen Dehnungsausgleich zu ermöglichen, ohne daß dadurch die Anpreßkraft an den Spannelementen

1. Vorrichtung zum automatischen Dehnungsaus- ansteigt, so daß am Werkstück immer die gleiche Angleich beim Spannen eines Werkstückes auf einer 5 preßkraft herrscht

Tiefbohrmaschine, bei der das in Spannelementen Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung enthaltene Werkstück bei der Bearbeitung eine durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 anWärmedehnung erfährt und eines der Spannelemen- gegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen te hydraulisch betätigbar und durch ein Rückschlag- der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchea
ventil im zugehörigen Hydraulikkreis gegen einen 10 Aus der DE-PS 10 23 944 ist zwar eine Tieflochbohrdruckquellenseitigen Druckabfall gesichert ist, da- maschine mit BohrölzufOhrungsapparat bekannt, bei durch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der zum axialen Beaufschlagen eines Werkstückes ein des an dem hydraulisch betiitigbaren Spannelement Druckregler vorgesehen ist, der jedoch nicht für einen (13) durch Wärmedehnung entstehenden Kraftan- Dehnungsausgleich bestimmt ist, so daß dadurch die stiegs und zur entsprechenden Nachstellung des 15 vorgeschlagene Lösung nicht nahegelegt wird.
Spannelements in den Hydraulikkreis (15) ein auf Die erfindungsgemäQe Vorrichtung ist für eine Werkeinen Druckanstieg des hydraulisch betätigbaren Stückspanneinrichtung geeignet, die aus einem form-Spannelements (13) ansprechender und den Hydrau- oder kraftschlüssigen Spannelement, das mit dem Malikdruck auf den vorgesehenen Arbeitsdruck redu- schinenbett verbunden ist, sowie einem weiteren Spannzierender Druckregler (18,25,27,29) geschaltet ist 20 element besteht, das vom Druckkolben eines Hydraulik-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Zylinders betätigt wird. Dehnt sich durch Temperaturzeichnet, daß der Druckregler ein Druckbegren- anstieg das Werkstück in der Längsachse, so fließt das zungsventil (18) ist das an einen Tank (19) ange- aus dem Hydraulikkreis verdrängte Volumen über den schlossen ist. Druckregler ab, so daß am Werkstück immer der glei-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 ehe Druck herrscht der am Druckregler einstellbar ist
zeichnet, daß der Druckregler ein Druckspeicher Als Druckregler können verschiedene Einrichtungen (26) mit flacher Kennlinie ist. wie ein Druckbegrenzungsventil, ein Druckspeicher mit

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- flacher Kennlinie, eine Regelpumpe oder ein auf einen zeichnet, daß der Druckregler eine Regelpumpe (27) Tank arbeitendes Zweiwegeventil vorgesehen sein.

ist. 30 Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bis 4 beispielsweise erläutert, die Schaltbilder verschiezeichnet, daß der Druckregler ein Zweiwege-Druck- dener Ausführungsformen des Hydraulikkreises der minderungsventil (29) ist, das in der Druckminde- Vorrichtung zeigen.

rungsstellung an einen Tank (19) angeschlossen ist. Zum Spannen eines Werkstückes U hat die Spann-

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 3s einrichtung einen von einem Druckkolben 13 betätigten, zeichnet, daß dem Druckspeicher (26) ein Druckmin- nicht gezeigten Führungsschlitten und einen Gegenhalderungsventil (25) vorgeschaltet ist. ter 14.

An den Hydraulikzylinder 12 des Druckkolbens 13 ist

ein Hydraulikkreis angeschlossen, der eine Leitung 15

40 für den Spannhub und eine Leitung 23 für den Rückhub aufweist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend Beide Druckleitungen werden von einer nicht gezeig-

dem Oberbegriff des Anspruchs 1. ten Druckquelle gespeist, die über ein Dreiwegeventil

Aus dem Prospekt »VDF Speziaitiefbohrmaschine 22 an die Leitungen angeschlossen ist. In der mittleren System V 800 BC« der Anmelderin ist es bekannt, mit- 45 Stellung des Dreiwegeventils befindet sich die Vorrichteis eines Bohröl-Zuführapparates einen Spannhub tung in der Leerlaufstellung, in der rechten Stellung durchzuführen, um ein Werkstück zu spannen. Bei die- erfolgt der Spannhub und in der linken Stellung der ser Maschine enthält der entsprechende Hydraulikkreis Rückhub.

ein Rückschlagventil, um zu verhindern, daß das Werk- Bei einem Druckanstieg im Hydraulikzylinder 12 im stück freikommt, wenn druckquellenseitig ein Druckab- 50 Sinne eines Rückhubs infolge Wärmedehnung am fall auftreten sollte. Wenn somit eine Wärmedehnung Werkstück 11 erfolgt bei der Ausführungsform der des Werkstückes auftritt, kann diese nicht berücksich- F i g. 1 eine Druckminderung infolge eines an die Leitigt werden, tung 15 angeschlossenen Druckbegrenzungsventils 18,

Weiterhin ist es bekannt, bei Werkzeugmaschinen das auf einen Tank 19 arbeitet. Das Ventil 18 spricht bei den bei der Bearbeitung eines Werkstückes entstehen- 55 Überschreiten eines bestimmten einstellbaren Grenzden Kraftanstieg an Spannelementen infolge der War- druckes an. Dem Druckbegrenzungsventil ist ein Volumedehnung des Werkstückes in Längsrichtung über ein menzähler 17 und ein Druckanzeigeinstrument 16 nach-Federelement auszugleichen, das einem der Spannele- geschaltet. Mittels des Volumenzählers 17 kann der menie zugeordnet ist. Hierzu wird der Kraftanstieg an Druckkolbenhub beobachtet und damit festgestellt werden Spannelementen gemessen und bei einem einen be- 60 den, wenn die Spanneinrichtung das Werkstück erfaßt stimmten Grenzwert überschreitenden Kraftanstieg das hat.

entsprechende Spannelement von Hand zurückgefah- Dem Druckbegrenzungsventil 18 ist ein Rückschlagren. Beim Spannen langer Werkstücke und einer großen ventil 20 vorgeschaltet, das als Doppelrückschlagventil Temperaturerhöhung, insbesondere bei Tiefbohrma- ausgebildet ist und auch in die Leitung 23 für den Rückschinen, kann sich das Werkstück nur über den Kraftan- 65 hub geschaltet ist. Das Rückschlagventil dient dazu, zu stieg an den Spannelementen ausdehnen. Wenn diese verhindern, daß die Spannwirkung am Werkstück nach-Spannelemente nicht nachgeben, tritt eine Verformung läßt, wenn druckquellenseitig ein Druckabfall auftritt, des Werkstückes ein. Diesem Rückschlagventil ist ein entgegenwirkendes