DE630721C - Zusatzeinrichtung fuer Spannzylinder an Werkzeugmaschinen zur Sicherung der jeweiligen Stellung des Kolbens im Zylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Spannzylinder, wie sie beispielsweise zum Bewegen von Futtern oder anderen Spannvorrichtungen an Drehbänken und sonstigen Werkzeugmaschinen verwendet werden.

Diese bekannten Spannzylinder wirken gewöhnlich über ein Hebel-, Zahnrad- oder Keilgetriebe auf das zum Spannen der Werkstücke dienende Futter.. In den meisten Fällen sind diese Getriebe im Interesse eines guten Wirkungsgrades ohne Selbsthemmung ausgeführt.

Es treten nun häufig Fälle auf, wo wenigstens zeitweise eine zusätzliche Selbsthemmung wünschenswert erscheint. Der Grund dazu kann recht verschiedenartig sein.

Bei der Bearbeitung sehr wertvoller Werkstücke, insbesondere wenn diese Bearbeitung längere Zeit erfordert, erscheint es lohnend, eine Sicherung gegen Nachlassen der Spannkraft durch Ausbleiben des Preßluftdruckes zu schaffen.

Bei Arbeiten, wo eine sehr hohe Fertiggenauigkeit erzielt werden muß, wie z. B.

»5 beim Schneiden von Bohrrohrgewinden, wünscht man eine Sicherung gegen Verlagerungen des Werkstückes unter dem Schnittdruck, wie sie bei nicht selbstgehemmten Spanneinrichtungen gelegentlich auftreten können, und die bei weniger genauen Arbeiten nicht schädlich sind.

Es kommen auch Fälle vor, wo die Luftzufuhr zum Spannzylinder bei arbeitender Maschine nicht oder nur schwer möglich ist. Hier wäre eine Einrichtung von Vorteil, die das Spannen mittels Luft oder anderer Druckmittel vor dem Beginn der Arbeit gestattet und die gespannte Stellung durch eine zusätzliche Selbsthemmung sichert, so daß während der Arbeit die Luftzufuhr unterbrochen werden kann.

Zwei Beispiele für die vorteilhafte Verwendung einer zeitweiligen zusätzlichen Selbsthemmung sind folgende:

Bei sogenannten Schwenkfuttern, d. h. Zweibackenfuttern, in welche Armaturenteile eingespannt werden und nach der Bearbeitung in der einen Achse in den Backen des Futters geschwenkt werden sollen, um sie auch in den übrigen Achsen zu bearbeiten, ist es vorteilhaft, wenn während des Schwenkens die Spannung etwas gelöst werden kann. Man kann in einem solchen Falle eine zusätzliche Selbsthemmung dazu verwenden, daß durch Gegendruck das Fütter nur leicht entspannt wird, ohne daß das Werkstück aus den Backen herausfällt.

Bei dieser Anwendung handelt es sich um einen Fall, wo die zusätzliche Selbsthemmung einfach oft unentbehrlich ist. Es sind deshalb hierfür bereits Einrichtungen geschaffen worden. Diese bekannten Einrichtungen be-

schränken sich jedoch darauf, die Futterbacken als solche mit einer zusätzlichen Hemmung zu versehen. Es ist also eine Ein- , richtung, die - sich - nicht ohne weiteres jedes beliebige Futter übertragen läßt, muß also zum mindesten an jedem wieder besonders ausgewechselt werden, was. bei vielen Bauarten gar nicht möglich ist.

Demgegenüber ist die Einrichtung nach der ίο Erfindung am Spannzylinder angebracht und steht dann für jedes durch diesen Zylinder bediente Futter zur Verfügung.

Bei dünnwandigen Werkstücken, welche unter dem Druck der Spannbacken leicht verformt werden, wendet man während des Schruppens einen größeren Spanndruck an und verringert diesen vor Beginn des Schlichtens, damit die Verspannung beim Fertigdrehen möglichst gering ist. Nun ist bei den meisten Futtern ein einfaches Verringern des Luftdruckes nicht ausreichend, um gleichzeitig eine wirkliche Entspannung des Werkstückes herbeizuführen. Auch hier kann durch eine, zusätzliche Selbsthemmung die Möglichkeit geschaffen werden, nach Beendigung des Schruppens das Futter durch Gegendruck im Zylinder etwas zu lösen, ohne daß * das Werkstück herausfällt, um dann von neuem mit vermindertem Druck zu spannen. Die Zeichnungen zeigen beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in verschiedenen Betriebsstellungen. Der gewählten Darstellung liegt das zuletzt genannte Anwendungsbeispiel zugrunde. In Abb. ι bedeutet 1 ein Backenfutter in bekannter Ausführung, dessen Backen durch axiales Verschieben des Kolbens 2 im Zylinder 3 bewegt werden. Das Futter befindet sich auf dem vorderen und der Zylinder auf dem hinteren Ende einer Drehbankspindel 4. Zum Öffnen und Schließen des Futters 1 wird mittels des Steuerventils 5 abwechselnd " Druckluft auf die eine bzw, auf die andere Seite des Zylinders 3: geleitet. Durch die daraus entstehende Hinundherbewegung des Kolbens 2 werden die Backen des Futters 1 geöffnet und geschlossen. Der Körper des Zylinders 3 besitzt auf der «- dem Futter zugewendeten Seite eine besondere Kammer 6, in welcher die Einrichtung nach der Erfindung untergebracht ist. Diese besteht aus einer mit Außengewinde versehenen Büchse 7, Diese ist auf der Kolbenstange des Kolbens 2 geführt und wird zwischen' zwei Schultern derselben mitgenommen. In der abgebildeten Ausführung ist zwischen Kolbenstange und Büchse 7 noch ein gewisses axiales Spiel vorhanden, aus Gründen, die weiter unten angegeben werden. In der Ruhestellung^ wird die Büchse 7 durch Federn und Stifte 8 so gehalten, daß beide Schultern der Büchse gleich weit von den entsprechenden Schultern der Kolbenstange entfernt stehen. Auf dem Gewinde. der Büchse 7 ist eine ,_„, Mutter 9 drehbar angeordnet. Diese tragt SlC^ feinen Flügel 10 (Abb. 2), der in einer Kamiftpf-Vs J*njer 11 des die Mutter umschließenden Gehäuses 12 beweglich ist und diese luftdicht abschließt. Das Gehäuse 12 besitzt zwei Bohrungen 13, die durch Schlitze 14 mit ,Bohrungen 15 der Kammer6 in Verbindung stehen. Durch ein zweites Steuerventil 16 kann abwechselnd Druckluft über die Bohrungen 15, 14, 13 auf die beiden Seiten der Kammer 11 gegeben werden. Hierdurch wird der Flügel 10 und damit die Mutter 9 gedreht. Das Gehäuse 12 wird durch einen Keil 17 in der Kammer 6 geführt und dadurch gehindert, an der Drehung teilzunehmen.

In den Abb. 1 und 2 ist die Mutter 9 in ihrer einen Endstellung gezeichnet, wobei ihre beiden Stirnflächen zentrisch zur Gewindebüchse 7 liegen. In dieser Stellung wird die ganze Einrichtung von der Kolbenstange des Preßluftzylinders mitgenommen, ohne deren Bewegung irgendwie zu beeinflussen. Es kann z. B. ein Werkstück 18 in den Backen des Futters eingespannt werden., und die ganze Einrichtung befindet sich dann in der durch Abb. 3 und 4 angedeuteten Stellung. Wird jetzt durch Drehen des Ventils 16 Luft in die auf Abb. 2 und 4 links befindliche Bohrung 15 geleitet, so wird die Mutter 9 durch diese Druckluft gedreht und schraubt sich dabei über die Gewindebüchse 7 nach rechts, wobei sie das Gehäuse 12 mitnimmt, bis sie an der rechten Wand der Kammer 6 .zur Anlage kommt. Die Federn unter den Stiften 8 sind so bemessen, daß die beim Aufsetzen der Mutter 9 entstehende Axialkraft nicht genügt, die Büchse 7 gegenüber der Kolbenstange um das auf Abb. 1 und 3 erkennbare Spiel zu verschieben.

Wird jetzt durch Umsteuern des Ventils 5, wie auf) Abb. 5 dargestellt, der Luftdruck im Zylinder 3 vertauscht, so ist der Kolben 2 bestrebt, das Futter zu öffnen. Er kann aber nur um das vorerwähnte Spiel zwischen Kolbenstange und Büchse 7 nach rechts gehen no und bleibt dann in'der auf Abb. 5 dargestellten Stellung stehen. Dabei ist übertrieben gezeichnet, daß das Werkstück 18 von den Backen des Futters losgelassen wird. In Wirklichkeit wird selbst ein Spiel von mehreren Millimetern zwischen Kolbenstange und Büchse 7 nur gerade ausreichen, um die Spannung aus den verschiedenen Elementen des Futters zu nehmen, ohne das Werkstück tatsächlich aus den Backen zu lösen. Man kann aber jetzt durch ein vorgeschaltetes Druckminderventil den Druck in der Zuleitung ver-

mindern und durch erneutes Umsteuern des Ventils 5 das Werkstück von neuem spannen, und zwar mit vermindertem Druck. Dann besteht aber auch die Sicherheit, daß das Werkstück tatsächlich mit geringerer Kraft als vorher zwischen den Backen gehalten wird, so daß die Möglichkeit besteht, die Fertigbearbeitung vorzunehmen, ohne schädliche Verspannungen befürchten zu müssen.

ίο Vor dem Ausspannen des Werkstückes wird das Ventil i6 in der entgegengesetzten Richtung umgesteuert. Dadurch schraubt sich die Mutter g wieder in die Stellung nach Abb. 3 und 4 zurück und steht dem öffnen des Futters nicht mehr im Wege.

Die oben angedeuteten weiteren Aufgaben lassen sich grundsätzlich mit der gleichen Einrichtung lösen. Dieselbe kann unverändert auch zum Sichern der gespannten Stellung verwendet werden. Bei der Anwendung in Verbindung mit Schwenkfuttern ist der Arbeitsvorgang grundsätzlich der gleiche, wie vorstehend geschildert. In manchen Fällen wird es konstruktiv günstiger sein, nicht die Mutter auf der Gewindebüchse zu drehen., sondern die Gewindebüchse in der Mutter.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Zusatzeinrichtung für Spannzylinder an Werkzeugmaschinen zur Sicherung der jeweiligen Stellung des Kolbens im Zylinder, gekennzeichnet durch die Verwendung zweier Schraubkörper (7, 9), von denen der eine mit dem Kolben (2) bzw. der Kolbenstange verbunden ist und der andere einen Drehantrieb erhält, so daß er sich in der gespannten Stellung gegen einen festen Teil des Spannzylinders oder damit verbundener anderer Maschinenteile abstützt. 4^C

   .2. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der eine oder der andere Schraubkörper (7, 9) nicht auf festen Teilen des Kolbens oder der Kolbenstange bzw. des Zylinderkörpers, sondern auf nachgiebigen Elementen, z. B. federbelasteten Stiften (8), abstützen, deren Widerstand so bemessen ist, daß sie beim Aufsetzen der Schraubkörper durch deren gegenseitige Drehung nicht nachgeben, wohl aber beim axialen Bewegen des Kolbens (2) im Zylinder (3) unter Druck und dadurch dem Kolben in der gesicherten Stellung noch eine bestimmt begrenzte axiale Bewegung gestatten.

   3. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der beiden Schraubkörper gegeneinander durch das zum Spannen 60" benutzte Druckmittel vorgenommen wird, indem der zu drehende Schraubkörper (9) mit einem Drehkolben (10) versehen ist, der sich in einem entsprechenden Ringraum (11) bewegt und durch wechselnde Beaufschlagung von der einen bzw. anderen Seite die zum Verstellen erforderliche Drehkraft erhält.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen