-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Spannen, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 beschrieben ist. Ein solches Verfahren ist aus dem Dokument EP-A-0
213 075 bekannt.
-
Bei den modernen Werkzeugmaschinen
mit hoher Produktivität,
die mit erhöhter
Spindelgeschwindigkeit und mit Werkzeugen mit starker Spanabhebungskapazität arbeiten,
wird das Problem des Haltens des Werkstücks oder der Stange in der
Spindel, respektive des Spannens der in der Spindel montierten Zange
sehr wichtig.
-
Die bekannten, rein mechanischen
Spannvorrichtungen, die im Allgemeinen durch eine glockenförmige Kurve
betätigt
werden, können
auf den oben erwähnten
Maschinen nicht mehr verwendet werden, weil die Spannkraft durch
mechanische Mittel, zum Beispiel Kugellager übertragen werden muss.
-
Die bekannten, rein pneumatischen
Spannvorrichtungen bieten keine genügende Spannkapazität, ohne
sehr voluminös
zu sein. Andererseits verursacht ein Verschwinden des Drucks im
Allgemeinen ein Lösen
der Zange, was gefährlich
sein kann, sowohl für
die Maschine als auch für
den Benutzer.
-
Um das Lösen der Zange im Fall des Verschwindens
des Drucks zu vermeiden, ist es bekannt, das Spannen mittels der
Kraft von Federmitteln auszuführen
und für
das Lösen
pneumatische Mittel zu verwenden. Um eine genügende Spannkapazität zu erreichen,
ist es nötig,
sehr starke Federmittel zu verwenden, was entsprechende pneumatische
Mittel für
das Lösen
erfordert.
-
Das Patent
EP 0 213 075 beschreibt eine solche
Spannvorrichtung mit einer Feder zum Aufbringen der Spannkraft und
pneumatischen Mitteln zum Aufbringen der Lösekraft. Um eine genügende Lösekraft
zu erreichen, ist die Vorrichtung mit einem hydraulischen Kraftverstärker ausgestattet.
Weil der Durchmesser des pneumatischen Primärkolbens relativ gross ist,
ist das Trägheitsmoment
der Vorrichtung ziemlich hoch, was in einer Maschine, bei der die Spindel
oft angehalten und beschleunigt wird, unerwünscht ist. Ferner besteht einer
der Nachteile dieser Vorrichtung darin, dass Luftblasen in der Hydraulikflüssigkeit
die Entnahme des Werkstücks
oder der zu bearbeitenden Stange verunmöglichen können.
-
Ein erstes Ziel der Erfindung ist
folglich, eine Spannvorrichtung vorzuschlagen, welche die Nachteile
der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen nicht aufweist,
das heisst eine hohe Spannkraft bietet, keinen hydraulischen Kreis
enthält und
fähig ist,
das zu bearbeitende Stück
im Fall des Verschwindens des Drucks in der Zange gespannt zu halten.
-
Ein zweites Ziel der Erfindung ist,
eine Spannvorrichtung mit geringem Platzbedarf vorzuschlagen, die
also eine geringe Trägheit
hat und erlaubt, zu bearbeitende Stangen mit grossem Durchmesser
aufzunehmen.
-
Ein drittes Ziel der Erfindung ist,
eine Spannvorrichtung vorzuschlagen, deren Spannkraft einstellbar
ist, zum Beispiel um sie an das Material des Werkstücks oder
der zu bearbeitenden Stange anpassen zu können.
-
Ein viertes Ziel der Erfindung ist,
eine Spannvorrichtung vorzuschlagen, deren für das Lösen nötige Kraft geringer ist als
bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik und bei der die
ganze Spannkraft nicht nur durch eine Feder ausgeübt wird.
-
Diese verschiedenen Ziele werden
durch eine Spannvorrichtung erreicht, welche die im kennzeichnenden
Teil des unabhängigen
Anspruchs 1 erwähnten
Merkmale besitzt. Ausführungseinzelheiten, Varianten
oder andere Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
-
Ein Ziel einer Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung ist, eine Spannvorrichtung vorzuschlagen,
deren Konstruktion an die gewünschte
Spannkraft wie auch an den für
die Maschine verfügbaren
Luftdruck angepasst werden kann. Dieses Ziel wird durch eine Ausführungsform
nach dem unabhängigen
Anspruch 4 erreicht.
-
Ein anderes Ziel der Erfindung ist,
eine Werkzeugmaschinenspindel vorzuschlagen, die mit einer Spannvorrichtung
wie oben angegeben ausgestattet ist. Dieses Ziel wird durch eine
Spindel nach dem Anspruch 15 erreicht.
-
Noch ein anderes Ziel ist, eine Werkzeugmaschine
vorzuschlagen, insbesondere eine automatische Drehbank oder einen
Drehautomaten, die mit mindestens einer Spindel ausgestattet ist,
die mit einer Vorrichtung wie oben angegeben ausgerüstet ist. Dieses
Ziel wird durch eine Maschine nach dem Anspruch 17 erreicht.
-
Die folgende Beschreibung beschreibt
im Detail eine bevorzugte Ausführungsform
einer Spindel, die mit einer Spannvorrichtung nach der Erfindung
ausgerüstet
ist und ist unter Betrachtung der beigefügten Zeichnung zu lesen, welche
die Figuren enthält,
unter denen:
-
die 1 einen
Längsschnitt
einer Werkzeugmaschinenspindel zeigt, die mit einer Spannvorrichtung
nach der Erfindung ausgestattet ist, wobei die Figur im Wesentlichen
die Art zeigt, nach der die zwei folgenden Figuren zusammengesetzt
sind,
-
die 2 den
vorderen Teil der Spindel der 1 in
grösserem
Massstab zeigt und
-
die 3 den
hinteren Teil der gleichen Spindel in grösserem Massstab zeigt.
-
Die in der 1 dargestellte Spindel 1 ist vornehmlich
für eine
Werkzeugmaschine bestimmt, insbesondere einen Drehautomaten, die
fähig ist, eine
Stange zu bearbeiten, die von hinten in einen zentralen, längs verlaufenden
Kanal eingeführt
wird, der die ganze Länge
der Spindel durchläuft.
Sie ist von im Wesentlichen zylindrischer Form, ihr vorderer Teil
ist in der 2 im Schnitt
dargestellt, während
ihr hinterer Teil besonders in der 3 im
Schnitt sichtbar ist.
-
Bezug nehmend zuallererst auf die 2, sieht man, dass die Spindel 1 (1) einen Spindelträger 2 enthält, der
ein fester Teil der Maschine ist oder am Körper der Maschine befestigt
werden kann. Ein Spindelkörper 3 ist
koaxial zum Spindelträger 2 angeordnet
und wird durch zwei Sätze
von Kugellagern 20 getragen, die geeignet sind, die Rotation
des Spindelkörpers 3 relativ
zum Spindelträger
2 um die Längsachse
der Spindel zu erlauben. Die Kugellager 20 wie auch die
Befestigungsmittel des Spindelkörpers 3 erlauben
keinerlei axiale Verschiebung des genannten Spindelkörpers relativ
zum Spindelträger 2.
Der Spindelkörper 3 enthält mindestens
zwei radiale Durchgangslöcher 32, 33,
die auf zwei verschiedenen Umfängen
des Spindelkörpers 3 angeordnet sind
und deren Nutzen weiter unten beschrieben wird; vorzugsweise hat
man mehrere radiale Löcher 32, 33,
die auf zwei verschiedenen Umfängen
angeordnet sind. Um die Spindel 1 für die Bearbeitung des Stücks oder
der Stange, die sie trägt,
rotierend anzutreiben, ist der Spindelkörper 3 mit Antriebsmitteln ausgerüstet, zum
Beispiel einer Riemenscheibe 34, die geeignet ist, einen
Zahnriemen aufzunehmen (siehe 3).
-
Ein Einstellrohr 4 ist koaxial
unmittelbar unter dem Spindelkörper 3 angeordnet
und am genannten Spindelkörper
durch ein Gewinde 40 befestigt, das in der 3 sichtbar ist. Indem man das Einstellrohr 4 mehr
oder weniger unter den Spindelkörper 3 schraubt,
hat man eine Längseinstellung
der Position des genannten Einstellrohrs und folglich der Position des
Druckrohrs relativ zum äusseren
Körper 60,
was eine Einstellung des initialen Durchmessers der Öffnung der
Spannzange 6 erlaubt. Um die Position des Einstellrohrs 4 relativ
zum Spindelkörper 3 zu
sichern, ist eine Schraube 41 am Umfang des Spindelkörpers 3 angeordnet,
um das Einstellrohr 4 in einer bestimmten axialen Einstellposition
zu fixieren. Man wird weiter unten sehen, dass ein Druckluftkanal 902 dem
Zwischenraum zwischen dem Spindelkörper 3 und dem Einstellrohr 4 folgen
muss; zu diesem Zweck ist das Gewinde 40 vorzugsweise aus
mehreren aufeinander folgenden, kreisförmigen, mit Gewinde versehenen
Segmenten gebildet, die mindestens einen Durchgang für den Luftkanal 902 lassen.
-
Ein Druckrohr 5 ist koaxial
unmittelbar unter dem Einstellrohr 4 angeordnet und geeignet,
sich axial relativ zum genannten Einstellrohr zu ver schieben. Das
Druckrohr 5 enthält
eine Längsöffnung 50,
die geeignet ist, eine zu bearbeitende Stange von hinten aufzunehmen
und sie gegen den vorderen Teil der Spindel zu führen.
-
Das in der 2 sichtbare vordere Ende des Spindelkörpers 3 trägt einen
Haltering 30 einer konventionellen Spannzange 6.
Die Spannzange 6 ist zusammengesetzt aus einem äusseren,
zylindrischen, rohrförmigen
Körper 60,
der geeignet ist, im Inneren einer Zylinderbohrung 31 im
Endbereich des Spindelkörpers 3 unmittelbar
hinter dem Ring 30 in Längsrichtung
zu gleiten, und aus einem inneren, zylindrischen, rohrförmigen Körper 61,
der geeignet ist, im Inneren einer Zylinderbohrung 600 des äusseren Körpers 60 in
Längsrichtung
zu gleiten. Der innere Körper 61 trägt auf seinem
dem vorderen Ende der Spindel zugewandten Ende eine Mehrzahl von
Spannelementen 610, die durch Längsschlitze voneinander getrennt
sind und von denen jedes mit einem peripheren, äusseren, geneigten Oberflächenteil 611 ausgerüstet ist,
der mit einer peripheren inneren Oberfläche 601 des äusseren
Körpers 60 zusammenwirkt.
-
Weil die Spannelemente 610 gegen
den Ring 30 zum Anschlag kommen, ist keinerlei axiale Bewegung
des inneren Körpers 61 möglich. Es
ergibt sich, dass also eine Verschiebung des äusseren Körpers 60 in der Figur
gegen rechts relativ zum inneren Körper 61 ein Spannen
der Spannelemente 610 um die zwischen diesen Spannelementen gehaltene Stange
oder das zu bearbeitende Stück
hervorruft, während
eine Verschiebung des äusseren
Körpers 60 gegen
links ein Lösen
bewirkt. Eine solche Anordnung ohne mögliche axiale Verschiebung
der Spannelemente 610 erlaubt eine Bearbeitung mit grosser Präzision,
weil während
des Spannens oder des Lösens
der Zange 6 dem Werkstück
oder der zu bearbeitenden Stange keinerlei axiale Bewegung auferlegt
wird. Die Spannzange 6 enthält ausserdem ein Federelement 62,
zum Beispiel eine Schraubenfeder, die zwischen einer hinteren Fläche des
inneren Körpers 61 und
einer auf der hinteren Fläche
des äusseren
Körpers 60 angeordneten
Schulter 602 angeordnet ist. Durch den durch die Feder 62 ausgeübten Druck,
wird der äussere
Körper 60 nach
hinten zurückgestossen,
tendiert also zum Lösen
der Zange 6.
-
Man sieht insbesondere in der 3, dass der hintere Teil
des Einstellrohrs 4 erweitert ist, um einen Platz zu schaffen,
der für
eine Aufnahme 70 eines Federelements 7 wie auch
für eine
pneumatische Spannvorrichtung 8 verfügbar ist, die weiter unten beschrieben
wird.
-
Die Aufnahme 70 ist an der
hinteren Seite durch eine kreisringförmige Fläche 800 einer am Einstellrohr 4 befestigten
Wand 80 axial begrenzt und an der vorderen Seite durch
eine kreisringförmige
Fläche 510 einer
am Druckrohr 5 angeordneten Schulter 51. Obwohl,
nachdem seine axiale Position wie oben angegeben eingestellt wurde,
das Einstellrohr 4 axial unbeweglich ist, drängt die
an der Fläche 800 anliegende
Feder 7 die Fläche 510 der
Schulter 51 nach vorne und folglich auch das Druckrohr 5,
das daran befestigt ist. Das vordere Ende des Druckrohrs 5 kommt
zum Anliegen an einer hinteren Fläche des äusseren Körpers 60 der Spannzange 6,
die Feder 7 tendiert also zum Spannen der Zange 6.
-
Im Ruhezustand der Vorrichtung unterliegt also
die Zange 6 einerseits der Wirkung der Feder 62,
die dazu tendiert, sie zu öffnen
oder sie zu Lösen und
andererseits der Wirkung der Feder 7, die dazu tendiert,
sie zu schliessen oder sie zu spannen. Da die Federkonstante der
Feder 7 grösser
gewählt
wurde als jene der Feder 62, schliesst sich die die Zange 6
im Ruhezustand. Man sieht in der 2,
dass das Ende des Druckrohrs 5 nur an der hinteren Fläche des äusseren
Körpers 60 zur
Anlage kommt, um sie zu spannen. Daraus ergibt sich, dass im Fall
des Rückzugs
des Druckrohrs folglich die Feder 62 das Öffnen der
Zange 6 erlaubt.
-
Die pneumatische Spannvorrichtung
ist 8 in der 3 sichtbar.
An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass
im oberen Teil der 3 gewisse
Zeichnungslinien weggelassen wurden, um den Durchgang der Druckluft
besser sichtbar zu machen. Die Position jedes spezifischen Elements
ist indessen im oberen und unteren Teil der 3 exakt die gleiche. Die pneumatische
Spannvorrichtung 8 ist gebildet durch eine Mehrzahl von äusseren
Wänden 80, 81, 82, 83, 84 und 85 in
der Form aufeinander folgender Kreisringe, die durch ihre äusseren
Anschlagflächen
(vergleiche 3) zwischen
der Schulter 43 des Einstellrohrs 4 und dem äusseren
Ring 44 zusammengehalten werden. Der äussere Ring ist durch den elastischen
Ring 45 am hinteren Ende 42 des Einstellrohrs 4 befestigt.
Die äusseren
Wände weisen
an mehreren Stellen ihrer Ränder
Ausnehmungen auf, um den Durchgang der Druckluft zu erlauben (siehe
im oberen Teil der 3).
In ähnlicher
Art sind eine Mehrzahl von inneren Wänden 810, 820, 830, 840 und 850 in
der Form aufeinander folgender Kreisringe am hinteren Ende 52 des
Druckrohrs 5 befestigt. Die Innere Wände werden durch ihre inneren
Anschlagflächen zusammengehalten
(siehe im unteren Teil der 3) und
sind auf dem Druckrohr 5 einerseits mit Hilfe des elastischen
Rings 53 und des Teils 51 und andererseits mit
Hilfe eines Satzes innerer Ringe 54 und des elastischen
Rings 55 befestigt. Man findet ebenfalls an den inneren
Wänden
radiale und axiale Durchgänge
für die
Druckluft, die im oberen Teil der 3 sichtbar
sind. Jede der inneren Wände 810,
... 850 ist zwischen zwei aufeinander folgenden äusseren Wänden 80,
... 85 zwischengeschaltet. Die Breite des freien Raums
zwischen zwei aufeinander folgenden äusseren Wände 80, ... 85 ist
grösser
als die Breite einer im genannten Raum zwischengeschalteten inneren
Wand 810, ... 850, folglich ist jede innere Wand von
einem ersten Volumen umgeben, das durch die vorangehende äussere Wand
begrenzt ist und einem zweiten Volumen, das durch die nachfolgende äussere Wand
begrenzt ist. Die äusseren
Wände 80,
... 85 sind am Einstellrohr 4 axial unbeweglich
befestigt, wogegen die innere Wände 810,
... 850 am Druckrohr 5 axial beweglich befestigt
sind, wobei die relativen Grössen
dieser zwei Volumen nach der Verschiebung des Druckrohrs 5 variieren
können.
Torusförmige
Dichtungen 86, 860 sind auf den inneren Kanten der äusseren
Wände 80,
... 85, beziehungsweise auf den äusseren Kanten der inneren
Wände 810,
... 850 angeordnet, um jedes der genannten ersten Volumen in
Bezug auf die genannten zweiten Volumen zu dichten.
-
Die pneumatische Spannvorrichtung 8 wird durch
eine Vorrichtung 9 vervollständigt, um sie unter Druck zu
setzen (siehe 2), enthaltend
insbesondere ein erstes Eingangs-Anschlussstück 90 für einen
ersten Druck zum Spannen und ein zweites Eingangs-Anschlussstück 91 für einen
zweiten Druck zum Lösen.
-
Das erste Anschlussstück 90 führt die
Druckluft durch eine Leitung 900, welche aufeinander folgend
den Spindelträger 2 wie
auch eine Dichtungs buchse 21 durchquert, deren innere Oberfläche in gleitendem
Kontakt auf der zylindrischen, äusseren Oberfläche eines
Teils des Spindelkörpers 3 ist.
Die Buchse 21 enthält
auf der inneren, in Kontakt mit dem Spindelkörper 3 stehenden Oberfläche eine
Verteilkammer 901, die geeignet ist, das oder die Löcher 32 mit
Druckluft zu speisen, die radial und regelmässig beabstandet auf einem
Umfang des Spindelkörpers 3 unmittelbar
gegenüber
der Verteilkammer 901 angeordnet sind. Das oder die Löcher 32 münden in
einen Luftkanal 902, der durch einen Raum gebildet ist,
der zwischen dem inneren Durchmesser des Spindelkörpers 3 und
dem äusseren
Durchmesser des Einstellrohrs 4 angeordnet ist. Auf der 3 sieht man, dass dieser
Kanal 902 sich gegen hinten fortsetzt, um in die Aufnahme 70 für die Feder 7 zu
münden.
Ein anderer Kanal 903 führt
aus der Federaufnahme 70, um jede der Spanndruckkammern
zu speisen, die durch die Wände 81 und 810, 82 und 820, 83 und 830, 84 und 840, 85 und 850 begrenzt
sind.
-
In absolut ähnlicher Art führt das
zweite Anschlussstück 91 die
Druckluft durch eine Leitung 910, welche aufeinander folgend
den Spindelträger 2 wie auch
eine Dichtungsbuchse 21 durchquert, unter der eine andere
Verteilkammer 911 ein anderes oder andere Löcher 33 mit
Druckluft speist, die in der gleichen Art angeordnet sind wie die
Löcher 32.
Das oder die Löcher 33 münden in
einen Kanal 912, der im Wesentlichen durch einen Raum gebildet
ist, der zwischen dem inneren Durchmesser des Einstellrohrs 4 und
dem äusseren
Durchmesser des Druckrohrs 5 angeordnet ist. Auf der 3 sieht man diesen Kanal 912,
der sich gegen hinten fortsetzt, um in eine erste Kammer 913 zu
münden,
die auf der vorderen Fläche 511 angeordnet
ist, welche der Fläche 510 der
Schulter 51 der Aufnahme 70 gegenüberliegt und
sich dann immer gegen hinten fortsetzt, um jede der Lösedruckkammern
zu speisen, die durch die Wände 80 und 810, 81 und 820, 82 und 830, 83 und 840, 84 und 850 begrenzt
sind.
-
So das erste Anschlussstück 90 mit
einem ersten Luftdruck speisend, wird also dieser Luftdruck in die
Aufnahme 70 eingeführt,
wobei dieser Druck dann mit der Feder 7 zusammenarbeitet,
um die Fläche 510 der
Schulter 51 nach vorne zurückzustossen, wogegen er in
den Spanndruckkammern, die durch die Wände 81 und 810, 82 und 820, 83 und 830, 84 und 840, 85 und 850 begrenzt
sind, dazu tendiert, die Wände 810, 820, 830, 840 und 850 nach vorne
zu stossen, die, gleich wie die Schulter 51, wie weiter
oben angegeben am Druckrohr 5 befestigt sind. Dieser erste
Luftdruck, der durch das Anschlussstück 90 eingeführt wird,
bewirkt also das Spannen der Zange 6.
-
Wenn dieser erste Druck null ist
und man das zweite Anschlussstück 91 durch
einen zweiten Luftdruck speist, führt man also diesen Druck in
die Kammer 913, wo er der Wirkung der Feder 7 entgegenwirkt,
wie auch in die Lösedruckkammern,
die durch die Wände 80 und 810, 81 und 820, 82 und 830, 83 und 840, 84 und 850 begrenzt
sind, wo er auf die Wände 810, 820, 830, 840 und 850 wirkt,
um sie gegen hinten zurückzustossen.
So führt
das Einführen eines
Luftdrucks durch das Anschlussstück 91 zum Lösen der
Zange 6.
-
Die durch die Zange 6 ausgeübte Spannkraft,
die proportional zur Längsverschiebung
des inneren Körpers 61 ist,
wird also erzeugt durch die Summe der Kraft, die durch die Feder 7 ausgeübt wird,
jene, die durch den ersten Luftdruck auf die Fläche 510 der Aufnahme 70 ausgeübt wird
und jene, die durch den gleichen Luftdruck auf die Wände 810, 820, 830, 840 und 850 ausgeübt wird,
wobei von dieser Summe die gegensinnige Kraft, die durch die Feder 62 ausgeübt wird,
abzuziehen ist. Um die Zange 6 zu lösen, steht eine Kraft zur Verfügung, die
aus der Summe der Kräfte
gebildet wird, die durch den zweiten Luftdruck ausgeübt werden,
die in entgegengesetzter Wirkung auf die Wände 511 wie auch 810, 820, 830, 840 und 850
wirkt, zuzüglich
der durch die Feder 62 ausgeübten Kraft, wobei diese Summe
der durch die Feder 7 ausgeübten Kraft entgegenwirkt. Die
Spannkraft der Zange 6, die wie beschrieben erhalten wird,
kann durch Variation des ersten Luftdrucks eingestellt werden, sogar
während
die Spindel dreht.
-
Man sieht also, dass im Fall des
Verschwindens des ersten Drucks und des zweiten Drucks die Spannkraft
der Zange 6 der durch die Feder 7 ausgeübten Kraft
entspricht, vermindert durch jene, die durch die Feder 62 ausgeübt wird.
Diese Eigenschaft ist wichtig, denn sie erlaubt aus Sicherheitsgründen, dass
im Fall des Verschwindens der Druckluftspeisung das Werkstück oder
die zu bearbeitende Stange in der Zange 6 eingespannt bleibt.
-
Angesichts der Differenz der durch
die Federn 7 und 62 ausgeübten Kräfte und weil im hier betrachteten
Beispiel die Oberflächen
der Wände 510 und 511 wie
auch die zwei gegenüberliegenden Oberflächen der
Wände 810, 820, 830, 840 und 850 ungefähr den gleichen
Wert haben, muss der zweite, dem Lösen der Zange 6 dienende
Luftdruck höher sein
als der erste Luftdruck, der zum Spannen der Zange 6 dient.
-
Man stellt also fest, dass Konstrukteur
oder Benutzer über
eine gewisse Anzahl von Parametern verfügt, mit denen er spielen kann,
um die gewünschte
Spannkraft der Zange 6 zu erhalten, wobei diese Parameter
sind: die Konstante der Feder 7, die Konstante der Feder 62,
der erste Luftdruck, der zweite Luftdruck, die aktive Oberfläche der
Wände 510 und 511,
die zwei aktiven Oberflächen
der Wände 810,
... 850 wie auch die Zahl der Druckkammern, die auf beiden
Seiten der genannten Wände 810,
... 850 angeordnet sind. Die oben beschriebene Ausführungsform
enthält
fünf bewegliche
Wände 810,
... 850 mit fünf
Druckkammern, die das Spannen bewirken und fünf Druckkammern, die das Lösen bewirken.
Im Fall, in welchem der zur Verfügung
stehende Luftdruck schwach ist, ist es möglich, noch weitere Spanndruckkammern
hinzuzufügen,
um die Spannkraft zu erhöhen.
In einer Variante und zum Beispiel falls man nur einen einzigen
Luftdruck benutzen kann oder will, ist es auch möglich, die Vorrichtung mit
einer Anzahl von Lösedruckkammern
zu versehen, die höher
ist als die Anzahl der de Spanndruckkammern, wobei die Differenz
der durch die Druckkammern ausgeübten
Kräfte
der Differenz der durch die Federn ausgeübten Kräfte entspricht. Für eine ähnliche
Wirkung und im Fall wo die Kraft, die durch den zweiten Luftdruck
auf die Fläche 511 ausgeübt wird,
der Differenz der durch die Federn ausgeübten Kräfte entspricht, würde es genügen, die
Aufnahme 70 nicht mit dem ersten Druck zu speisen, um zu
erlauben, jeden der Kreise separat durch einen gleichen Luftdruck
zu speisen, der zum Spannen oder zum Lösen dient.
-
Die mehrstufige Anordnung der Spanndruckkammern
und der Lösedruckkammern,
wobei jeder Satz von Kammern durch den entsprechenden Luftdruck
parallel gespiesen wird, erlaubt eine Verminderung des totalen Durchmessers
der Spindel, beziehungsweise eine Erhöhung des Durchmes sers des Durchgangs 50 für die Stange.
Eine solche kompakte Anordnung begrenzt das Trägheitsmoment der Spindel.
-
Es ist unvermeidbar, dass bei den
Eingangs-Anschlussstücken 90 und 91 eine
leichte radiale Kraft auf die Dichtungsbuchsen 21 ausgeübt wird, die
durch den Druck der Druckluft auf die radialen Ringe der Anschlussstücke 94 hervorgerufen
wird. Um eine einseitige Belastung und folglich eine Exzentrizität der Buchsen
zu verhindern, ist für
jedes Eingangs-Anschlussstück
mindestens ein Zusatzanschluss 94 vorgesehen, damit die
radialen Kräfte ausgeglichen
werden. Die Zusatzanschlüsse
sind mit Verschlussstopfen 92 abgedichtet.
-
Eine Mehrzahl torusförmiger Dichtungen 93 ist
an geeigneten Stellen angeordnet, um die Kanäle 902, 903, 912, 913 zu
schliessen und Luftdruckverluste zu vermeiden.
-
Die Vorrichtung zur Speisung mit
Druckluft wurde mit zwei Buchsen 21 beschrieben, eine für jedes
Anschlussstück 90 und 91.
Es ist selbstverständlich
möglich,
nur eine einzige Buchse 21 zu haben, die mit zwei Leitungen 900 und 910 ausgerüstet ist, wie
auch nur zwei Verteilkammern 901 und 911.
-
Die beschriebene Spindel wird einzig
durch pneumatische Mittel für
das Spannen oder das Lösen der
Zange 6 betätigt.
In einer Variante wäre
es auch möglich,
sie durch die beschriebenen pneumatischen Mittel für das Spannen
der Zange 6 zu betätigen
und durch mechanische Mittel, zum Beispiel Nocken, für ihr Lösen. Eine
solche Variante würde
den Vorteil beibehalten, das Werkstück oder die zu bearbeitende Stange
im Fall des Verschwinden des Luftdrucks in der Zange gespannt zu
halten und den zusätzlichen Vorteil
besitzen, das gewünschte
Lösen des
Werkstücks
oder der Stange im Fall des Verschwindens des Luftdrucks erlauben
zu können.
-
Die obige Beschreibung betrifft eine
Spindel, die mit einer Längsöffnung 50 für eine zu
bearbeitende Stange ausgerüstet
und vornehmlich für
einen Drehautomaten bestimmt ist. In diesem Fall ist einer der Vorteile
einer mit einer Spannvorrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten Spindel,
dass es nicht nötig
ist, für
die Betätigung
der Zange 6 zum Schliessen oder Öffnen
die Rotation der Spindel beziehungsweise der Stange anzuhalten.
Es ist augenfällig,
dass es auch möglich
ist, eine Spindel zu bauen, die mit einer Spannvorrichtung nach
der Erfindung ausgerüstet
ist, die keine Längsöffnung enthält, zum Beispiel
für eine
automatische Drehbank. Durch den Platz, der folglich im mittleren
Teil der Spindel verfügbar
wird, wird diese kürzer.
Eine Werkzeugmaschine kann auch mehr als eine Spindel wie weiter
oben beschrieben enthalten. Eine Spindel wie beschrieben kann leicht
auf einer existierenden Maschine installiert werden, wodurch es
ermöglicht
wird, den Durchmesser von Stangen zu erhöhen, welche diese Maschine
aufnehmen kann.