DE7932853U1

DE7932853U1 - Umlaufender spannzylinder mit spannkolben fuer spanneinrichtungen an werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE7932853U1
Application number: DE19797932853U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1980-02-21
Also published as: FR2469971A1; GB2063749B; IT8053658V0; GB2063749A; IT8068719A0; US4332186A; IT1129831B; JPS6347561B2; JPS5689406A; SE8008119L; FR2469971B1; BR8007327A; SE446314B

Description

i i HHii

«it 111 · ti

PATENTANWALT DlPL.-PHYS, DR, HSRMAMN PAY

Günter" Hörst Rb'hm
Heinrich=Rb'hm-Straße 50
7927 Söntheim

79ÖÖ Ulm, 26, Oktober 1979 Akte G/5170 sr

- 1

Umlaufehder Spannzylinder mit, Spannkolbeh für Sflanneinrichtüngen an Werkzeugmaschinen.

Die Erfindung betrifft einen umlaufenden Spannzylih- ]

der mit axial verschiebbarem Spannkolben für Spstnrieinrichtungeii an Werkzeugmaschinen, mit einem Aktschlüsse für das Arbeitsmedium tragenden Verteilergehäuse, das stillstehend auf einer am Gehäuse dies Spannzylinders festen und mit ihm umlaufenden Htirhl- '

welle gelagert ist, in der ein am Spannkolben ferster Achsstümpf axial verschiebbar ist, und mit zwei Verteilerkanälen, die einerseits über Ringnuten, we?lche an der Hohlwelle und/oder dem Verteilergehäuse in den einander zugewandten Umfäftgsflächen vorgesehen sind, .mit den Anschlüssen des Verteilergehäuses in Ver'bihdüng stehen und andererseits in den Spannzylinde-r zu |

entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens führen^ wo- ]

bei den Verteilerkanälen jeweils ein den Durchgang steuerndes Rückschlagventil zugeordnet ist und die

Adrute: 7» Ulm/Dorun, Tetefon *[· ·^ · ·* iileglimmei . '· Poslsditdilconlo Dinlclonlo

PmUuIi 120», Eiuin(tT»tra£e it (CiI) tÜtS*" Froipit '\J\mdort2u SIuIl₁JrI 7i2 Jl Diruiedw B»nt AC Ulm IM Wi

Rückschlagventile beider Verteilerkäriäle durch den Druck des Arbeitsmediums im jeweils anderen Ver^ teilerkahal gegen die Strömung des Arbeitsmediums geöffnet Werden können ι

Bei aus der FR-PS 14 17 689 bekannten Spannzylinderri dieser Art verlaufen die Verteilerkänäle in der Wand der Hohlwelle und des Zylindergehäuses und sind die Rückschlägventile und der ihnen zugeordnete SteUerünechänismus in einem mit der Hohlwelle umlaufenden besonderen Ventilblock angeordnet, der sich zwischen dem stillstehenden Verteilergehäuse und dem umlaufenden Zylindergehäuse befindet und dadurch die Baulänge des Spannzylinders vergrößert * Das Verteilergehäuse, die Hohlwelle und der hohl ausgebildete Achsstumpf Bind an ihrem vom Zylindergehäuse abliegenden Ende offen, so daß im Prinzip die Möglichkeit besteht > den hohlen Achsstunipf über das Verteilergehäuse hinaus nach hinten zu verlängern und als Indikator für die Epannkolbenverstellung zu verwenden, um so mit Hilfe des Achsstumpfes die Spannkolbenverstellung überwachen zu können.

Aus der DE-PS 19 11 558 ist eine Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen bekannt, die aus einem umlaufenden Spännzylinder und aus einem darin mitumlaüfend angeordneten* axial verschiebbaren Spannkolben sowie aus einem Verteiler besteht, der ein die Anschlüsse für das Arbeitsmedium tragendes Ver-

• . IKI ti It <« « · *

1 « all

• .It «II .41 4

teilergehäuse und eine in den Spannzylinder koaxial eingeführte, mit dem Spänfikolben fest verbundene Vefteilerv/elle umfaßt, auf der das Verteilergehäuse so angeordnet ist, daß die Verteüerv/elle Clarin umlaufen kann. Die in der Wand des Spannzylinders axial verschiebbar gelagerte Verteilerwelle nimmt das Verteilergehäuse bei den Axialverschie^ bungen des Spannkolbens mit und besitzt zv/ei mit den Gehäuseanschlüssen in Verbindung stehende Veilenkanäls, die in den Spannzylinder zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens führen. Jedem Vellenkanal ist ein den Durchgang steuerndes Rückschlagventil zugeordnet, das durch den Druck des Arbeitsmediums im anderen Wellenkanal gegen die Strömung des Arbeitsmediüms geöffnet werden kann. Die beiden Rückschlagventile sind im Spannkolben angeordnet. Bei dieser bekannten Spanneinrichtung kann das an der Axialverstellung des Spannkolbens teilnehmende Verteilergehäuse zur Überwachung der Spannkolbenverstellung dienen. Die Rückschlagventile und ihre Betätigungsmittel finden im bzw. am Spannkolben selbst genügend Platz, so daß die nur die Wellenkanäle enthaltende Verteilerwelle und das Verteilergehäuse trotz fPisfeichender Weite der Wellenkanäle verhältnismäßig geringe Durchmesser haben. Daher können bei einfachem konstruktivem Aufbau und voller Erfüllung der bestehenden Sicherheitsanforderungen komplizierte Dichtungsprobleme, wie sie bei schnell

umlaufenden Spannzylindern mit größerem Durchmesser der Verteilerwelle auftreten, vollständig vermieden werden. Jedoch ist auch bei diesen bekannten Spanneinrichtungen die axiale Baulänge noch immer verhältnismäßig groß, weil sie nicht nur durch die Länge des Zylindergehäuses und des Verteilergehäuses, sondern zusätzlich auch durch die Hublänge des Spannkolbens bestimmt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannzylinder der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er eine möglichst geringe axiale Baulänge aufweist, ohne daß dadurch die Möglichkeit einer einfachen Überwachung der Spannkolbenverstellung beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Verteilerkanäle mit ihren Mündungen und die Rückschlagventile in an sich bekannter Weise im Achsstumpf und im oder am Spannkolben angeordnet sind, daß die Mündungen am Achsstumpf zu je einer sich auf der Innenseite der Hohlwelle befindenden Überströmnut hin geöffnet sind, daß die Überströmnuten axial eine Länge von mindestens gleich dem Verschiebungsspiel des Achsstumpfes in der Hohlwelle besitzen und durch Öffnungen in der Wand der Hohlwelle hindurch an je eint: der Ringnuten angeschlossen sind, und daß die Hohlwelle und der Achsstumpf sowohl zwischen den überströmnuten wie auch zwischen diesen und dem Inneren des

Spannzylinders gegeneinander abgedichtet sind.

Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß trotz Anordnung der Verteilerkanäle und Rückschlagventile mit ihrem Steuermechanismus im Achsstumpf bzw. im oder am Spannkolben und daher optimal geringen Durchmessern des Achsstumpfes, der Hohlwelle und des Verteilergehäuses letzteres an der Axialverstellung des Spannkolbens nicht teilnimmt, so daß die axiale Gesamtbaulänge weder um einen Zwischenblock für die Rückschlagventile noch um den Spannhub des Spannkolbens vergrößert wird. Die axiale Baulänge der Spanneinrichtuig ist somit optimal gering. Der Achsstumpf dreht sich mit der Hohlwelle, so daß die Dichtungseinrichtungen zwischen beiden nicht durch hohe Relativgeschwindigkeiten in Umfangsrichtung beansprucht werden. Gleichzeitig bleibt die Möglichkeit einer Überwachung der Spannkolbenverstellung mit Hilfe des Achsstumpfes im vollen Umfang erhalten.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmnuten axial hintereinander angeordnet sind und die Mündungen der Verteilerkanäle am Achsstumpf axial um die Länge einer Überströmnut und um den Abstand zwischen beiden Überströmnuten auseinander liegen. Zwackmäßig sind die Überströmnuten als Ringnuten

ausgebildet. Sie können trotz ausreichend großen Strömungsquerschnittes radial relativ flach ausgebildet werden, was wiederum eine entsprechend geringe Wandstärke und einen entsprechend geringen Außendurchmesser der Hohlwelle ermöglicht·. Ein weiterer Vorschlag der Erfindung, der zusätzlich eine erhebliche Verkürzung der axialen Baulange insbesondere des Verteilergehäuses gestattet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des einen Verteilerkanales ind^r Stirnfläche des Achsstumpfes liegt und die Hohlwelle im Anschluß an die ^om Spannzylinder entfernter liegende Überströmnut eine Stirnwand aufweist, die das Innere der Hohlvelle abschließt und in der abgedichtet ein mit der Hohlwelle konzentrischer Indikatorstab axial verschiebbar ist, der einerseits an den Achsstumpf angeschlossen ist und andererseits aus dem Verteilergehäuse vorsteht. Bei dieser Ausführungsform bedarf es keiner Dichtungseinrichtung zwischen Achsstumpf und Hohlwelle vor deren Stirnwand jenseits der Überströmnuten, gesehen vom Spannzylinder aus. Im übrigen können das Gehäuse des Spannzylinders, die Hohlwelle und ihre Stirnwand zweckmäßig einstückig ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert,· die einzige Figur zeigt einen Spannzylinder nach der Erfindung im Axialschnitt.

rrtl It

• I I I

• I

• I !

Der in der Zeichnung dargestellte Spannzylinder für Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen besteht zunächst aus einem Zylindergehäuse 1 mit

darin verschiebbarem Spannkolben 2, der vorderseitig mit einem Zapfen 3 aus dem Zylindergehäuse 1 vorsteht, welcher eine Gewindebohrung 3a für die nicht dargesttllte Spannstange der ebenfalls nicht gezeigten Spanneinrichtung aufnimmt. Normalerweise ist das Zylindergehäuse 1 über eine stirnseitige Flanschfläche 1a am Ende der nicht dargestellten Werkzeugmaschinenspindel befestigt und läuft einschließlich des Spannkolbens 2 mit dieser um. Der Spannkolben 2 ist in im einzelnen nicht gezeigter V/eise gegen Relativdrehungen gegenüber dem Zylindergehäuse 1 gesichert.

An den Spannzylinder ist ein allgemein mit 4 bezeichneter Verteiler angeschlossen. Dieser Verteiler besitzt ein stillstehendes, also nicht mit dem Spannzylinder rotierendes Verteilergehäuse 5, das zwei Anschlüsse 6 für das Arbeitsmedium trägt. Im Verteilergehäuse 5 läuft eine Hohlwelle 7 um, auf der axial unverschiebbar mittels Lagern 8 das Verteilergehäuse 1 gelagert ist. Die Hohlwelle 7 ist fest mit dem Zylindergehäuse 1 verbunden, nämlich im Ausführungsbeispiel einstückig mit ihm ausgebildet. In der Hohlwelle 7 ist weiter ein axial durch

die Wand des Zylindergehäuses 1 Verschiebbar durchgeführter Und rückseitig mit dem Sparinkoiben einstückig verbundener Achsstumpf 9 angeordnet j der mit der Hohlwelle 7 umläuft < jedoch in der Hohlwelle 7 axial verschiebbar ist, so daß der Achs-, stumpf 9 an der in der Zeichnung durch den Doppelpfeil 17 angedeuteten Axiälverstellung des Späririkolbens 2 teilnimmt«

Die auf der Innenseite des Verteilergehäuses 5 und auf der Außenseite der Hohlwelle 7 umlaufenden, sich jeweils paarweise deckenden Ringnuten 12, 13 dienen zur Zu- und Abführung des Arbeitsmediums und stehen mit den Anschlüssen 6 für das Arbeitsmedium in unmittelbarer Verbindung. Zwischen der Hohlwelle 7 und dem Verteilergehäuse 6 durchtretendes Lecköl wird in den Kanälen 14 gesammelt un-i durch den Ablauf 15 abgeleitet.

Der Achsstumpf 9 besitzt zwei in den Spannzylinder zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens 2 führende Verteilerkanäle 18, 19· Zur Steuerung des Durchgangs ist jedem Verteiler 18, 19 ein allgemein mit 20 und 21 bezeichnetes Rückschlagventil zugeordnete Diese Rückschlagventile 20, 21 sind am Spannkoibeh 2 angeordnet, und zwar im AusfÜhrungsbeispiel auf der dein Achsstumpf 9 entgegengesetzten Seite des Spannkolbens 2. Im einzelnen sind art die Enden der Verteilerkanäle 18, 19 jeweils eine Ventil-

i I

t t «

t
ι ι

i t t

Mil U

t 4 I

i < III

t I

i I i

kammer 22, 23 angeschlossen, die zu je einer Seite des Spanrikoibens 2 hin mit der Öffnimg 24 b2w. 25 mündet* Jede Kammer 22, 23 besitzt einen Ventilkäfig 26, 27 mit einem Ventilsitz 28, 29 für den mit einer Feder 30, 31 belasteten Ventilteller 32, 33 des Rückschlägventils* Die Ventilkämmern 22j 23 stehen sich zur Achse des Spannkölbens 2 radial gegenüber und sind durch eine Zylindefkämmer 34 verbunden, in der ein verschiebbarer Steuerkolben 35 angeordnet ist* Dieser stößt in Öffnungsrichtung unter die Ventilteller 32, 33 der Rückschlagventile, so daß er zum Öffnen der Rückschlagventile vom Druck des Arbeitsmediums im Verteilerkanal vor jeweils dem anderen Rückschlagventil beaufschlagt ist und jeweils ein Öffnen des von ihm gesteuerten Rückschlagventils gegen die Strömung des Arbeitsmediums bewirkt.

Die Mündungen 10, 11 der Verteilerkanäle 18, 19 am Achsstumpf 9 sind zu £ einer sich auf der Innenseite der Hohlwelle 7 befindenden Überströmnut 16a, 16b hin geöffnet. Die Uberströmnuten 16a, 16b besitzen axial eine Länge von mindestens gleich dem | Verschiebungsspiel des Achss^umpfes 9 in der Hohlwelle 7. Sie sind außerdem durch Öffnungen 12a* 13a in der ¥and der Hohlwelle 7 hindurch an je eine der Ringnuten 12, 13 angeschlossen. Die Hohlwelle 7 Und der Achsstümpf 9 sind sowohl zwischen den Überströmnuten I6ä, 16b selbst bei 37 als auch zwischen den

₁ i i I ..I « 44

Cberströmnuteri und der Zylinderkammer 39 bei 38 gegeneinander so abgedichtet, daß das Arbeitsliediura keinen Kurzschluß zwischen den Überströmnuten 16a, 16b bzw. zwischen diesen Und dem Zylinderinneren 39 erleidet.

tie Überströmnuten 16a, 16b sind im Ausführungsbeiftpiel axial hintereinander angeordnet und als Ringßuten ausgebildet. Die Mündungen 10, 11 der Verteilerkanäle 18, 19 am Achsstumpf 9 liegen axial torn die Lange einer Überströmnut und um den durch 4en Doppelpfeil 36 gekennzeichneten Abstand zwischen beiden Überströmnuten auseinander, so daß die Mündung 10 des Verteilerkanales 18 unabhängig vom ftxialen Verschiebungsspiel des Achsstumpfes 9 immer liur mit der Überströmnut 16a und die Mündung 11 des Verteilerkanales 19 immer nur mit der Ringnut 16b in Verbindung stehen.

Die Mündung 11 des einen Verteilerkanales 19 liegt in der Stirnfläche 9a des Achsstumpfes 9. Die Hohlwelle 7 weist im Anschluß an die vom Spannzylinder Entfernter liegende Überströmnut 16b eine Stirnwand 7a auf, die das Innere 7b der Hohlwelle 7 abschließt. In der Stirnwand 7a ist abgedichtet ein init der Hohlwelle 7 konzentrischer Indikatörstab 41 axial verschiebbar, der einerseits an den Achsstumpf 9 angeschlossen ist und andererseits bei 42 aus dem Verteilergehäuse 5 vorsteht und mit diesem vorstehenden Ende zur Überwachung der axialen Verstellbewe-

It i O « » < I ·

,ί. ,U .!. ί «₄*

gurig des Späniikölbens 2 benutzt v/erden kann* Was im ♦finzelneri aber in de? Zeichnung nicht dargestellt ist» Das Gehäuse 1 des Spannzylinders j die Hohlwelle 7 und ihre Stirnwand 7ä sind einstückig ausgebildet!

Die Funktionsweise der Anordnung läßt sich wie folgt beschreiben:

Durch die Ringnut 13 eintretendes Arbeitsmedium gelangt in die Überströmnut 16b, in den Hohlwellen^ raum 7b, von da in die Mündung 11, weiter in den Verteilerkanal 19 und von dort über das sich unter dem Druck des Arbeitsmediums öffnende Rückschlagventil 21 in die Ventilkammer 23* von v/o es durch die Öffnung 25 in den hinter dem Spannkolben 2 befindlichen Zylinderraum 39 strömt. Das Arbeitsmedium beaufschlagt zugleich von der Seite der Ventilkammer 23 her den Steuerkolben 35, der sich verschiebt und hierbei das Rückschlagventil 20 gegen die Strömung des Arbeitsmediums öffnet, so daß das Arbeitsmedium aus dem vor dem Sparmkolben 2 liegenden Zylinderraum 40 durch die Öffnung 24, die Ventilkammer 22, den Verteilerkanal 18, die Mündung 10, die Überströmnut 16a, die Öffnung 13a und die Ringnut 13«abströmen kann* Der Kolben 2 bewegt sich dabei in die in der Figur- gezeigte Endstellung.

Soll der Kolben 2 zurückbewegt werden, wird der Kreislauf des Aroeitsmediums umgekehrt, so daß nun

das Arbeitsmedium durch den Verteilerkanal 18 zuströmt, das Rückschlagventil 20 öffnet und durch
die Ventilkammer 22 und die Öffnung 24 in den
Zylinderraum 40 strömt. Zugleich betätigt das
Arbeitsmedium den Steuerkolben 35 von der Seite ·
der Ventilkammer 22 her, so daß das Rückschlag- I

ventil 21 öffnet und das im Zylinderraum 39 be- I

findliche Druckmedium durch die Öffnung 25, die =

Ventilkammer 23 und den Verteilerkanal 19 ab- \

strömen kann.

Die so bewirkten axialen Bewegungen des Spannkol- '-., bens 2 erzeugen eine gleiche Axialbewegung des f Achsstumpfes 9 und damit der am Achsstumpf 9 befestigten und aus dem Verteilergehäuse 5 nach \ hinten vorstehenden Indikatorstange 41, so daß j daran durch geeignete nicht dargestellte Fühler ti die Spannkolbenbewegung abgenommen werden kann.

Claims

Schutzansprüche:

1. Umlaufender Spannzylinder mit axial verschiebbarem Spannkolben für Spanneinrichtungen an V/erkzeugmaschinen, mit einem Anschlüsse für · das Arbeitsmedium tragenden Verteilergehäuse, das stillstehend auf einer am Gehäuse des Spannzylinders festen und mit ihm umlaufenden Hohlwelle gelagert ist, in der ein am Spannkolben ! fester Achsstumpf axial verschiebbar ist, und

mit zwei Verteilerkanälen, die einerseits über

Hingnuten, welche an der Hohlwelle und/oder dem Verteilergehäuse in den einander zugewandten Umfangsflachen vorgesehen sind, mit den Anschlüssen des Verteilergehäuses in Verbindung stehen und andererseits in den Spannzylinder zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens führen, wobei den Verteilerkanälen jeweils ein den Durchgang steuerndes Rückschlagventil zugeordnet ist und die Rückschlagventile beider Verteilerkanäle durch den Druck des Arbeitsmediums im jeweils anderen Verteilerkanal gegen die Strömung des Arbeitsmediums geöffnet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkanäle (18, 19) mit ihren Mündungen (10, 11) und die Rückschlagventile (20, 21) in an sich bekannter Weise im Achsstumpf (9) und im oder am Spannkolben (2) angeordnet sind, und daß ce Mündungen (10, 11) am Achsstumpf (9) zu je einer

r ι t
ι ι ι

sich auf der Innenseite der Hohlwelle (7) befindenden Überströmnut (I6a, 16b) hin geöffnet sind, daß die Überströinnuten (i6a, 16b) axial eine Länge von mindestens gleich dem Verschiebungsspiel des Achsstumpfes (9) in der Hohlwelle (7) besitzen und durch Öffnungen (12a, 13a) in der Wand der Hohlwelle (7) hindurch an je eine der Ringnuten (12, 13) angeschlossen sind, und daß die Hohlwelle (7) und der Achsstumpf (9) sowohl zwischen den Überströinnuten (16a, 16b) wie auch zwischen diesen und dem Inneren (39) des Spannzylinders gegeneinander (bei 37, 38) abgedichtet sind.

2. Spannzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmnuten (16a, 16b) axial hintereinander angeordnet sind und die Mündungen (10, 11) der Verteilerkanäle (18, 19) am Achsstumpf (9) axial um diu Länge einer Überströmnut (16a) und um den Abstand (36) zwischen beiden ÜberstrÖmnuten (16a, 16b) auseinander liegen.

3. Spannzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ÜberstrÖmnuten (i6a, 16b) als Ringnuten ausgebildet sind.

4. Spannzylinder nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (11) des einen Verteilerkanales (19) in der Stirnfläche (9a) des Achsstumpfes (9) liegt und die Hohlwelle (7) im

ι Ii ι ir ι 111 it κ ι111 111 ι

III IRItII I

III I I I I I I I I

I III I « I I y I

Anschluß an die vom Spänrizylinder entfernter liegende Überströmnüt (16B) eine Stirnwand (7a) aufweist, die das Innere (7b) der Hohlwelle (7) abschließt Und in der abgedichtet ein mit d§r~ Hohlwelle (?) konzentrischer Indikatörstab (41) axial verschiebbar ist, der einerseits an den Achsstumpf (9) angeschlossen ist Und andererseits aus dem Verteilergehause (5) vorsteht *

Spannzylinder nach Anspruch kj dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) des Spärinzylinders, die Hohlwelle (7) Und ihre Stirnwand (7a) einstückig ausgebildet sind*