DE8221839U1

DE8221839U1 - Einrichtung zur Bestimmung des Arbeitsbereiches eines doppeltwirkenden Spannzylinders zur Betätigung von Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen

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Publication number: DE8221839U1
Application number: DE19828221839
Authority: DE
Original assignee: Paul Forkardt GmbH and Co KG
Current assignee: Forkardt Deutschland GmbH
Priority date: 1982-07-31
Filing date: 1982-07-31
Publication date: 1987-09-03
Also published as: DE3228749A1; DE3228749C2; JPH0151282B2; JPS5942209A

Description

Paul For£ardt QmbH & Co. KQ, Rosenatr.44-46, 4000 Düsseldorf 1

Einrichtung zur Bestimaung des Arbeitsbereiches eines doppeltwirkenden Spannzylinders zur Betätigung von Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung but Bestimmung des Arbeitsbereiches eines doppeltwirkenden Spannzylinders zur Betätigung von Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen« insbesondere von auswechselbaren Spannfuttern an Drehmaschinen, deren Atitriebe zur Durchführung der Werkstückbearbeitung bei außerhalb des jeweiligen Arbeitshubes befindlichem Spannzylinder blockiert sind, mit einer mit dem Spannkolben des Spannzylinders verbundenen Schaltstange» deren Bewegung zur überwachung des jeweiligen Arbeitshubes" unter Berücksichtigung von Nachspannhüben überwacht ist.

Kraftspanneinrichtungen· insbesondere kraftbetätiete Backenfutter werden üblicherweise durch einen am Spindelende der Werkzeugmaschine angebauten Druckluft- oder Hydraulikzylinder betätigt. Die Spanneinrichtung und der Spannzylinder sind durch eine Zugstange oder ein Zugrohr fest miteinander verbunden. Der Kolben des Spannsylinders macht beim Offnen und Schließen der Spanneinrichtung einen Hub, der proportionale Bewegungen der Spannelemente zur Folge hat. Die Endlagen des Gesamthubes der jeweiligen Spanneinrichtung sind durch den maximalen Bewegungsspielraum der Spanneinrichtung oder durch den maximal möglichen Weg des Spannkolbens im Spannzylinder vorgegeben.

Für den Fall, daß ein Werkstück fast am Ende des Hubes der Spannelemente gespannt wird, besteht die Gefahr, daß die für die Bearbeitung des Werkstückes erforderliche Spannkraft nicht voll aufgebaut

wird, weil dervtesamtweg der Spanneinrichtung bereits erreicht ist oder durch ein Eingraben der Spannelemente in das Werkstück bzw. durch die beim Einspannen auftretende Deformation des Werkstüoks erreicht wird· In diesen Fällen täuscht die üblicherweise vorhandene Kontrolle des hydraulischen oder pneumatischen Spanndruckes das Vorhandensein einer ausreichenden Spannkraft vor, ohne daß diese tatsächlich vorhanden ist.

um diesen Sicherheitemangel absustellsn, ist ss bekannt, die Stellung des Spannsylinderkolbens stellvertretend für dii» Stellung der &lgr;. : Spannelemente der Spanneinrichtungen zu überwachen. ISu diesem Zweck wird eine mit dem Spannkolben des Spannzylinders verbundene Schaltstange nach hinten aus dem Spannzylinder herausgeführt. Diese Schaltstange betätigt über eine Schaltkurveeinen ©der mehrere eisktriaohe Endschalter. Die Endschalter werden so eingestellt, daß kurz vor Erreichen der Endlagen des Gesamthubes der Spanneinrichtung ein elektrisches Signal abgegeben wird, welches eine bevorstehende unsichere Werkstückeinspannung anzeigt und zum Stillsetzen bzw» zum Blockieren der Antriebe zur Durchführung der Werkstückbearbeitung benutzt wird. Vorzugsweise wird der Spindelantrieb dar Werkzeugmaschine stillgesetzt b£w.blockiert.

( Da die zu überwachenden Gesamthublängen der Spanneinrichtungen je ■■-·■■" nach Bauart der Spanneinrichtung unterschiedlich groß sind, werden beim Stand der Technik auswechselbare Schaltkurven oder verstellbare Endschalter verwendet. Die bekannte Spannwegkontrolle muß deshalb jeweils beim Anbau einer Spanneinrichtung sorgfältig eingestellt werden, bevor die Werkzeugmaschine in Betrieb genommen wird.

In der Praxis kommt es häufig vor, daß eine Spanneinrichtung gegen eine andere ausgewechselt werden muß, beispielsweise ein Spannfutter gegen einen Spanndorn, der einen längeren oder kürzeren Gesamthub als das Spannfutter hat. Hierbei wird es entgegen den Vorschriften manchmal unterlassen, die Schaltkurve zu wechseln bzw. die Endschalter

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•ntspreohend dem veränderten Gesamthub der jeweiligen Spanneinrichtung zu verstellen-» Dies ist darüber hinaus eine Arbeit, welche ⁽, " Sorgfalt und einen gewissen Zeitaufwand erfordert, zumal der Spannsylinder bei neueren Werkzeugmaschinen oft nur schwer zugänglich durch eine Verkleidung abgedeckt ist.

Es ist darüber hinaus bekannt, jede der an eine Werkzeugmaschine anbaubaren Spanneinrichtungen mit einen Codegeber zu versehen, dem ein bestimmter Sollhub zugeordnet ist. Dieser jeweilige Sollhub wird über einen Vergleioher mit den tatsächlichen Hubwexten ,( ) verglichen· Wird bei diesem Vergleich festgestellt_e dafl sich die jeweils angebaute Spanneinrichtung außerhalb ihres Arbeitshubes befindet, erfolgt eine Blockierung des Werkzeugmaschinenantriebes. Diese bekannte Einrichtung stellt infolge der Verwendung codierter Spanneinrichtungen zwangsläufig eine Sonderausführung dar und ist deshalb nur für zukünftige Ausrüstungen von Werkzeugmaschinen verwendbar. Weiterhin birgt sie die Gefahr, daß durch Fehler bei der übertragung des Codes Arbeitsstellungen außerhalb des eigentlichen Arbeitshubes möglich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung des Arbeitsbereiches eines doppeltwirkenden Spannzylinders , x sur Betätigung von Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unter Vermeidung des Auswechselns von Schaltkurven oder Versteilens von Endschaltern und unter Verzicht auf codierte Spanneinriahtungen und die hierzu erforderlichen elektronischen überwachungseinrichtungen eine selbst* tätige Einstellung auf den Arbeitshub der jeweils angebauten Spanneinrichtung unter Berücksichtigung der erforderlichen Nachspannhübe erzielt.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen dem Gesamthub entsprechenden Leerhub der jeweiligen Spanneinrichtung erzeugten, den jeweiligen

manuellen

Arbeitshub begransendan Stellungen dar durch Sensoren überwachten Sehaltstange für die Dauer eines ununterbrochenen Bearbeitungs» Vorganges speicherbar sind und daß diese jeweils einen Nachspannhub gewährleistenden Stellungen der Sohaltstang« bei ein·» Abschalten der Werkzeugmaschine oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung selbsttätig gelöscht werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß bei einem Abschalten der Werkzeugmaschine oder nach einem Wechsel der verwendeten Spanneinrichtung durch einen Leerhub der jeweiligen Spanneinrichtung selbsttätig diejenigen Stellungen der Sehaltstange festgelegt werden, die dem jeweiligen Arbeitshub unter Berücksichtigung der erforderlichen Nachspannhübe entsprechen. Hierzu sind .. _' trarder den einzelnen Spanneinrichtungen zugeordnete Codiereinrichtungen erforderlich, noch ist ein Auswechseln von Schaltkurven oder Verstellen von Endschaltern von Hand durchsufuhren. Das Festlegen der jeweiligen Endstellungen der Schaltstange erfolgt ausschließlich durch einen vor Beginn der eigentlichen Bearbeitung durchzuführenden Leerhub. Die in geeigneter Weise gespeicherten j? Stellungen für den jeweiligen Arbeitshub werden selbsttätig gef löscht, sobald die Werkzeugmaschine abschaltet oder eine Spannelnf richtung ausgewechselt wird.

:, --· Da weder komplizierte elektronische Bauelemente, beispielsweise

Codiereinrichtungen und Code-Übertragungevorrichtungen, verwendet,

noch Sohsltkurven ausgewechselt oder Endschalter verstellt werden müssen, läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung ohne Schwieiig keiten auch an vorhandenen Werkzeugmaschinen nachträglich anbringen, so daß ein universeller Einsatz der erfindungsgemäSen, die Sicher -

: heit erheblich steigernden Einrichtung möglioh ist.

Bei einer bevorzugten Au3führungsform der grfindungsgemäßen Einrich- § tung ist die Schaltstange mit einem Schaltstück mit mindestens zwei

Schaltnocken für jeweils einen Sensor versehen, der einerseits durch das Schaltstück in seine den jeweiligen Arbeitshub begrenzende Endeteilung und andererseits durch einen beim Abschalten der Werkseugaaschine oder bei eines Wechsel der Spanneinrichtung selbst-f tätig wirksam werdenden Stellmotor in eine Nullstellung überfOhrbar ist. !

Mit dieser Weiterbildung der Erfindung wird eine rein mechanische ;

. Speicherung ermöglicht« die nicht auf das Vorhandensein I

i elektronischer Bauelemente angewiesen ist, obwohl es selbstverständ-g

&zgr;- lieh auch möglieh ist, bei der erfindungagemäßen Einrichtung elektro- ^- nisohe Bauelemente su verwenden, insbesondere wann diese bereits | innerhalb der Werkzeugmaschinensteuerung vorhanden sind. j

OemäS einem weiteren Merkmal der Erfindung kann jeder Sensor auf \ einem Schlitten angeordnet sein, der in einer Längsführung eines \ Lagergehäuses entgegen einer Haltekraft verschiebbar ist. Erfindungsgemäß ist jeder Schlitten mit einem mit dem zugehörigen Schaltnocken des Schaltstückes zusammenwirkenden Mitnehmer versehen, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung aus einer geringen Anzahl von Bauteilen besteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der auf \. ' den Schlitten wirkende Stellmotor durch einen Stellzylinder gebildet, dessen über eine Kolbenstange am Schlitten angreifender Stellkolben in Wirkrichtung durch eine Rückstellfeder belastet ,_; und entgegen dieser Rückstellfeder durch Druckmittel in eine Ruhe- \ stellung überführbar ist. Eine derartige Ausbildung dest&fcellmotors } nutzt nicht nur die bei Werkzeugmaschinen üblicherweise in Form . | von Druckluft oder Drucköl vorhandene Energiequelle aus, sondern j stellt darüber hinaus sicher, daß die Rückstellfedern bei einem Abschalten der Werkzeugmaschine oder bei einem Ausfall der Druckmittelquelle die erfindungsgemäße Einrichtung selbsttätig in die Nullstellung überführen, in der ein Wiederanlaufen der Werkzeugmaschine ohne vorherige Bestimmung des jeweils zulässigen Arbeitsbe-

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reiches ausgeschlossen ist.

Bei einer erfindungsgssäoen Weiterbildung sind die in entgegengesetzter Richtung wirkenden Stellxylinder an dem mit den Längsführungen für die die Sensoren tragenden Schlitten versohenen Lagergehäuse angeordnet, das zugleich als Führung und Verdrehsicherung für das ait den Sehaltnocken versehene Sehaltstück atisgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Ausbildung, die weiterhin dadurch verbessert werden kann, daß die Schaltnocken erfindungsgemäS in axialen Aussparungen des Lagergehäuses verdrehsicher geführt sind·

Der in jeder gespeicherten Endstellung der Schaltetange erforderliche Nachspannhub wird erfindungsgemäß dadurch gewährleistet, daB die axiale Erstreckung der Schaltnocken und die Ansprechbarkeit der Sensoren aufeinander abgestimmt sind. Bei der Verwendung berührungsloser Qrenztaster als Sensoren sorgt deren aktive Schaltzone, die vor der Erreichung des mechanischen Aneohlages einen Sehalt·.» impuls abgibt, für die Einhaltung des Naehspannhubes,. Werden dagegen elektromeohanische Endschalter üblicher Bauart verwendet, kann durch entsprechende Auflaufschrägen dafür gesorgt werden, daß ein den Arbeitshub begrenzender Sohaltimpuls bereits abgegeben wird, bevor der den Endschalter tragende Schlitten seine durch Anschlag &Ggr; ) begrenzte Endstellung erreicht.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird insgesamt der Vorteil erreicht, daß jegliche Fehler bei der Einstellung oder Umstellung des jeweiligen Arbeitshubes ausgeschlossen sind, weil der geamthub der jeweiligen Spanneinrichtung selbsttätig vermessen und abgesidisrt wird, wodui'Oh sich eine wesentlich gesteigerte Betriebssicherheit ergibt. Außerdem entfällt der Zeitaufwand für das Einstellen oder Uisatellen von Sensoren, weil für das selbsttätige Fe&egr;&igr;tlegen des aktuellen Arbeitshubes der jeweiligen Spanneinrichtung nur ein einmaliges Betätigen des Spann- und Lösevorganges notwendig ist,

was als Funktionskontrolle der Spanneinrichtung vor Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine sowieso durchgeführt wird. Durch da? selbsttätige Löschen der zuvor festgelegten Endstellungen der Schaltstange bei einem Abschalten der Werkzeugmaschine oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung wird zuverlässig verhindert, daß die Werkzeugmaschine mit einem fehlerhaft eingestellten Arbeitshub anläuft, weij. sich die Sensoren in diesem Pail in ihrer Nullstellung befinden, die den Arbeitshub Null zur Folge hat, so daß jede Stellung der Schaltstange als unzulässig angesehen wird, weshalb es zwangsläufig erforderlich ist, vor Beginn des Bearbeitungavorganges einen Leerhub zur Festlegung des jeweiligen Arbeitsbereiches durchzuführen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen doppeltwirkenden j Spannzylinder zur Betätigung eines Backenfutters und

mit einer Einrichtung zur Bestimmung des jeweiligen Arbeitsbereihes,

Fig. 2 eine der Fig.l entsprechende Darstellung, mit einem anstelle des Backenfutters angebauten Spanndorn,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das in den Pigel und 2 in einer

Seitenansicht dargestellte Ausfuhrungsbeispiel der j ¹V ) Einrichtung zur Bestimmung des Arbeitsbereiches,

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig.3, Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit zur Verdeutlichung des Nachspannhubes eines berührungslosen

Grenztasters und

Fig. 6 eine der Fig.5 entsprechende Darstellung bei der Verwendung eines elektromechanischen Endschalters,

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Die Zeichnung seigS in den Pig.l und 2 eine Spindel 1 einer im übrigen nicht dargestellten Drehmaschine, an deren vorderem Flansch eine Spanneinrichtung 2 befestigt ist. Diese Spanneinrichtung 2 wird in Pig*l durch ein Backenfutter gebildet. Auf der Zeichnung sind der Futterkörper 2a und eine aus Grund- und Aufsatzbaeke bestehende Spannbacke 2b su erkennen« Der Antrieb der Spannbacken 2b erfolgt durch einen Futterkolben 2c» der axial verschiebbar im Futterkörper 2a geführt ist und über ein Keilgetriebe ait den Grundbacken der Spannbacken 2b im Eingriff steht.

Aufgrund der Konstruktion deqSpanneinrichtung 2 ergibt sich ein Qe samt hub H der Spanneinrichtung 2, der in Fig.l unterhalb der Spanneinrichtung 2 eingetragen ist.

Um bei einem Einspannen eines Werkstückes zwischen den Spannbacken 2b sowohl von auSen als auch von innen den Aufbau der für die jeweilige Bearbeitung erforderlichen Haltekraft zu garantieren, muß ausgeschlossen werden, daß sich der Futterkolben 2c am vorderen oder hinteren Ende seines Qesamthubes H befindet, bevor die notwendige Spannkraft aufgebaut ist. Wegen einer möglichen Deformation des Werkstückes oder eines Eingrabens der Backenverzahnungen in das Werkstück muß in jedem Fall dafür gesorgt werden, daß noch ein Zusatzweg der Spannbacken 2b möglioh ist-, wenn diese am Werkstück

C.. anliegen. Aus diesem Grunde ergibt sich der Arbeitshub A durch

&iacgr; beidseitige Verringerung des Gesamthubes H durch einen sogenannten

■I Nachspannhub N.

j Zur Betätigung der Spanneinrichtung 2 ist an einem hinteren Flansch

] la der Spindel 1 ein mit der Spindel 1 umlaufender Spannzylinder

befestigt, dessen Kolben 3a über eine Kolbenstange 3b und eine

; Betätigungsstange 4 mit dem Futterkolben 2c verbunden ist. Bei diese

: Spannzylinder 3 handelt es sich um einen doppeltwirkenden Zylinder,

* beispielsweise einen Hydraulikzylinder, dem das Dru -nittel über ein

uruukmittelüberleitungsgehäuse 5 zugeführt wird. Dieses Druckmittel-

Überleitungsgehäuse 5 besitzt eine mit der Spindel 1 und dem Spannzylinder 3 unlaufende Welle, in welcher die entsprechenden Bohrungen sum Spannxylinder 3 ausgebildet sind, sowie ein stillstehendes, auf der rotierenden Welle gelagertes Gehäuse, welches die Druckmittelanschlüsse für eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Druokmittelquelle trägt.

über die jeweilige Stellung des Kolbens $a innerhalb des Spann- &igr; cylinders 3*>* wird die zugehörige Stellung des Futterkolbens 2c I und damit der Spannbacken 2b festgestellt· Zu diesem Zweck ist I der Kolben 3a des Spannzylinders 3 mit einer Schaltstange 6 verbun- ■ den, die aus dem Spannzylinder 3 heraus und durch die Welle des Druckmittelüberleitungsgehäuses 5 hindurohgefOhrt ist· Am freien Ende dieser Schaltstange 6 ist gemäß Fig.3 mittels Kugellagern 7 ein Schaltstück 8 angeordnet, das swim dargestellten Ausfuhrungs -beispiel mit zwei Schaltnocken 8a und 8b versehen ist. Diese radial vom Schaltstttck38 abstehenden Schaltnocken 8a und 8b sind in axialen Aussparungen.9a eines Lagergehäuses 9 geführt, so daß -das Schaltstück 8 zwar durch die Schaltstange 6 in Längsrichtung mitgenommen wird, über seine Schaltnocken 8a und 8b jedoch gegen Verdrehang gesichert ist. Die Verwendung der Kugellager 7 ist hierbei erforderlich, weil sich die Schaltstaig* 6 beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem an der Spindel 1 der Werkzeugmaschine befestigten Spannzylinder 3 dreht.

Jeder der Schaltnocken 8a bzw. 8b arbeitet mit einem Sensor 10a i bzw. 10b zusammen, der jeweils an einem Schlitten 11 angeordnet f ist. Jeder der beiden Schlitten 11 ist in einer Längsführung 9b ^: des Lagergehäuses 9 verschiebbar, und zwar entgegen der Klenmkraft einer Tellerfeder 12, die zwischen dem Kopf einer in den Schlitten 11 eingeschraubten Schraube 13 und einer außen an einem Teil des Lagergehäuses 9 anliegenden Unterlegscheibe 14 angeordnet ist.

Nach dem Anbau der in Form eines Baokenfutters in Fig.l dargestellten Spanneinrichtung 2 an die Spindel 1 wird durch ein vollständiges

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-10-"

Offnen und Schließen der Spannbacken 2b mittels de» Spannzylinders 3 der Gesamthub H der Spanneinriohtug 2 auf den Spsinnzylinder 3 übertragen. Unterhalb dieses Spannzylinders 3 ist in Fig.l der mögliche Gesamtweg G des Kolbens 3a des Spannzylinders 3 eingezeichnet. Innerhalb dieses GesamtwegeB G liegt der Gesamthub H der angebauten Spanneinrichtung 2.

Bei diesem Leerhub der angebauten Spanneinrichtung 2 werden die die Sensoren 10a bsv· 10b tragenden Schlitten 11 entgegen der Klemmkraft der Tallerfedern 12 in eine Stellung verschoben, die dem Gesamthub H entspricht« Zu diesem Zweck ist der in den Figuren am oberen Teil des Lagergehäuses 9 angeordnete Schlitten 11 mit einem Mitnehmer 11a versehen, der an der liken Stirnfläche des Schaltnocken* 8a zur Anlage kommt, wogegen der am unteren Teil des Lagergehäuses 9 angeordnete Schlitten 11 einen Mitnehmer lib besitzt, der mit der rechten Stirnfläche des Schaltnockens 8b zusammenwirkt.

Im linken Teil der Fig.l ist zu erkennen, daß durch eine Bewegung des Kolbens 3a nach links über die Kolbenstange 6 und den Schaltnocken 8a des Sohaltstückes 8 der den Sensor 10a tragende Schlitten Ii nach linke in sine Stellung verschoben worden ist, die das linke Ende des Gesamthubes H repräsentiert. Durch die anschließende Bewegung des Kolbens 3a nach rechts wurde über den Schaltnocken 8b des Sohaltstückes 8 der den Sensor 10b tragende Schlitten 11 nach rechts in eine das andere Ende des Gesamthubes H repräsentierende Stellung mitgenommen. Der auf diese Weise durchgeführte Leerhub | der Spanneinrichtung 2 hat somit zu einer Speicherung der den Gesamthub H definierenden Stellungen der Schaltstange 6 und damit auch der entsprechenden Stellungen des Futterkolbens 2c geführt. f

Damit die Schlitten 11 vor jedem Leerhub zur Definierung des Gesamthubes H in eine Nullstellung überführt werden, sind am

Lagergehäuse 9 Stellmotoren angeozäiet. Beim Ausführungsbeispiel

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gemäß Fig»3 werden diese Stellmotoren jeweils durch einen Stell« zylinder 15 gebildet, der ebenfalls am Lagergehäuse 9 angeordnet bzw. ausgebildet ist. In jedem Stellzylinder 15 ist ein Stellkolben 15a mit einer Kolbenstange 15b angeordnet, die aus dem Gehäuse des Stelleylinders 15 herausragt und am zugehörigen Schlitten il angreifen lenn»um diesen Schlitten 11 über seinen Mitnehmer 11a bzw. 11b an den zugehörigen Schaltnocken 8a bzw. 8b des Schaltstückes 8 anzudrücken. Dieses Andrücken wird durch eine im Inneren der Kolbenstange 15b angeordnete Rückstellfeder 15c erreicht, die sich einerseits an der Kolbenstange 15b und andererseits an einem f-\ VerschluBdeokel 15d abstützt, der den Kolbenraum des Stellzylinders V 15 abschließt. Die Rückstellfeder 15c wird stets dann wirksam, wenn das den Stellkolben 15a entgegengesetzt zur Wirkrichtung der Rückstellfeder 15c wirksame Druckmittel abgeschaltet wird, wie dies beispielsweise beim Stillsetzen der Werkzeugmaschine oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung 2 erfolgt. In dieser Situation drücken die beiden in entgegengesetzter Richtung wirksamen Stellkolben 15a der Stellzylinder 15 die beiden Schlitten 11 gegen die Schaltnocken 8a und 8b des Schaltstückes 8, so daß die Sensoren zuverlässig in eine Nullstellung gelangen_s die eine Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine so lange verhindert, so lange die Sensoren 10a und 10b nicht durch einen erneuten Leerhub der jeweils angebauten Spanneinrichtung 2 in ihre den Gesamthub H defi-(O nierenden Stellungen überführt worden sind.

Auf die voranstehend beschriebene Weise werdenssomit die beiden Kndstsllungen des Gesamthubes H der Spanneinrichtung 2 gespeichert. Um däü Bereich beider Endstellungen den erforderlichen Nachspannhub N sisherzustellen,wird die in Fig.5 dargestellte Situation ausgenutzt. Die Fig.5 zeigt mit strichpunktierten Linien an der Stirnfläche des als berührungsloser Grenztaster ausgebildeten Sensor 10a dessen aktive Schaltzone. Sobald der ebenfalls in Fig.5 erkennbare Schaltnocken 8a in den Bereich dieser aktiven Schaltzone kommt, wird bereits der erforderliche Schaltimpuls des Sensors 10a ausgelöst. Zwischen diesem Auelösen des Schaltimpulses und der kör-

perliehen Anlage dea Schaltnocken 8a am zugehörigen Mitnehmer 11a liegt somit der gewünschte Nachspannhub N, der ebenfalls in Pigc5 eingezeichnet ist. Die voranstehend beschriebene Einrichtung erlaubt auf diese Weiae eine Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine nur innerhalb des in Fig.l eingezeichneten Arbeitshubes A, der sich vom Qesamthub H durch die Subtraktion der beiden Kachspannhüb« N unterscheidet.

Eine entsprechende Wirkung kann auah erzielt werdea» wenn als Sensor iöa bsw. iöb kein berührungslose? Gren»t»stsr gssäS Fig.5» }J sondern ein elektromeohanisoher Endschalter 16 verwendet wird, wie dies in Fig.6 dargestellt ist. Der Stößel l6a dieses Bndschalters 16 wird ebenso wie der Schaltnocken 8a mit AuflaufsohrSgen vers*hei Die Fig.6 zeigt mit unteren strichpunktierten Linien dia Ausgangef st silting des dachförmigen StUSsIs i6a, die dieser SfcöBsl ±6a

I annimmt» wenn der nicht vom Schaltnocken 8a berührt wird. Wird der I Stößel l6a dagegen vom Schaltnocken 8a in die mit ausgezogenen I Linien dargestellte Stellung verschoben, erfolgt der Schaltimpuls· I Dieser wird demgemäß abgegeben» bevor der Mitnehmer lia des zuge-&iacgr; hörigen Schlittens 11 am Schaltnocken 8a anliegt. Wenn der Sfcös-

f sei 16a in eeine obere Endlage überführt wird, die mit der oberen

j strichpunkties-ten Linie dargestellt ist und ir. der Schaltnocken 8a

i / &Lgr; und Mitnehmer 11a aneinander anliegen, erfolgt kein weiterer &iacgr; ^l--.- Schalt impuls. Auf diese Weise wird wie beim berührungslosen Grens h taster auch beim elektromechanischen Endschalter 16 erreicht, dafl t der Gesamthub H an beiden Seiten durch Nachapannhübe N auf den f Arbeitshub A verringert wird.

I Mach der voranstehend beschriebenen Speicherung des Gesamthubes H

F bzw. des Arbeitshubes A der jeweils an die Spindel 1 angebauten Spanneinrichtung 2 durch die verschiebbaren Sensoren 10a und 10b ist eine Bewegung des Kolbens 3a des Spannzylinders 3 nur noch im Bereich des Arbeitshubes A möglich. Befindet sich der Kolben 3a außerhalb dieses gespeicherten Arbeitshubes A, wird ein Anlaufen bestimmungsgemäße

· · ■ ■

der Spindel 1 durch die Maschinensteuerung verhindert. Außerdem | würde die Werkzeugmaschine abgeschaltet, wenn durch unvorhergesehene Umstände der Kolben 3a den gespeicherten Arbeitshub A verlassen * sollte·

Wenn die mit dem Backenfutter geiläß Fig.i durchzuführenden Bearbeitungevorgänge beendet sind, kann das Backenfutter gemäß Pig.l beispielsweise durch einen Spanndorn ersetzt werden, wie er in Fig.2 dargestellt ist. Dieser Spanndorn besitzt einen in einem | Gehäuse 2d axial verschiebbaren Spannkolben 2e. Eine Axialbewegung &xgr; ₍V dieses Spannkolbens 2e bewirkt- über di*ft?,^s-2 erkennbar« Schräg- f flächen eine Spann- bzw. Lösebewegung von Spannstücken 2f, die < zwischen Druckstiften 2g und einer Kugschraube 2h eingespannt sind.

In Fig. 2 sind unterhalb der als Spanndorn ausgefüllten Spanneinrichtung 2 ebenfalls der Gesamthub IL und de? zulässige Arbeite- ^: hub A. eingezeichnet, wobei sich der Arbeitshub A. vom Oesamthub H₁ wiederum durch zwei NachspannhUbe N unterscheidet. Durch einen vollständigen Bewegungszyklus zum öffnen und Schließen des Spanndorne 8 wird wiederum der zum Spanndorn gehörende Oesamt hub H₁ durch die Sensoren 10a und 10b festgelegt. Die Einzeichnung die-

see Gesamthubes H₁ in den Qesamtweg G des Spannzylinders 3 in Fig.2 zeigt, daß der Gesamthub H₁ des Spanndornes rieht nur kleiner ist als der Gesamthub H des zuvor aufgespannten Backenfutters, sondern auch in einem anderen Bereich des Gesamtweges G des Kolbens) 3a liegt.

Durch eine Berücksichtigung der Nachspannhübe N werden somit nicht i nur die Endstellungen der Schaltstange 6 des für den Spanndorn : möglichen Gesamthubes H₁ gespeichert, sondern auch der zugehörige Arbeitshub A₁. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Kolben 3a des Spannzylinders 3 nach Speicherung der Werte des angebauten Spanndorne3 ausschließlich innerhalb des nunmehr zulässigen Arbeitshube&bgr; A₁ liegen kann, wenn die Werkzeugmaschine betrieben &ngr;

wird. Insbesondere eine Drehbewegung der Spindel 1 wird nur zugelassen, wenn sich der Kolben 3a innerhalb des für den Spanndorn festgelegten Arbeitshubes A₁ befindet.

Um eine Nullstellung der Sensoren 10a und 10b nicht nmr bei einem Stillsetzen der Werkzeugmaschine, sondern aueh bei einem Wechsel der an die Spindel 1 angebauten Spanneinrichtung 2 bei eingeschalteter Druckmittelversorgung sicherzustellen, kann neben dem Flansch der Spindel 1 ein berührungsloser Endschalter 17 angeordnet werden, der durch die rückwärtige Planfläche der jeweils angebauten Spanneinrichtung 2 bedämpft wird. Wird diese Spanneinrichtung 2 abgenommei gibt der Endschalter 17 einen Impuls ab* der die Zufulsr dss Druck·= mittels zu den Stellkolben 15a der Stellzylinder 15 unterbricht und durch die auf diese Weise wirksam werdenden Rückstellfedern 15c bewirkt, daß die Sensoren 10a und 10b in die Nullstellung überführt werden. In dieser Nullstellung sind die beiden Sensoren 10a und 10b durch die Schaltnocken Sa und 8b bedämpft, so daß kein zulässiger Arbeitshub A bzw. A. existiert und die Werkzeugmaschine nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn der jeweilige Arbeitshub A der angebauten Spanneinrichtung 2 durch Ausführen eines Leerhubes ermittelt und durch die Stellung der Sensoren 10a und 10b gespeichert wird. Eine Pehlbedienung und ein unzulässiger Betriebszustand der Werkzeugmaschine und der jeweils angebauten Spanneinrichtung 2 sind deshalb ausgeschlossen, da die Werkzeugmaschine nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn der der jeweils angebauten Spanneinrichtung 2 zugehörende Arbeitshub A bzw. A₁ ermittelt worden ist, wobei diese Ermittlung auf einfache Weise durch Ausführen eines Leerhubes der jeweils angebauten Spanneinrichtung &Sgr; erfolgt.

• * 11 * &igr; < >

• &bgr; III

• * III

• · III*

Bezugsziffernliste &sgr;

	G	Spindel	Gesamtweg
	&EEgr;,&Bgr;	Flansch	T₁ Gesatathub
	&Agr;,&Lgr;	Spanneinrichtung	.j Arbeitshub
	N	Futterkörper	Nachspannhub
1	Spannbacke	12 Tellerfeder
la	Futterkolben	13 Sehraube
2	Gehäuse	14 Unterlegscheibe
2a	Spannkolben	15 Stellaylinder
2b	Spannstück	15a Stellkolben
2c	Druckstift	15b Kolbenstange
2d	Zugschraube	15c Rückstellfeder
2e	Spannzylinder	15d Verschlußdeckel
2f	Kolben	l6 Endschalter
2g	Kolbenstange	16a 'Stößel
2h	Betätigungsstange	17 Endschalter
3
3a
3b
4
5	Druckmittelüberleitungsgehäuse
6	Schaltstange
7	Kugellager
8	Schaltstück
8a	Schaltnocken
8b	Schaltnocken
9	Lagergehäuse
9a	Aussparung
9b	Längsführung
10a	Sensor
10b	Sensor
11	Schlitten
11a	Mitnehmer
lib	Mitnehmer

Claims

patentanwälte
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Kaiser-Friedrich-Ring 70 I ^l ./· * I ^l '.OlH.-lUO. WOLFRAM WATZKE

D-4000 DÜSSELDORF 11 " "* " DIPL.-ING. H E I N Z J. RING

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS UnserZrichen: 23 257 Datum: 31 . Juli 1987

Paul Forkardt GmbH & Co KG

(neue) Ansprüche

1. Einrichtung zur Bestimmung des Arbeitsbereiches eines doppeltwirkenden Spannzylinders zur Betätigung von Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen, insbesondere von auswechselbaren Spannfuttern an Drehmaschinen, deren Antriebe zur Durchführung der Werkstückbearbeitung bei außerhalb des jeweiligen Arbeitshubes befindlichem Spannzylinder blockiert sind, mit einer mit dem SpannkoJben des Spannzylinders verbundenen Schaltstange, deren Bewegung zur Überwachung des jeweiligen Arbeitshubes unter Berücksichtigung von Nachspannhüben überwacht ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaltstange (6) Sensoren (10a,10b) zur Überwachung der durch einen dem Gesamthub (H,H,) entsprechenden Leerhub der jeweiligen Spanneinrichtung (2) erzeugten, den jeweiligen Arbeitshub (A,A,) begrenzenden Stellungen der Schaltstange (6) zugeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (6) mit einem Schaltstück (8) mit mindestens zwei Schaltnocken (8a,8b) für jeweils einen Sensor (10a,10b) versehen ist, der einerseits durch das Schaltstück (8) in seine dem jeweiligen Arbeitshub (A,&Agr;_&khgr;) begrenzende Endstellung und andererseits durch einen beim Abschalten der Werkzeugmaschine oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung (2) selbsttätig wirksam werdenden Stellmotor (15) in eine

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Nullstellung überführbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (10a, IQb) auf einem Schlitten (11) angeordnet ist, der in einer Längsführung (9b) eines Lagergehäuses (9) entgegen einer Haltekraft verschiebbar ist.
4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (11) mit einem mit dem zugehörigen Schaltnocken (8a,8b) des Schaltstückes (8) &igr; zusammenwirkenden Mitnehmer (11a,lib) versehen ist.

f\
5. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,

\ dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Schütten (11)

wirkende Stellmotor durch einen Stellzylinder (15) gebildet ist, dessen über eine Kolbenstange (15b) am Schlitten (11)

* angreifender Stellkolben (15a) in Wirkrichtung durch eine

\ Rückstellfeder (15c) belastet und entgegen dieser

Rückstellfeder (15c) durch Druckmittel in eine Ruhestellung

:, überführbar ist.
6. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in entgegengesetzter Richtung wirkenden Stellzylinder (15) an dem mit den Längsführungen (9b) für die dis Sensoren (10a,10b) tragenden Schlitten (11)

O versehenen Lagergehäuse (9) angeordnet sind, das zugleich als Führung und Verdrehsicherung für das mit den -Schaltnocken (8a,8b) versehene Schaltstück (8) ausgebildet ist.
7. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocken (Sa,8b) in axialen Aussparungen (9a) des Lagergehäuses (9) verdrehsicher geführt sind.

W/sl