DK174221B1 - Spindeldok - Google Patents

Description

DK 174221 B1

Opfindelsen angår en spindeldok til til udførelse af drejearbejde berég'nede maskiner eller automater, såsom drejebænke eller drejemaskiner og lignende, og af den art, som er angivet i den indledende del af krav 1.

Der kendes en spindeldok af den indledningsvis nævnte art, og som med henblik på 5 bevægelse af spændetangens eller -patronens kæber arbejder med hydraulik. Dette er o ikke helt tilfredsstillende, hvis drejebænken eller drejemaskinen skal arbejde ved omdrejningstal på 6.000 o/m og derover, og det stangformede drejemateriale, der skal bearbejdes på maskinen, og som strækker sig gennem hovedspindelen, midlertidigt skal kunne slippes af spændetangen eller -patronen med henblik på fremføring af drejematerialet og 10 så fikseres igen i spændetangen eller -patronen. Erfaringer har vist, at den indretning, der leder hydraulikvæsken frem, uhyre let løber varm, og at metalflader, som løber varme, meget hurtigt brænder sammen. Varme fra rulle- eller glidelejer eller fra olietætninger m. v. i hydrauliksystemet overføres til drejebænken- eller maskinens hovedspindel og drejematerialet og påvirker bænkens eller maskinens kapabilitet (dvs. evne til at 15 overholde de til de færdige emner stillede tolerancekrav). Varmen giver altså problemer med de færdige emners målfasthed.

Fra beskrivelsen til fransk patent nr. 1.028.286 kendes en spindelkonstruktion, hvor en spændepatron i en spændeklo er aksialt forbundet med en hul træk- og trykstang, og hvor et trykluftpåvirket stempel omkranset af et cylindrisk hus bevæger stangen. Huset, 20 akselen og kloen er i drejefast forbindelse. Træk- og trykstangen med spændepatronen er ligeledes i drejefast forbindelse med stemplet. Ved stemplets aksiale frem- og tilbagegående forskydning vil spændepatronen og kloen gå i ind- og udgreb. Et med stangen coaksialt hus for lejer og trykluftforsyning forskydes med stangens aksielle bevægelse.

Selve trykluften ledes frem til for- og bagside af stemplet via huset. Denne konstruktion, 25 som er fra 1953, er ikke helt tilfredsstillende, fordi den - hver gang det stangformede drejemateriale skal skubbes frem klar til drejning af et nyt emne - kræver, at spindelens omløbstal reduceres helt ned til 200 o/m. Dette betyder, at produktionstiden per drejet DK 174221 B1 2 enhed bliver forholdsvis lang. Desuden er træk-trykstangen forsynet med kanaler, hvilket svækker dens styrke.

Det er formålet med opfindelsen at anvise en spindeldok af den indledningsvis nævnte art, som muliggør hurtig gribning og frigørelse af et stangformet drejemateriale ved 5 hjælp af spændetangen eller -patronen (idet drejematerialet passerer gennem den hule hovedspindel), alt mens hovedspindelen roterer med hastigheder over 6.000 o/m, og det uden at der indtræder varmløbning af de roterende dele, og uden at man behøver at reducere spindelens omløbstal under spændetangens/-patronens frigørelse og fremføring af drejemateriale og fornyet gribning af sidstnævnte.

10 Spindeldokken ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Herved opnås en meget præcis og driftssikker styring af det nævnte stempels aksialbevægelse, så at træk-trykstangen kan bevæges meget nøjagtigt, hvorved igen spændetangens eller spændepatronens kæber (klør) kan føres pålideligt radialt ud og ind i forhold til drejematerialet, og det medens hovedspindelen vedvarende roterer 15 med højt omløbstal (over 6000 o/m). Det er altså ikke nødvendigt ved fremføring af drejemateriale til et nyt emne at reducere spindelens omløbstal. Desuden opnås ved hjælp af trykluft en meget pålidelig bortledning af varme ved gasventilbøsningens lejedele og coaksialbøsningen. Ved anvendelse af nævnte coaksialbøsning kan træk-trykstangen holdes fri for trykluftkanaler, hvilket styrker spindeldokkens driftssikkerhed.

20 Ifølge opfindelsen kan coaksialbøsningen udgøres af en cylindrisk del og en radialt forløbende kravedel, via hvilken sidste coaksialbøsningen kan være skruet fast på spæn-decylinderen. Herved opnås en meget simpel konstruktion.

Ifølge opfindelsen kan det første kanalsystem udgøres af en i gasventilbøsningen anbragt første indre ringrille, en i coaksialbøsningen anbragt langsgående boret kanal, en radial 25 og en skrå kanal i spændecylinderen og en hjælpekanal i en på spændecylinderen anbragt holdestift for stemplet, hvilken hjælpekanal kommunicerer med den side af stemplet, 3 DK 174221 B1 som er fjernest fra gasventilbøsningen, Herved opnås en yderst pålidelig tilføring af trykluft til det fjerneste rum ved stemplet.

Ifølge opfindelsen kan det andet kanalsystem udgøres af en i gasventilbøsningen anbragt anden indre ringrille, en i coaksialbøsningen anbragt langsgående boret anden kanal, en 5 anden radial kanal i spændecylinderen og en mellem denne kanal og det nær coaksialbøsningen værende stempelrum forløbende, i hovedsagen langsgående kanal. Herved opnås en yderst pålidelig tilføring af trykluft til det nær ved coaksialbøsningen værende stempelrum.

Fremdeles kan ifølge opfindelsen gasventilbøsningen holdes på plads på coaksialbøsnin-10 gen ved hjælp af en på sidstnævnte fast anbragt aksiallejering. Herved opnås en meget pålidelig fastholdelse af gasventilbøsningen på coaksialbøsningen.

Endelig kan der ifølge opfindelsen i forbindelse med nogle med trykstudsene forbundne trykluftkilder være tilvejebragt programstyreorganer til styring af lufttrykket til trykstudsene, hvorhos der til trykstudsene kan være tilsluttet en pressostat til standsning 15 af el-motoren, hvis trykluftens tryk under spindeldokkens drift falder til under en vis grænse, f.eks. 4,5 bar. Herved opnås, at hovedspindelen straks vil standse, hvis trykluft-kilderne viser faldende tryk. Ved hjælp af de nævnte programstyreorganer kan gribnin-gen og slipningen af drejematerialet ske i overensstemmelse med et nøje fastlagt bear-bejdningsprogram på drejebænken eller -maskinen.

20 Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en udførelsesform for spindeldokken ifølge opfindelsen, set i længdesnit.

Den i fig. 1 viste spindeldok, som er beregnet til maskiner eller automater, hvorpå der kan udføres drejearbejde - der kan f.eks. være tale om drejebænke eller drejemaskiner (f.eks. CNC maskiner) - omfatter et hus 1 med en hul hovedspindel 2, hvorpå der er 4 DK 174221 B1 monteret en remskive 3 for et ikke-vist el-motordrevet remtræk. Eventuelt kan elmotoren være direkte sluttet til hovedspindelen. I hovedspindelen 2 er der anbragt en hul træk-trykstang 5 til styring af flere kæber bl.a. 7a, 7b i en på hovedspindelens forende 2a monterede spændepatron (centrerpatron) 7. Der kan eventuelt være tale om kæber i 5 en spændetang. Som vist er remskiven (eller i givet fald el-motoren) monteret ved hovedspindelens 2 bagparti 2b.

På den bagudvendende flade 9 af remskiven og/eller den bagudvendende flade 2c af hovedspindelen 3 er der påmonteret en sammen med remskiven og/eller hovedspindelen roterbar, af to eller flere dele 10,11, 12 opbygget spændecylinder 13.1 dennes cylindri-10 ske hulrum (der som vist kan være indvendigt aftrappet) er der anbragt et roterbart cylindrisk stempel 14 (der som vist kan være aftrappet svarende til det førnævnte hulrum). Stemplet er stift forbundet med træk-trykstangen 5. Uden på en med spændecylin-deren 13 stift forbundet coaksialbøsning er der stationært monteret en gasventilbøsning 18.1 denne er der indvendigt monteret lejedele i form af lejeringe 19 og 20, som løber 15 direkte uden på den cylindriske lejeflade på coaksialbøsningen. Lejedelene 19 og 20 er af Iuftgennemtrængeligt materiale. Til dette materiale ledes der via trykstudse 22 og 23 trykluft ind til fladerne udvendigt på coaksialbøsningen og indvendigt i lejedelene, således at der her dannes en trykluftpude.

I coaksialbøsningen 15 findes der et første trykluftkanalsystem bestående af kanaler 25, 20 26, 27, 28 og 29 til styret tilføring af trykluft til den ene side 14a af stemplet. I coaksial-bøsningens 15 væg og spændecylinderens væg 12 findes et andet trykluftkanalsystem 31, 32, 33, 34 til styret tilføring af trykluft til den anden side 14b af stemplet 14.

Coaksialbøsningen 15 kan som vist bestå af en cylindrisk del 15a og en radialt forløbende kravedel 15b, ved hjælp af hvilken coaksialbøsningen er skruet fast på spændecylin-25 deren 13 (egentlig på delen 12) ved hjælp af skruer 39 og 40.

5 DK 174221 B1

Som vist kan det første kanalsystem udgøres af en i gasventilbøsningen 18 anbragt første indre ringrille 42, en i coaksialbøsningsdelen 15a anbragt langsgående boret kanal 26, en radial 27 og en skrå kanal 28 i spændecylinderen 13 og en hjælpekanal 29 i en på spændecylinderen 13 anbragt holdestift 44 for stemplet 14. Hjælpekanalen 29 kommuni-5 cerer med den side 14a af stemplet 14, som er fjernest fra gasventilbøsningen 18.

Spindeldokkens andet kanalsystem kan udgøres af en i gasventilbøsningen 18 anbragt anden indre ringrille 46, en i coaksialbøsningsdelen 15a anbragt langsgående boret anden kanal 32, en anden radial kanal 33 i spændecylinderen 13 (nærmere bestemt i dennes del 12) og en mellem kanalen 27 og det nær coaksialbøsningen værende stempelrum (dvs.

10 det stempelrum, der befinder sig ved stempelsiden 14b) forløbende, i hovedsagen langsgående kanal 34.

Gasventilbøsningen 18 kan som vist holdes på plads på coaksialbøsningsdelen 15a ved hjælp af en på sidstnævnte anbragt aksiallejering 47 samt coaksialbøsningens radiale del 15b. Ved enderne af gasventilbøsningen findes der også aksiallejer 50, 51.

15 Det bemærkes, at når spindeldokken er i funktion, vil den ved lejerne opvarmede luft sive bort fra spindeldokken gennem snævre spillerum mellem spindeldokkens dele.

I forbindelse med trykluftkildeme er der normalt anbragt programstyreorganer 22a, 23a, 62a og 63a til styring af lufttrykket til trykstudsene 22, 23, 62 og 63. Til disse trykstudse kan der være tilsluttet en ikke-vist pressostat til sikring af, at den førnævnte el-motor 20 stopper, hvis trykluftens tryk under driften falder under en vis grænse, f.eks. 4,5 bar, så at hovedspindelen standser omdrejningerne, og drejebænken eller -maskinen går i stå.

Som man vil se, er det muligt ved hjælp af tryklufttilførslen til trykstudsene 62 og 63 at regulere den radiale bevægelse af stemplet 14, alt medens hovedspindelen og træktrykstangen roterer (det bemærkes, at træk-trykstangen tvangsmæssigt roterer sammen 25 med hovedspindelen via holdestiften 44). Den frem- og tilbagegående bevægelse af træk- 6 DK 174221 B1 trykstangen 2 medfører ændringer i den radiale position af klørene 7a, 7b på spænde-patronen 7, og denne indstilling af kløeme foregår, medens hovedspindelen roterer med høj hastighed, typisk 6000 o/m eller højere. Det stangformede drejemateriale, som ikke er vist, befinder sig inden i træk-trykstangen 2 og kan altså gribes af kløeme 7a, 7b og 5 klemmes fast (medens drejematerialet roterer). Medens drejematerialet befinder sig i denne tilstand kan det bearbejdes på drejebænken eller -maskinen. Når materiale til et nyt emne skal fremføres, indstilles stemplet 14 til en position, hvor kløeme frigiver stangmaterialet. Et stykke stangmateriale af passende størrelse kan så - via ikke viste midler - fremføres gennem træk-trykstangen. Når den korrekte mængde stangmateriale 10 er kommet ud af spændepatronen (til venstre i figuren) føres via stemplet 14 og træktrykstangen 2 kløeme 7a, 7b igen radialt indad til fastklemning af materialet, hvorefter der påny kan foretages drejeoperationer på drejebænken eller -maskinen. Maskinen har i øvrigt følgende fordele: trinløs variabel spændekraft (ved kløeme 7a og 7b under drift fra 0 til maksimal 15 værdi) (den maksimale spændekraft afhænger af den valgte spændecylinderdiameter) kort byggelængde, som forhindrer udbøjning af hovedspindelen 2 ingen belastning af hovedspindelens lejer ingen varmeudvikling hidrørende fra spændecylinderen ingen tab ved cyklustiden ved drejematerialets fremføring (de- og acceleration af 20 hovedspindelen er ikke nødvendig, selv ved de største spindelhastigheder) byggeomkostningerne i forbindelse med maskinen er forholdsvis lave, fordi man undgår et kostbart hydraulikanlæg 7 DK 174221 B1 lave driftsomkostninger grundet ringe trykluftforbrug; sidstnævnte kan typisk ligge på ca. 25 1/min.

Claims (6)

8 DK 174221 B1

1. Spindeldok til til udførelse af drejearbejde beregnede maskiner eller automater, såsom drejebænke eller drejemaskiner og lignende, og som omfatter et hus (1) med en 5 hul hovedspindel (2), hvorpå der er monteret en el-motor og/eller en remskive (3) for et el-motordrevet remtræk, og hvor der i hovedspindelen er anbragt en hul træk-trykstang (5) til styring af kæberne (7a, 7b) i en på hovedspindelens forende (2a) monteret spændetang eller -patron (7), og hvor remskiven eller el-motoren er monteret ved hovedspindelens bagende (2b), og hvor der på remskivens (3) og/eller hovedspindelens (2) 10 bagudvendende flade (9, henholdsvis 2c) er påmonteret en sammen med remskiven (3) og/eller hovedspindelen (2) roterbar, af to eller flere dele (10, 11, 12) opbygget spænde-cylinder (13), og hvor der i sidstnævntes cylindriske hulrum er anbragt et roterbart, på træk-trykstangen (5) fast monteret cylindrisk stempel (14), og hvor der i tilslutning til dette stempel (14) er monteret en stationær gasventilbøsning (18),kendetegnet 15 ved, at den stationære gasventilbøsning (18) er monteret uden om en med spændecylinderen (13) stift forbundet coaksialbøsning (15), idet der mellem coaksialbøsningen (15) og nogle i gasventilbøsningen (18) monterede lejedele (19, 20) - hvilke sidste er af gasgennemtrængeligt materiale - findes en på i og for sig kendt måde etableret trykluftpude, og at der i coaksialbøsningens væg (15a) og spændecylinderens væg (12) findes 20 et første trykluftkanalsystem (25, 26, 27, 28, 29) til styret (63a) tilføring af trykluft til den ene side (14a) af stemplet (14), og at der i coaksialbøsningens væg (15) og spændecylinderens væg (12) findes et andet trykluftkanalsystem (31, 32, 33, 34) til styret (62) tilføring af trykluft til den anden side (14b) af stemplet (14).

2. Spindeldok ifølge krav 1,kendetegnet ved, at coaksialbøsningen (15) 25 udgøres af en cylindrisk del (15a) og en radialt forløbende kravedel (15b), via hvilken sidste coaksialbøsningen er skruet (39, 40) fast på spændecylinderen (12). DK 174221 B1 9

3. Spindeldok ifølge kravene 1 eller 2,kendetegnet ved, at det første kanalsystem udgøres af en i gasventilbøsningen anbragt første indre ringrille (42), en i coaksi-albøsningen anbragt langsgående boret kanal (26), en radial (27) og en skrå kanal (42) i spændecylinderen (13) og en hjælpekanal (29) i en på spændecylinderen anbragt holde- 5 stift (44) for stemplet (14), hvilken hjælpekanal kommunicerer med den side (14a) af stemplet (14), som er fjernet fra gasventilbøsningen (18).

4. Spindeldok ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at det andet kanalsystem udgøres af en i gasventilbøsningen (18) anbragt anden indre ringrille (41), en i coaksialbøsningen anbragt langsgående boret anden kanal (32), en anden radial kanal 10 (33) i spændecylinderen (12) og en mellem denne kanal og det nær coaksialbøsningen (15) værende stempelrum forløbende, i hovedsagen langsgående kanal (34).

5. Spindeldok ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at gasventilbøsningen (18) holdes på plads på coaksialbøsningen (15) ved hjælp af en på sidstnævnte fast anbragt aksiallejering (47).

6. Spindeldok ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at der i forbindelse med nogle med trykstudse forbundne trykluftkilder er anbragt programstyreorganer (22a, 23a, 62a, 63a) til styring af lufttrykket til trykstudsene (22, 23, 62, 63), og at der til trykstudsene er tilsluttet en pressostat til standsning af el-motoren, hvis trykluftens tryk under spindeldokkens drift falder til under en vis grænse, f.eks. 4,5 bar. 20