EP2451601A1 - Pneumatischer spannzylinder - Google Patents

Pneumatischer spannzylinder

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Publication number
EP2451601A1
EP2451601A1 EP10732635A EP10732635A EP2451601A1 EP 2451601 A1 EP2451601 A1 EP 2451601A1 EP 10732635 A EP10732635 A EP 10732635A EP 10732635 A EP10732635 A EP 10732635A EP 2451601 A1 EP2451601 A1 EP 2451601A1
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EP
European Patent Office
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cylinder
annular bearing
pneumatic clamping
piston
bearing element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10732635A
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French (fr)
Inventor
Helmut Weichler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23B31/302—Hydraulic equipment, e.g. pistons, valves, rotary joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/02—Use of a particular power source
    • B23B2270/027—Pneumatics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T279/00—Chucks or sockets
    • Y10T279/12—Chucks or sockets with fluid-pressure actuator
    • Y10T279/1224—Pneumatic type

Definitions

  • the present invention relates to pneumatic clamping cylinder for
  • Clamping devices on machine tools relate to pneumatic clamping cylinder for clamping devices with a rotatably driven to the work spindle of the machine tool coupled cylinder housing and an axially adjustable in the cylinder chamber of the cylinder housing cylinder piston, which can be adjusted in the cylinder chamber by the application of pressure chambers by means of compressed air.
  • the object of the present invention is to overcome the above-mentioned disadvantages of the conventional clamping cylinder and to provide a pneumatic clamping cylinder, which can be operated permanently and precisely without addition of lubricants.
  • a pneumatic clamping cylinder for clamping devices for a pneumatic clamping cylinder for clamping devices
  • Machine tools with a rotatably driven to the work spindle of the machine tool coupled to the cylinder housing and an axially adjustable in the cylinder chamber of the cylinder housing cylinder piston having a piston collar, and with a first annular
  • Bearing element which is arranged as a bearing between the cylinder piston and the cylinder housing, and a second annular
  • bearing element which is arranged as a bearing between the cylinder piston and the work spindle, this object is achieved in that both the first annular bearing element and the second annular bearing element are designed to have at least a game of 1/100 mm.
  • This embodiment has the advantage that due to the increased clearance of the operation of the clamping cylinder can be ensured, so that satisfy lower requirements for lubrication.
  • the first annular bearing element is arranged on an inner side of the cylinder housing between the cylinder piston and the cylinder housing and the second annular bearing element is arranged on the inside of the work spindle between the cylinder piston and the work spindle, whereby an increased stability is achieved.
  • Clamping cylinder leads and effectively prevents a piston seizure.
  • a third sealing element between the piston collar and the cylinder housing may be arranged.
  • the third sealing element comprises a first sealing part and a second sealing part, which are spaced apart, whereby an increased stability and sealing can be achieved.
  • first sealing element and / or the second sealing element and / or the third sealing element on cavities in which there are lubricants, so that over the life of the sealing elements, the lubricants can be delivered automatically in the lowest dose.
  • first sealing element and / or the second sealing element and / or the third sealing element are formed from polyurethane.
  • first annular bearing element and / or the second annular bearing element are formed from polyethylene.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a pneumatic
  • FIG. 2 is a schematic representation of a pneumatic
  • Fig. 3 is a schematic representation of a pneumatic
  • Figures 1 to 3 show in cross-section schematic representations of various embodiments of pneumatic clamping cylinder 1 according to the present invention.
  • the clamping cylinder 1 is used in the
  • Cylinder piston 6 arranged in the cylinder chamber 5 through the
  • Actuation of pressure chambers can be adjusted by means of supplied compressed air.
  • a first annular bearing member 11 is disposed as a bearing between the cylinder piston 6 and the cylinder housing 3 and a second annular bearing member 12 is disposed as a bearing between the cylinder piston 6 and the work spindle 4, wherein the first annular bearing member 11 on an inner side of the cylinder housing. 3 can be arranged between the cylinder piston 6 and the cylinder housing 3 and the second annular bearing element 12 can be arranged on the inside of the work spindle 4 between the cylinder piston 6 and the work spindle 4.
  • a first sealing element 8 is arranged on an outer side of the cylinder housing 3 between the cylinder piston 6 and the cylinder housing 3 and a second seal member 9 is disposed on the outside of the work spindle 4 between the cylinder piston 6 and the work spindle 4.
  • a third sealing element 10 may be arranged between a piston collar and the cylinder housing 3.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Ein pneumatischer Spannzylinder (1) für Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen (2) weist ein mit der rotierend antreibbaren Arbeitsspindel (4) der Werkzeugmaschine (2) koppelbare Zylindergehäuse (3) und einen in der Zylinderkammer (5) des Zylindergehäuses (3) axial verstellbaren Zylinderkolben (6) auf. Ein erstes ringförmiges Lagerelement (11) ist zwischen dem Zylinderkolben (6) und dem Zylindergehäuse (3) in als ein Lager angeordnet, und ein zweites ringförmiges Lagerelement (12) ist zwischen dem Zylinderkolben (6) und der Arbeitsspindel (4) als ein Lager angeordnet, wobei sowohl das erste ringförmige Lagerelement (11) als auch das zweite ringförmige Lagerelement (12) ausgestaltet sind, ein Mindestspiel von 1/100 mm aufzuweisen.

Description

Pneumatischer Spannzylinder
Die vorliegende Erfindung betrifft pneumatische Spannzylinder für
Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen. Insbesondere betrifft sie pneumatische Spannzylinder für Spanneinrichtungen mit einem mit der rotierend antreibbaren Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine koppelbaren Zylindergehäuse und einem in der Zylinderkammer des Zylindergehäuses axial verstellbaren Zylinderkolben, der in der Zylinderkammer durch die Beaufschlagung von Druckkammern mittels Druckluft verstellt werden kann.
Bei dem Betrieb herkömmlicher pneumatischer Spannzylinder für
Spanneinrichtungen ist es notwendig, der als Druckmittel verwendeten Druckluft fortdauernd Schmierstoffe zuzusetzen, um unter Dauerbetrieb die gewünschte Betriebsdauer für den Spannzylinder sicherzustellen. Allerdings führt diese Zusetzung der Druckluft mit Schmierstoffen zum Einen zu einer Belastung der Abluft mit Schmierstoffresten und zum Anderen zu einer komplizierteren Ausgestaltung der pneumatischen Spannzylinder.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die oben genannten Nachteile der herkömmlichen Spannzylinder zu überwinden und einen pneumatischen Spannzylinder bereit zu stellen, der ohne Zusetzung an Schmierstoffen dauerhaft und präzise betrieben werden kann. Bei einem pneumatischen Spannzylinder für Spanneinrichtungen an
Werkzeugmaschinen, mit einem mit der rotierend antreibbaren Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine koppelbaren Zylindergehäuse und einem in der Zylinderkammer des Zylindergehäuses axial verstellbaren Zylinderkolben, der einen Kolbenbund aufweist, sowie mit einem ersten ringförmigen
Lagerelement, das als ein Lager zwischen dem Zylinderkolben und dem Zylindergehäuse angeordnet ist, und einem zweiten ringförmigen
Lagerelement, das als ein Lager zwischen dem Zylinderkolben und der Arbeitsspindel angeordnet ist, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass sowohl das erste ringförmige Lagerelement als auch das zweite ringförmige Lagerelement ausgestaltet sind, mindestens ein Spiel von 1/100 mm aufzuweisen. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass aufgrund des erhöhten Spiels der Betrieb des Spannzylinders sichergestellt werden kann, so dass für die Schmierung geringere Anforderungen genügen. Bevorzugt ist das erste ringförmige Lagerelement an einer Innenseite des Zylindergehäuses zwischen dem Zylinderkolben und dem Zylindergehäuse angeordnet und ist das zweite ringförmige Lagerelement an der Innenseite der Arbeitsspindel zwischen dem Zylinderkolben und der Arbeitsspindel angeordnet, wodurch eine erhöhte Stabilität erreicht wird. Als günstig hat es sich erwiesen, wenn ein erstes Dichtungselement an einer Außenseite des Zylindergehäuses zwischen dem Zylinderkolben und dem Zylindergehäuse angeordnet ist und ein zweites Dichtungselement an der Außenseite des Zylindergehäuses zwischen dem Zylinderkolben und der Arbeitsspindel angeordnet ist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass eine besonders effektive Abdichtung erreicht werden kann, wobei insbesondere das Zusammenwirken von Mindestspiel und verbesserter Abdichtung zu einer erhöhten Lebensdauer des pneumatischen
Spannzylinders führt und wirkungsvoll einen Kolbenfresser verhindert.
Weiterhin kann ein drittes Dichtungselement zwischen dem Kolbenbund und dem Zylindergehäuse angeordnet sein. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn das dritte Dichtungselement ein erstes Dichtungsteil und ein zweites Dichtungsteil umfasst, die voneinander beabstandet sind, wodurch eine erhöhte Stabilität und Abdichtung erreicht werden kann.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des pneumatischen
Spannzylinders weisen das erste Dichtungselement und/oder das zweite Dichtungselement und/oder das dritte Dichtungselement Hohlräume auf, in denen sich Schmierstoffe befinden, so dass über die Lebensdauer der Dichtungselemente die Schmierstoffe in geringster Dosierung automatisch abgegeben werden können. Als günstig hat es sich erwiesen, wenn das erste Dichtungselement und/oder das zweite Dichtungselement und/oder das dritte Dichtungselement aus Polyurethan gebildet werden. Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, wenn das erste ringförmige Lagerelement und/oder das zweite ringförmige Lagerelement aus Polyethylen gebildet werden. Im Folgenden wird die Erfindung an in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines pneumatischen
Spannzylinders im Querschnitt nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines pneumatischen
Spannzylinders im Querschnitt nach einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines pneumatischen
Spannzylinders im Querschnitt nach einem dritten
Ausführungsbeispiel.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen im Querschnitt schematischen Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele pneumatischer Spannzylinder 1 nach der vorliegenden Erfindung. Der Spannzylinder 1 dient dazu, in den
Zeichnungen selbst nicht dargestellte Spanneinrichtungen an
Werkzeugmaschinen 2 zu betätigen, wozu der Spannzylinder 1 ein
Zylindergehäuse 3 aufweist, das mit der rotierend antreibbaren
Arbeitsspindel 4 der Werkzeugmaschine 2 gekoppelt werden kann. In dem Zylindergehäuse 3 ist in der Zylinderkammer 5 ein axial verstellbarer
Zylinderkolben 6 angeordnet, der in der Zylinderkammer 5 durch die
Beaufschlagung von Druckkammern mittels zugeführter Druckluft verstellt werden kann. Ein erstes ringförmiges Lagerelement 11 ist als ein Lager zwischen dem Zylinderkolben 6 und dem Zylindergehäuse 3 angeordnet und ein zweites ringförmiges Lagerelement 12 ist als ein Lager zwischen dem Zylinderkolben 6 und der Arbeitsspindel 4 angeordnet, wobei das erste ringförmige Lagerelement 11 an einer Innenseite des Zylindergehäuses 3 zwischen dem Zylinderkolben 6 und dem Zylindergehäuse 3 angeordnet sein kann und das zweite ringförmige Lagerelement 12 an der Innenseite der Arbeitsspindel 4 zwischen dem Zylinderkolben 6 und der Arbeitsspindel 4 angeordnet sein kann.
Ein erstes Dichtungselement 8 ist an einer Außenseite des Zylindergehäuses 3 zwischen dem Zylinderkolben 6 und dem Zylindergehäuse 3 angeordnet und ein zweites Dichtungselement 9 ist an der Außenseite der Arbeitsspindel 4 zwischen dem Zylinderkolben 6 und der Arbeitsspindel 4 angeordnet.
Weiterhin kann ein drittes Dichtungselement 10 zwischen einem Kolbenbund und dem Zylindergehäuse 3 angeordnet sein.
Bezugszeichenliste
1 Spannzylinder
2 Werkzeugmaschine
3 Zylindergehäuse
4 Arbeitsspindel
5 Zylinderkammer
6 axial verschiebbarer Zylinderkolben
8 erstes Dichtungselement
9 zweites Dichtungselement
10 drittes Dichtungselement
10a erstes Dichtungsteil
10b zweites Dichtungsteil
11 erstes ringförmiges Lagerelement
12 zweites ringförmiges Lagerelement

Claims

Patentansprüche:
1. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) für Spanneinrichtungen an
Werkzeugmaschinen (2), mit einem mit der rotierend antreibbaren
Arbeitsspindel (4) der Werkzeugmaschine (2) koppelbaren
Zylindergehäuse (3) und einem in der Zylinderkammer (5) des
Zylindergehäuses (3) axial verstellbaren Zylinderkolben (6) sowie mit einem ersten ringförmigen Lagerelement (11 ), das als ein Lager zwischen dem Zylinderkolben (6) und dem Zylindergehäuse (3) angeordnet ist, und einem zweiten ringförmigen Lagerelement (12), das zwischen dem
Zylinderkolben (6) und der Arbeitsspindel (4) als ein Lager angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste ringförmige
Lagerelement (11 ) als auch das zweite ringförmige Lagerelement (12) ausgestaltet sind, ein Mindestspiel von 1/100 mm aufzuweisen.
2. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass das erste ringförmige Lagerelement (11 ) an einer
Innenseite des Zylindergehäuses (3) zwischen dem Zylinderkolben (6) und dem Zylindergehäuse (3) angeordnet ist und dass das zweite ringförmige Lagerelement (12) an der Innenseite der Arbeitsspindel (4) zwischen dem Zylinderkolben (6) und der Arbeitsspindel (4) angeordnet ist.
3. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass ein erstes Dichtungselement (8) an einer
Außenseite des Zylindergehäuses (3) zwischen dem Zylinderkolben (6) und dem Zylindergehäuse (3) angeordnet ist und dass ein zweites Dichtungselement (9) an der Außenseite der Arbeitsspindel (4) zwischen dem Zylinderkolben (6) und der Arbeitsspindel (4) angeordnet ist.
4. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass ein drittes Dichtungselement (10) zwischen einem Kolbenbund und dem Zylindergehäuse (3) angeordnet ist.
5. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das dritte Dichtungselement (10) ein erstes Dichtungsteil (10a) und ein zweites Dichtungsteil (10b) umfasst, die voneinander beabstandet sind.
6. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtungselement (8) und/oder das zweite Dichtungselement (9) und/oder das dritte
Dichtungselement (10) Hohlräume aufweisen, in denen sich
Schmierstoffe befinden.
7. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtungselement (8) und/oder das zweite Dichtungselement (9) und/oder das dritte
Dichtungselement (10) Polyurethan aufweisen.
8. Pneumatischer Spannzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste ringförmige Lagerelement (11 ) und/oder das zweite ringförmige Lagerelement (12) Polyethylen
aufweisen.
EP10732635A 2009-07-07 2010-06-10 Pneumatischer spannzylinder Withdrawn EP2451601A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009026118A DE102009026118A1 (de) 2009-07-07 2009-07-07 Pneumatischer Spannzylinder
PCT/DE2010/075049 WO2011003410A1 (de) 2009-07-07 2010-06-10 Pneumatischer spannzylinder

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Publication Number Publication Date
EP2451601A1 true EP2451601A1 (de) 2012-05-16

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EP (1) EP2451601A1 (de)
KR (1) KR20120099203A (de)
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WO (1) WO2011003410A1 (de)

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