SE522478C2 - Gasfjäder, ingående i en fastspänningsanordning vid en maskinspindel - Google Patents

Description

>;;nn 10 15 20 25 30 35 522 478 2 q | ~ | u Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att ej göra den konstruktiva utformningen av gasfjädern mer komplicerad än vid känd teknik. Åtminstone det primära syftet med föreliggande uppfinning realiseras medelst en gasfjäder och en maskinspindel som erhållit de i de efterföljande självständiga patentkraven angivna särdragen. Föredragna utföringsformer av uppfinningen är definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer två utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, där: Fig 1 visar ett längsgående snitt genom en första utföringsform av en gasfjäder enligt föreliggande uppfinning; Fig 2 visar ett diagram över hur högt oljefilmen stiger vid olika utformning av gasfjäderns hus som funktion av varvtalet; och Fig 3 visar ett längsgående snitt genom en andra utföringsform av en gasfjäder enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Den i Fig 1 visade gasfjädern 1 enligt föreliggande uppfinning innefattar ett generellt cylindriskt hus 3, vilket är avsett att upptas i ett hölje hos en maskinspindel (ej visad). Generellt gäller för gasfjädern att den inte är visad i sin fulla längd, vilket är indikerat i Fig 1 genom brutna linjer. När det gäller de övriga i en maskinspindel ingående komponenterna samt den konstruktiva integreringen av en gasfjäder i en maskinspindel hänvisas till SE-C-515 002, varvid innehållet i detta dokument härmed införlivas i föreliggande beskrivning.

Inuti huset 3 är anordnad en förskjutbar kolv 5, vilken vid sin i Fig 1 övre ände uppvisar ett första cylindriskt ändparti 7, vilket är avtätat mot husets 3 invändiga begränsningsvägg via första och andra tätningar 9 respektive 10, vilka sträcker sig utefter omkretsen av sagda första cylindriska ändparti 7. Tätningarna 9 och 10 har till uppgift m1»- 10 15 20 25 30 35 522 478 3 att avtäta utrymmet mellan det första cylindriska ändpartiet 7 och husets 3 invändiga begränsningsvägg mot ett i gasfjädern 1 inneslutet gasmedium 6. Kolven 5 uppvisar en första central, genomgående kylmedelskanal 4, vilken i området för det första cylindriska ändpartiet 7 delar upp sig i två divergerande delkanaler 4a och 4b.

Det första cylindriska ändpartiet 7 sträcker sig ut genom huset 3. Generellt har det första cylindriska ändpartiet 7 en större diameter än kolven 5 i övrigt. För att förhindra att kolven 5 förskjuts för långt ut ur huset 3 i riktning uppåt i Fig 1 är en stoppring 11 anordnad i huset 3, varvid en runt Omkretsen hos det första cylindriska ändpartiet 7 gående klack 12 kommer till anliggning mot denna stoppring 11. I omrädet för sin fria ände uppbär det första cylindriska ändpartiet 7 en skruv 13 som tillsluter en pàfyllningsnippel 14 för det i huset 3 inneslutna gasmediet 6. Generellt är det första ändpartiet 7 avsett att förbindas med en tryckstång (ej visad) via en första utvändig gänga 21 i omrâdet för det första ändpartiets 7 fria ände. Sagda tryckstàng är. förskjutbart upptagen inuti maskinspindelns hölje, varvid i detta sammanhang hänvisning görs till SE-C-515 002 för information om maskinspindelns konstruktiva uppbyggnad.

Kolven 5 uppvisar ett andra cylindriskt ändparti 15, vilket sträcker sig ut genom den nedre änden i Fig 1 hos huset 3. Sagda andra cylindriska ändparti 15 uppvisar vid sin fria ände en andra utvändig gänga 16, vilken är avsedd att förbindas med en dragstång (ej visad), vilken vid sin från det andra ändpartiet 15 vända ände är försedd med fastspänningsorgan för ingrepp med en verktygskoppling.

Huset 3 är vid sin nedre ände i Fig 1 försett med tredje och fjärde tätningar 17 respektive 18, vilka sträcker sig runt kolvens 5 omkrets och har till uppgift att avtåta utrymmet mellan kolven 5 och husets 3 invändiga begränsningsvägg mot ett i gasfjädern 1 inneslutet gasmedium 6.

Pà ett mellanliggande parti av kolven 5 är anordnad en radiellt utskjutande, runt om gående fläns 19, varvid sagda fläns 19 utgör ett stoppanslag då kolven 5 förskjuts nedåt i Fig 1. Sagda fläns 19 kommer därvid till anliggning mot ett invändigt anslag 20 hos huset 3, varvid anslaget 20 utgörs av »«:«| 10 15 20 25 30 35 522 478 4 en mot kolven 5 utskjutande del som sträcker sig utefter husets 3 invändiga omkrets i anslutning till de tredje och fjärde tätningarna 17 och 18.

Normalt är trycket hos det i gasfjädern 1 inneslutna gasmediet 6 ca 150 bar. Enligt ett för närvarande föredraget handhavande levereras maskinspindlarna 1 med de tillhörande gasfjädrarna l i ”oladdat” tillstànd, dvs utan det under tryck stående gasmediet 6. Anledningen därtill är att gasfjädrar 1 av det aktuella slaget enligt nu gällande bestämmelser ej får fraktas med flyg om de innehåller gasmedium som har ett tryck av storleksordningen 150 bar. Gasfjädrarna 1 ”laddas” normalt innan de levereras ut till kund, varvid sagda gasfjädrar 1 av den anledningen är försedda med en pàfyllningsnippel 14, se Fig 1 eller 3, eller dylikt. Sagda nippel 14 kan självklart även användas i det fall trycket hos gasmediet 6 behöver underhållas eller kontrolleras.

Det utmärkande särdraget för gasfjädern 1 enligt föreliggande uppfinning är att det invändiga utrymmet i huset 3, dvs det utrymme som innesluter ett gasmedium 6, definieras av en begränsningsvägg, vilken i ett nedre parti 8a i Fig 1 vidgar sig koniskt i riktning från husets 3 nedre ände i Fig 1. Alternativt kan detta uttryckas som att det nedre partiet av begränsningsväggen 8a vidgar sig koniskt i riktning mot det ändparti 7 av kolven 5 som har det större tvärsnittet.

Vidgningen sker kontinuerligt. Sàsom framgår av Fig 1 skall halva konvinkeln ligga i intervallet O,1° - 2,0°. I ett övre parti 8b är begränsningsväggen cylindrisk, vilket är nödvändigt för att de första och andra tätningarna 9 och 10 skall fungera tillfredsställande.

Genom att det nedre partiet 8a generellt är koniskt kommer det i gasmediet inblandade smörjmedlet lättare att stiga upp utefter begränsningsväggarna 8a och 8b inuti huset 3, vilket medför att smörjmedlet även smörjer de första och andra tätningarna 9 och 10, vilka är belägna upptill i huset 3 i Fig 1.

För att vidimera betydelsen av att husets 3 inre begränsningsvägg 8a, 8b åtminstone delvis är konisk och vidgar sig uppåt i Fig 1 hänvisas till diagrammet i Fig 2 där empiriska, jämförande försök med en gasfjäder enligt . unna u naan» 10 15 20 25 30 35 522 478 n . , o | u 5 föreliggande uppfinning samt en gasfjäder enligt känd teknik redovisas. I detta diagram anges på den vertikala axeln höjden i mm för oljefilmen på husets 3 insida, dvs hur högt upp på begränsningsväggen 8a, 8b oljefilmen stiger. På den horisontella axeln anges varvtalet för gasfjädern och därmed även för maskinspindeln. Vid studium av diagrammet i Fig 2 inses att vid en jämförelse mellan ett invändigt koniskt hus 3 och ett invändigt cylindriskt hus stiger oljefilmen väsentligt högre vid ett koniskt hus 3, se exempelvis varvtalet 2000 varv/min. Det rör sig om en höjdskillnad på ca 25 mm.

Betydelsen av den mängd smörjolja som har tillsatts illustreras även i Fig 2. Generellt ger en smörjoljemängd på 4 ml, jämfört med en smörjoljemängd på 3 ml, en ökning av höjden för oljefilmen pà drygt 5 mm. I detta sammanhang skall dock påpekas att inblandningen av smörjolja mäste hållas på en relativt låg nivå eftersom kompressibiliteten hos gasmediet minskar vid ökad inblandning av smörjolja.

I Fig 3 visas en alternativ utföringsform av en gasfjäder 101 enligt föreliggande uppfinning. De delar hos gasfjädern 101 som är i princip identiska med motsvarande delar hos gasfjädern 1 har erhållit samma hänvisningsbeteckningar.

Den principiella skillnaden mellan gasfjädern 101 och gasfjädern 1 är utformningen av huset 103 jämfört med huset 3.

Det undre partiet lO8a av den invändiga begränsningsväggen hos huset 103 vidgar sig i riktning uppåt i Fig 3, varvid det undre partiet lO8a dock vidgar sig stegvis och ej kontinuerligt som är fallet vid den i Fig 1 beskrivna utföringsformen. Det övre partiet 8b av den invändiga begränsningsväggen är cylindrisk pà motsvarande sätt som vid utföringsformen enligt Fig 1.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Vid de ovan beskrivna utföringsformerna har angivits vissa detaljer för gasfjäderns 1; 101 samverkan med andra i en maskinspindel ingående komponenter. Emellertid kan dessa detaljer utformas på màngahanda sätt utan att man därför avlägsnar sig från principen för föreliggande uppfinning. »-»-| 522 478 6 Lista över hänvisningsbeteckningar 1 3 5 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Gasfjäder Cylindriskt hus Kolv Första cylindriskt ändparti Första tätning Andra tätning Stoppring Klack Skruv Pàfyllningsnippel Andra cylindriskt ändparti Andra utvändig gänga Tredje tätning Fjärde tätning Fläns Invändigt anslag Första utvändig gänga » o v o »I

Claims (10)

:au-n 10 15 20 25 30 35 522 478 v 1 u - n . en n o u o . | ~ n Q n ~ U v I I' Patentkrav

1. Gasfjäder (l; 101) ingående i en fastspänningsanordning vid en maskinspindel, varvid sagda fastspänningsanordning innefattar en dragstàng, vid dragstångens ena ände anordnade fastspänningsorgan för att vid sagda ände fastspänna en del till en verktygskoppling, varvid gasfjädern (1; 101) utövar en axiellt riktad kraft på dragstàngen i riktning bort från fastspänningsorganen, och att gasfjädern (l; 101) innefattar ett hus (3; 103), en i huset (3; 103) axiellt förskjutbar kolv (5), vilken uppvisar två ändpartier (7, 15), samt ett i huset (3; 103) inneslutet gasmedium (6), k ä n n e t e c k n a d av att husets (3; 103) invändiga begränsningsyta innefattar ett parti (8a; 108a) som vidgar sig i riktning mot det ändparti (7) av kolven (5) som uppvisar ett större tvärsnitt.

2. Gasfjäder (1) k ä n n e t e c k n a d av (8a) vidgar sig koniskt. enligt krav 1, att partiet

3. Gasfjäder (101) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att partiet (108a) vidgar sig stegvis.

4. Gasfjäder enligt något eller några av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att halva konvinkeln ligger i intervallet 0,1° - 2,0°.

5. Gasfjäder enligt något eller några av föregående krav, (5) ändparti (7) med större tvärsnitt uppvisar organ för upptagande av tätningar (9, 10). k ä n n e t e c k n a d av att kolvens

6. Gasfjäder enligt något eller några av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den ände av huset (3) som befinner sig i anslutning till det ändparti av kolven (5) som har ett mindre tvärsnitt organ för upptagande av tätningar (17, 18).

7. Maskinspindel vilken innefattar ett hölje, i vilken en fastspänningsanordning är anordnad, varvid 10 15 20 fastspänningsanordningen innefattar en gasfjäder (l; 101) och en dragstàng, vid dragstàngens ena ände anordnade fastspänningsorgan för att vid sagda ände fastspänna en del till en verktygskoppling, varvid gasfjädern (l; 101) utövar en axiellt riktad kraft på dragstàngen i riktning bort fràn fastspänningsorganen, och att gasfjädern (l; 101) innefattar ett hus (3; 103), 103) (5), vilken uppvisar två ändpartier (7, axiellt förskjutbar kolv 15), (3; 103) inneslutet gasmedium (6), k ä n n e t e c k n a d av en i huset (3; samt ett i huset att husets (3; 103) invändiga begränsningsyta innefattar ett parti (8a; lO8a) som vidgar sig i riktning mot det ändparti (7) av kolven (5) som uppvisar ett större tvärsnitt.

8. Maskinspindel enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att partiet (8a) hos gasfjädern (1) vidgar sig koniskt.

9. Maskinspindel enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att partiet (lO8a) hos gasfjädern (101) vidgar sig stegvis.

10. Maskinspindel enligt något av kraven 7-9, k ä n n e t e c k n a d av att halva konvinkeln ligger i intervallet O,1° - 2,0°.