SE525190C2 - Gasfjäder med dragstång i två stycken - Google Patents

Description

20 25 30 35 525 190 v» -q 2 Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att monteringen av gasfjädern enligt föreliggande uppfinning i en maskinspindel skall förenklas. Åtminstone det primära syftet med föreliggande uppfinning realiseras medelst en gasfjäder som erhàllit de i det efterföljande självständiga patentkravet 1 angivna särdragen. Föredragna utföringsformer av uppfinningen är definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer ett exempel på känd teknik samt en utföringsform av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig A. visar en maskinspindel enligt känd teknik, i vilken ingår en gasfjäder enligt känd teknik samt en kraftförstârkare enligt känd teknik; Fig 1 visar en maskinspindel, i vilken ingår en gasfjäder enligt föreliggande uppfinning samt en nyutvecklad kraftförstârkare; Fig 2 visar i detalj väsentliga komponenter hos kraftförstärkaren i utgångsläge; Fig 3 visar separat två i kraftförstärkaren ingående kilar; Fig 4 visar i detalj de väsentliga komponenterna hos kraftförstärkaren i ett mellanliggande läge; Fig 5 visar i detalj de väsentliga komponenterna hos kraftförstärkaren i ett läge där kraften stegras; och Fig 6 visar en detalj av en i kraftförstärkaren ingående dragstàng.

Detaljerad beskrivning av känd teknik samt en föredragen utföringsform av uppfinningen Den i Fig A visade maskinspindeln innefattar ett hölje B, vilket är rotationssymmetriskt med avseende på en längsgående centrumaxel C-C hos maskinspindeln. Höljet B uppvisar en invändig, genomgående kanal D, vilken har ett cirkulärcylindriskt tvärsnitt och är symmetrisk med avseende pà centrumaxeln C-C, dvs centrumaxeln C-C utgör även centrumaxel för kanalen D, vilken uppvisar varierande tvärsnitt utefter sin längd för att möjliggöra montering av de -anøn 10 15 20 25 30 35 525 3 olika i maskinspindeln ingående komponenterna. I kanalen D är anordnad en i maskinspindeln ingående fastspänningsmekanism som består av en gasfjäder E, en kraftförstärkare F samt ett fastspänningsorgan G, varvid kraftförstärkaren F är belägen mellan gasfjädern E och fastspänningsorganet G. Såsom framgår av Fig A är en första dragstång H hos gasfjädern E och en andra dragstång I hos kraftförstärkaren F inbördes förbundna medelst ett gängförband J, vilket således är beläget mellan gasfjädern E och kraftförstärkaren F. På den del av första dragstången H som befinner sig utanför ett hus K hos gasfjädern E är ett stopporgan L i form av en ring anbringat.

Den i Fig 1 visade maskinspindeln innefattar ett hölje 1, vilket är rotationssymmetriskt med avseende på en längsgående centrumaxel C-C hos maskinspindeln. Höljet 1 uppvisar en invändig, genomgående kanal 3, vilken har ett i huvudsak cirkulärcylindriskt tvärsnitt och är symmetrisk med avseende på centrumaxeln C-C, dvs centrumaxeln C-C utgör även centrumaxel för kanalen 3, vilken uppvisar varierande tvärsnitt utefter sin längd för att möjliggöra montering av de olika i maskinspindeln ingående komponenterna. I kanalen 3 är anordnad en i maskinspindeln ingående fastspänningsmekanism som består av en gasfjäder 5, en kraftförstärkare 7 samt ett fastspänningsorgan 9, varvid kraftförstärkaren 7 är belägen mellan gasfjädern 5 och fastspänningsorganet 9.

Gasfjädern 5 innefattar ett hus 6 med ett gavelparti 8, vid gasfjäderns 5 vänstra ände i Fig 1.

Såsom framgår av Fig 1 sträcker sig en i ett stycke utförd första dragstång 10 från gasfjäderns 5 högra ände till området för kraftförstärkaren 7. Därvid är den första i en axiellt sig ll, dragstàngens 10 vänstra ände i Fig 1 upptagen sträckande urtagning 4 hos en andra dragstång relativ vilken den första dragstången 10 kan röra sig i sin längdriktning en begränsad sträcka. En mellan den första dragstàngens 10 vänstra ände och en urtagning hos den andra dragstången 11 anordnad fjäder 12 dämpar denna rörelse. När den första dragstången 10 förskjuts åt vänster i Fig 1 kommer fjädern 12 att skjuta den andra dragstången 11 likaså åt vänster innan flänsen 17 hos den första dragstången 10 kommer i kontakt med den andra dragstången 11. Vid sin vänstra ände i naaøn W U 20 25 30 35 525 190 4 Fig 1 uppvisar den andra dragstàngen 11 en hangänga 13, vilken samverkar med en hongänga 14 hos ett aktiveringsorgan 15 hos fastspänningsorganet 9. Hangängan 13 och hongängan 14 bildar således ett första gängförband. Den andra dragstàngen 11 ingàr i kraftförstärkaren 7 och både den andra dragstàngen 11 och aktiveringsorganet 15 är axiellt förskjutbara i kanalen 3 hos höljet 1.

Fastspänningsorganet 9 innefattar även segment 16, vilka i en inledande fas av montering eller demontering av ett verktyg är stationära relativt höljet 1 i dess längdriktning.

Dessa segment 16 påverkas av aktiveringsorganet 15 när detta förskjuts axiellt i kanalen 3, varvid segmentens 16 fria ändar rör sig i radiell och axiell led och effektuerar fastspänning exempelvis av typen Coromant Capto®. i detalj. dragstàngen 10 av en verktygskoppling, Detta är känd teknik som därför ej beskrivs Såsom framgår av Fig 1 är den första försedd med en fläns 17 i det område av den första dragstàngen 10 som befinner sig mellan gasfjäderns 5 hus 6 och kraftförstärkaren 7. Vid det i Fig 1 visade läget av maskinspindeln har flänsen 17 kommit till anliggning mot den vänstra änden av gasfjädern 5, dvs mot gavelpartiet 8. Vid sin passage genom gasfjäderns 5 gavelparti 8 i Fig 1 är den första dragstàngen 10 avtätad på konventionellt sätt.

I omrâdet för gasfjäderns 5 högra ände i Fig 1 är den första dragstàngen 10 försedd med en hangänga 18, vilken samverkar med en hongänga 19 hos en i gasfjädern 5 ingående kolv 20, vilken är förskjutbar relativt huset 6 hos gasfjädern 5. Därvid är kolven 20 pà konventionellt sätt avtätad mot huset 6, varvid huset 6 och kolven 20 definierar ett invändigt utrymme 21 hos gasfjädern 5, i vilket utrymme ett gasmedium, normalt kvävgas, är inneslutet. Gasmediet har ett tryck som är högre än atmosfärstrycket.

Vid en jämförande studie av maskinspindeln enligt Fig A och Fig 1 framgår att maskinspindeln enligt Fig 1 har en mindre längd än den kända maskinspindeln enligt Fig A. Detta har àstadkommits genom att gängförbandet J respektive 18/19 mellan delarna hos dragstàngen H respektive 10 har olika position i maskinspindeln. Därigenom har en förkortning av längden hos den första dragstàngen 10 àstadkommits jämfört med nun:- 10 15 20 25 30 35 525 190 5 längden hos dragstången H. Det vid kolven 20 anordnade gängförbandet 18/19 har anordnats utan att denna del av den första dragstången 10 har behövt förlängas, dock har en smärre ökning av diametern gjorts i samband med anordnandet av gängförbandet 18/19. Denna ökning av diametern har dock ej någon betydelse i praktiken.

Maskinspindeln enligt föreliggande uppfinning innefattar även en kraftförstärkare 7, vilken kommer att beskrivas mer i detalj nedan med hänvisning till Fig 2-6.

Kraftförstârkaren 7 innefattar den utanför huset 6 hos gasfjädern 5 belägna delen av den första dragstången 10 samt den andra dragstången 11, vilka således är axiellt förskjutbara i kanalen 3 hos höljet 1. Kraftförstârkaren 7 innefattar även ett antal uppsättningar av samverkande kilar, varvid kraftförstärkaren 7 innefattar tre sådana uppsättningar som är jämt fördelade utefter omkretsen av den invändiga kanalen 3.

Varje uppsättning samverkande kilar hos kraftförstärkaren 7 innefattar en första kil 22 samt en andra kil 23, tillhörande försänkning 24 i den första dragstången 10. varvid dessa kilar 22 och 23 är anordnade i en Därigenom reduceras det radiella utrymmesbehovet för varje 23.

I Fig 3 visas kilarna 22 och 23 separat. Den första uppsättning kilar 22, kilen 22 uppvisar en första glidyta 31, en andra glidyta 32, en tredje glidyta 33 och en fjärde glidyta 34, varvid den fjärde glidytan 34 är belägen i papperets plan i Fig 3.

Samtliga dessa glidytor är plana. De inbördes vinklarna mellan närliggande glidytor är företrädesvis trubbiga. Den andra kilen 23 uppvisar en femte glidyta 35 och en sjätte glidyta 36, varvid dessa båda glidytor 35, 36 likaså är plana. Den inbördes vinkeln mellan dessa glidytor 35, 36 är företrädesvis trubbig. Den andra kilen 23 uppvisar även en första stödyta 41 och en andra stödyta 42, varvid dessa stödytor 41, 42 i den visade utföringsformen har en utsträckning vinkelrätt mot varandra. Den andra kilen 23 uppvisar även en sidoyta 43 med en inskärning 44, varvid sidoytan 43 generellt har en utsträckning tvärs de femte och sjätte glidytorna 35, 36. |»nao 10 15 20 25 30 35 525 190 6 Företrädesvis uppvisar glidytorna och sidoytorna hos kilarna 22 och 23 en friktionsreducerande beläggning.

Den i kraftförstärkaren 7 ingående andra dragstången 11 är försedd med ett antal radiella spår 50, se Fig 6, varvid antalet spår 50 motsvarar antalet uppsättningar kilar, dvs en uppsättning kilar 22, 23 är upptagen i varje spår 50. Såsom framgår av Fig 6 har spåret 50 generellt en avlång form i den andra dragstàngens 11 längdriktning och spåret 50 vidgar sig mot sin ena ände i axiell led av den andra dragstången ll, varvid den första kilen 22, vilken samverkar med denna ände av spåret 50 har en motsvarande form. Försänkningen 24 är även försedd med en vulst 51 pà sin ena sidovägg, varvid denna vulst 51 är avsedd att samverka med inskärningen 44 hos den andra kilen 23. Dessutom uppvisar spåret 50 i området för sin vidgade ände en åttonde glidyta 58, vilken generellt har en utsträckning tvärs maskinspindelns centrumaxel C-C.

I kraftförstärkaren 7 ingår även ett mothåll 55 i form av en hylsa, vilken är anordnad i den invändiga kanalen 3, varvid mothållet 55 anligger mot en klack 56 i den invändiga kanalen 3. Vid sin från klacken 56 vända ände uppvisar mothållet 55 en lutande, att samverka med den första glidytan 31 hos den första kilen sjunde glidyta 57, vilken är avsedd 22. Den första plana glidytan 31 och den sjunde plana glidytan 57 har en lutning av ca 45° mot maskinspindelns centrumaxel C-C. Mothållet 55 är stationärt monterat i den invändiga kanalen 3, dvs mothållet 55 anligger permanent mot klacken 56.

Den ovan beskrivna kraftförstärkaren 7 fungerar pà följande sätt. I Fig 2 visas kraftförstärkaren 7 i utgångsläge, varvid den andra dragstången 11 med sin fria ände anligger mot flänsen 17 hos den första dragstången 10. I detta läge är alltså den första dragstången 10 förskjuten maximalt åt vänster i Fig 2, varvid detta sker medelst en extern hydraulkolv (ej visad) eller dylikt, vilken ansätts mot den första dragstàngens 10 högra ände, se Fig 1. Förskjutningen åt vänster av den andra dragstången 11 sker mot verkan av det i gasfjädern 5 inneslutna tryckmediet. Därvid är segmenten 16 i sina radiellt innersta lägen och ett önskat verktyg kan monteras på fastspänningsorganet 9. När den externa hydraulkolven avlägsnas eller medger den första dragstången 10 an... 10 15 20 25 30 35 525 190 7 att röra sig åt höger i Fig 2 kommer den i Fig 4 visade övergångsfasen att inledas. Därvid kommer den direkta anliggningen mellan den andra dragstàngen ll och flänsen 17 hos den första dragstàngen 10 att upphöra. Förskjutningen åt höger i Fig 4 av den första dragstàngen 10 medför att det sker en inbördes förskjutning av den andra plana glidytan 32 hos den första kilen 22 relativt den femte plana glidytan 35 hos den andra kilen 23. Den andra plana glidytan 32 hos den första kilen 22 och den femte plana glidytan 35 hos den andra kilen 23 har en lutning av ca 65° mot maskinspindelns centrumaxel C-C. Därvid kommer den första kilen 22 att röra sig radiellt utåt, vilket innebär att den första plana glidytan 31 hos den första kilen 22 kommer att förskjutas längs den sjunde plana glidytan 57 hos mothållet 55 samtidigt som den fjärde plana glidytan 34 hos den första kilen 22 förskjuts relativt den åttonde plana glidytan 58 hos spåret 50 i den andra dragstàngen 11. Eftersom mothållet 55 är stationärt kommer den radiella förskjutningen utåt av den första kilen 22 att innebära att det sker en viss axiell förskjutning åt höger i Fig 4 av den andra dragstàngen 11.

En fortsatt relativförskjutning mellan den första kilen 22 och den andra kilen 23 innebär att samverkan mellan den andra plana glidytan 32 och den femte plana glidytan 35 upphör, varefter den tredje plana glidytan 33 hos den första kilen 22 kommer till samverkan med den sjätte plana glidytan 36 hos den andra kilen 23, kraftförstärkningsfasen inletts. Eftersom den tredje glidytan se Fig 5. Därmed har själva 33 och den sjätte glidytan 36 har en väsentligt mindre lutning relativt maskinspindelns centrumaxel C-C än den andra glidytan 32 och den femte glidytan 35 kommer relativförskjutningen mellan den tredje glidytan 33 och den sjätte glidytan 36 att generera en mindre radiell förskjutning utåt av den första kilen 22 vid motsvarande axiella förskjutning av den första dragstàngen 10 jämfört med den ovan beskrivna relativförskjutningen mellan den andra glidytan 32 och den femte glidytan 35. Detta medför en utväxling som resulterar i en kraftförstärkning, vad gäller den axiella kraft som påförs den andra dragstàngen 11, när det sker en övergång fràn samverkan mellan den andra glidytan 32 och den femte glidytan »vu-o n-aao 10 15 20 25 35 till samverkan mellan den tredje glidytan 33 och den sjätte glidytan 36. Vid samverkan mellan den tredje glidytan 33 och den sjätte glidytan 36 sker överföringen av kraften till den andra dragstàngen pà motsvarande sätt, dvs den första glidytan 31 hos första kilen 22 samverkar med den sjunde glidytan 57 hos mothàllet 55 och den fjärde glidytan 34 hos den första kilen 22 överför den axiella kraften till den åttonde glidytan 58 hos den andra dragstàngen 11.

Generellt gäller att de inbördes samverkande glidytorna 32 och 35 respektive 33 och 36 hos de samverkande kilarna 22, 23 är parallella med varandra, varigenom säkerställs en fullgod ytkontakt. Även den första glidytan 31 hos den första kilen 22 är parallell med den sjunde glidytan 57 hos mothàllet 55.

Vid studium av Fig 6 inses att den samverkande utformningen av spàrets 50 vidgade del och koniciteten hos den första kilen 22 gör att kilen 22 ej kan förskjutas axiellt utan enbart radiellt relativt den andra dragstàngen ll. När det gäller den andra kilen 23 är den sàsom ovan påpekats försedd med en inskärning 44 som i monterat läge av den andra kilen 23 samverkar med en vulst 51 hos försänkningen 24.

Därigenom säkerställs att den andra kilen 23 följer med den första dragstàngen 10 när denna rör sig från läget enligt Fig 5 till läget enligt Fig 2.

W U 20 25 30 35 525 190 9 Tänkbara modifikationer av uppfinningen Vid den ovan beskrivna utföringsformen är den första dragstángen 10 och kolven 20 förbundna medelst ett gângförband. Emellertid kan man inom ramen för föreliggande uppfinning även tänka sig alternativa sätt att demonterbart förbinda den första dragstángen 10 och kolven 20, varvid i exemplifierande och ej begränsande syfte kan nämnas en bajonett koppling, varvid denna låses i sammankopplande läge med exempelvis någon typ av làsskruv.

Det är inte heller nödvändigt att gängförbandet är beläget i anslutning till kolven 20 utan i màn av utrymme kan gängförbandet exempelvis vara beläget pá ett mellanliggande område av den första dragstángen 10.

Lista över hänvisningsbeteckningar Hölje Kanal Gasfjäder Kraftförstärkare Fastspänningsorgan Första dragstàng Andra dragstàng Gängförband Hus Stopporgan Hölje Genomgående kanal Gasfjäder Kraftförstärkare N 4 W M* H Ü W Q H Z C) W M Ü W Gavelparti 9 Fastspänningsorgan 10 Första dragstàng ll Andra dragstàng 12 Fjäder 13 Hangänga 14 Hongänga 15 Aktiveringsorgan 16 Segment 17 Fläns nova: 20 18 19 20 21 22 23 24 31 32 33 34 35 36 41 42 43 44 50 51 55 56 57 58 525 190 10 Hangänga Hongänga Kolv Invändigt utrymme Första kil Andra kil Försänkning Första glidyta Andra glidyta Tredje glidyta Fjärde glidyta Femte glidyta Sjätte glidyta Första stödyta Andra stödyta Sidoyta Inskärning Radiella spår Vulst Motháll Klack Sjunde glidyta Åttonde glidyta

Claims (5)

10 15 20 25 30 en nu n o H a .. . 1 ~~ nu u u u: . n- , ø~ Q . u | .en u n»- ~. 0 :nu o n s u v u s n n v a o u . 1- n u ll n » e : u nu Patentkrav

1. Gasfjäder ingående i en maskinspindel med ett för en verktygskoppling, varvid (6), en med den första dragstången fastspänningsorgan (9) en i huset anordnad (10) axiellt förskjutbar i innefattar ett hus (10), sammankopplad kolv (20), (6), samt ett i huset (6) gasfjädern (5) första dragstång vilken är huset inneslutet gasmedium, varvid den första dragstången (10) är kraftöverförande förbunden med en andra dragstång (11) som är förbunden med fastspänningsorganet (9), k ä n n e t e c k n a d av att den (10) (20) är demonterbart sammankopplade, och att gasmediet permanent verkar på den sida av kolven (20) (11). första dragstången och kolven som är vänd mot dragstången k ä n n e t e c k n a d av att (20)

2. Gasfjäder enligt krav 1, (10) och kolven (18/19). den första dragstången är sammankopplade medelst ett gängförband

3. Gasfjäder enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den första dragstången (10) är försedd med en hangänga (18) och att kolven (20) är försedd med en hongänga (19).

4. Gasfjäder enligt något av föregående krav, (10) är vilken är anordnad utanför huset k ä n n e t e c k n a d av att den första dragstången (17), (6) och är integrerad med den första dragstången (10). försedd med en fläns

5. Gasfjäder enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den första dragstången (10), i området mellan flänsen (17) och den första dragstångens (10) fria ände, är utformad att samverka med en kraftförstärkare.