DE1777371C3 - Druckmittelzuführung für Spannfutter bzw. Spannzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmittelzuführung fur umlaufende Spannfutter bzw. Spann/ylindcr mit einem beidseitig vom Druckmittel beaufschlagbarem Kolben, wo· :i in den Druckmitiel/uführüngsleilungen ein Ventil eingesetzt ist. miti'"ls dem wechselseitig die Druckmittelzufuhr zu einem Drucki.iiini und die Entlüftung des anderen Dru'.krau-iies steuerbar und absperrbar sind.

Die Zuführung von Druckmittel von einer ortsfesten Druckmittelleitung in einen im Betrieb umlaufenden Zylinder, beispielsweise eines kraftbetäligten Spannfutters oder Spann/ylinders. einer Kupplung od. dgl. ist vielfach mit Schwierigkeiten verbunden, da die Dich tungselemente. bedingt durch die auftretende Reibung, sehr oft beschädigt werden und somit eine einwandfreie Drucki'iMiel/uführung nicht mehr gegeben ist. Auch bereitet die Steuerung der Druckmittelzufuhr zu den jeweiligen Druckräumen bzw. deren F.ntlüftung inner halb des Spannfutters bzw eines Spannzylinders erhebliche Schwierigkeiten.

Durch die FR PS 14 17 689 ist zwar eine Druckmittel zuführung der vorgenannten Art bekannt, der Bauaufwand ist bei dieser Ausgestaltung jedoch sehr groll Zwischen zwei achssenkrecht angeordneten Rück Schlagventilen ist nämlich ein besondersartig ausgebildeter Stcuerkolben eingesetzt, mittels dem diese zur Entlüftung des nicht beaufschlagten Dn'ckruumes zu öffnen sind Außer diesem mit zwei Stößeln versehenen Sleuerkolbcn sind zwei weitere Venlilkorper mit Ventilsitzen und Ventilfedern, die in gesonderten mit Druckmittelkanälen versehenen eingeschraubtem Ge hause eingebaut sind, erforderlich. Die große Anzahl der Bauteile bedingt, abgesehen von der Störanfälligkeit, da die Ventilfedern in ihrer Spannung nachlassen oder gäf brechen können, auch eine größe Bauiänge der hintereinander angeordneten RückschiagVcntiie, Vor allem aber ist bei dieser DruckmiUelzUführung von Nachteil, daß die federbelasteten Rückschlagventile, da durch die Zentrifugalkraft die Kraft der Venlilfedern

unter Umständen überwunden wird, ungewullt geöffnet

werden. Dies kann bei einem Spannfutter dazu führen, daß ein eingespanntes Werkstück von selbst gelöst wird.

Das bei dem Spannzylinder nach der US-PS 25 73 Ibfa verwendete 4/2-Wegeventil ist zwar achsparallel eingebaut und somit unabhängig von der Fliehkraft wirksam, zur Verstellung des Ventilkolbens ist jedoch die Druckmittel zuführende Leitung wechselweise an Anschlußnippel anzuschließen. Durch die Beaufschlagung mit Druckluft wird der Ventilkolben nach rechts oder links verschoben und diese kann in den entsprechenden Druckraum einströmen, während der andere Druckraum entlüftet wird. Eine selbsttätige Sperrung bei einem Druckausfall ist aber nicht gegeben.

Beispielsweise behält bei einem Schlauchbruch somit der Ventilkolben seine Lage bei und der Druck baut sich schlagartig ab, so daß auf ein eingespanntes Werkstück keine Spannkraft mehr ausgeübt werden kann und dieses mitunter aus dem Spannfutter bzw. dem Spannzylinder herausfällt. Abgesehen davon, daß die Handhabung bei dieser Druckmittelzuführung sehr umständlich ist, ist auch eine zusätzliche Überwachung mittels Druckschalter erforderlich, um ein Anlaufen der Arbeitsmaschine bei offenem Spannfutter auszuschhe-

.'". Ben.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die Druckmit lel/uführung für Spannfutter b/w Spann/ylinder der vorgenannten Art in der Weise zu verbessern, daß eine zuverlässige Steueiung des Druckmittels innerhalb

ic eines rotierenden Bauteils möglich ist und daß der Versu llkolbcn des Spannfutters auch bei umlaufendem Zylinder und abgeschalteter Druckmittelzufuhr beaufschlagt bleibt und somit eine hohe Betriebssicherheil gegeben ist. Vor allem soll bei geringein Bauaufwand

)"> erreicht werden, daß eine Dnukmittelleilung bei Beendigung der Druckmittelzufuhr selbsttätig abgeschlossen und somit der in einem Druckraum jeweils herrschende Druck aufrecht erhallen wird, so daß auch bei einer eventuellen Beschädigung einer Druckr.iillel-

»I zuführungsleitung keine unbeabsichtigten Slellungsanderungcn des von Druckmittel beaul'thlagtcn Kolbens eintreten und außerdem keine zusätzlichen Sicherhcits aggregate benotigt \v .-rden

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht. d.iß

4i das Ventil aus einem im Längsschnitt doppei-T-frinnigen Kolben und /wci Stcuerkolben besteht, die jeweils beiderseits des M Mclstegcs in Jen doppel T formigen Kolben eingesetzt sind.

Zweckmäßig ist es hierbei, den düppel T förmigen

>" Kolben sowie die Sieuerkolbcn mit in diese eingearbeiteten Ubersteuerbaren Druckmittelkanälen /u versehen und das Ventil in einer achsparallek-n Ausnehmung des Spannfutters b/w. des Spann/ylinders anzuordnen. Das gemäß der Erfindung bei einer Druckmittel/u

'·*> führung für umlaufende Spannfutter bzw. Spannzylinder vorgesehene Ventil, das die Funktion zweier entsperr barer Rückschlagventile aufweist, besieht somit nur aus drei ineinander gesetzten Bauteilen, nämlich dem doppel T-förmigen Kolben sowie den zwei beiderseits

*><> des Miiielstegcs in diesen angeordneten Steuerkolben. Die Rückschlagventile werden dabei durch Übersteuern der in den Kolben und die Steuerkolh· η eingearbeiteten KahHIe gebildet. Und ein derartiges Zwillingsrück· schlagvenlil isf äußerst störunanfällig; kann wirtschaft'

ϊ>ί Hch hergestellt vvcrdcfl und baut vor allem kurz. Dabei ist auch von erheblichem Vorteil, daß das Ventil aufgrund der gewählten Patronenform komplett auf einmal in eine achsparallele GehÜusebohfung eingc

schoben werden kann. Und das sehr einfach gestaltete ohne Federn wirksame Ventil kann unmittelbar in ein rotierendes Bauteil eingesetzt werden, ohne daß durch die Rotation die Funktion beeinflußt wird.

Weitere Einzelheiten einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Druckmittelzuführung für Spannfutter bzw. Spannzylinder sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Mit 1 ist hierbei ein Spannfutter mil einer Einrichtung bezeichnet, mittels der Druckmittel von der Druckmit- to telzuführungslei.ung 14 den Druckräumen 4 und 5 eines Zylinders 2, der außerdem als Futterkörper eines kraftbetätigten Spannfutters ausgebildet ist, zugeführt werden kann. In den Zylinder 2 ist zur Betätigung der Spannbacken 7 des Futters ein axial verschiebbarer is Kolben 3 eingesetzt, der mit diesen über ein Zwischenstück 6 und über nicht gezeigte Schrägverzahnungen in Verbindung steht, so daß bei einer Verschiebung des Kolbens 3 die Spannbacken 7 radial verstellt werden.

Die Druckmittelzuführungseinrichtung besteht im wesentlichen aus einem auf der Außenmantelflache 8 des Zylinders 2 mn geringem Abstand aufgesetzten Verteilerring 13, der durch in eine in den Zylinder 2 eingearbeitete Ringnut 23 eingreifende abstandhalter 2< 24, 25 gehalten wird. Um die Reibung /wischen dem Zvlinder 2 und den Abstandhaltern 24, 25 zu mindern, können diese als Gewindebolzen 24 ausgebildet sein, die mit einem Ansät/ 25 aus verschleißfestem Kunststoff versehen sind. Ls ist aber /u dem gleichen /weck auch «· möglich, auf diesen und/oder in die Ringnut 23 einen verschleißfesten Belag 26. beispielsiveisen einen Molvbdanbelag. einzuspritzen.

In den Ring 13 sind in Ausnehmungen 27 und 28 zwei Dichtungen 18 und 19 eingesetzt, die jeweils den r> Druckmittelleitungen 15 und 16 zugeordnet sind. Die Dichtungen 18 und 19 sind hierbei mit einem doppelprismatischen. sich nach außen erweiternden Querschnitt ausgestattet und weisen eine oder mehrere als Drosseln ausgebildete Durchlrittsoffnungen 21 für -t" das Druckmittel auf. Außerdem sind in die seitlichen Stirnflächen der Dichtungen 18, 19 Aussparungen 22 eingearbeitet, so dall vier mit 20 bezifferte Dichtungslippen gebildet werden, die sich je paarwe.sj an der Außenmanielfläche 3 des Zylinders 2 und dem Ring 13 ·»> anlegen, sobald, gesteuert durch den nur schematisch dargestellten Steuerschieber 17. über die Druckleitung 15 oder 16 Druckmittel zugeführt wird.

Zur Steuerung der Druckmittel/iiführung zu den Druckräumen 4 und 5 ist eir. Ventil 31 vorgesehen, das in ·< > eine Ausnehmung 32 des Zylinders 2. die durch einen Stopfen 37 verschließbar ist. eingesetzt ist Das Ventil 3i besteht hierbei aus einem doppel T forniig ausgebilde ten Kolben 33. dessen Stirnflächen 42 und 43 von dem über die Druckleitungen 9 und 11 zuführharen "·'> Druckmittel beaiifschlagbar sind. Außerdem sind in den Kolben 33 beiderseits von dessen Miltelsteg 34 je ein mit Driickmittelkanälen 40 bzw. 41 versehener Steuer kolben 35 bzw. 36 eingesetzt, die durch das auf deren Stirnflächen 44 oder 45 bzw. 46 oder 47 einwirkende wi Druckmittel verschoben werden, so daß die zu den Druckräumen 4 und 5 führenden Leitungen 10 bzw. 12. indem die in den Kolben 33 eingearbeiteten Kanäle 38 und 39, die durch Dichtungen 48 gegeneinander abgedichtet sind, durch die Steuerkolben 35 bzw. 36 f>^f> geöffnet oder geschlossen werden, mit den Leitungen 9 bzw. 11 verbunden werden können.

Soll bei dem in der Zeichnung dargestellten Spannfutter einem der Druckräume 4 odei 5 Druckmittel zugeführt werden, beispielsweise um mittels der Spannbacken 7 ein nicht dargestelltes Werkstück festzuspannen, so ist über den Steuerschieber 17 Druckmittel aus der Druckleitung 14 entweder in die Druckleitung 15 oder in die Druckleitung 16 zu leiten. Sobald das Druckmittel in eine der Ausnehmungen 27 oder 28 des Verteilerringes 13 einströmt, wird die Dichtung 18 bzw. 19, da die Durehtrittsöffnungen 21 als Drossel ausgebildet sind, mit den vier Dichtungslippen 20 fest gegen den Zylinder 2 und den Ring 13 gepreßt, so daß der Spalt zwischen diesen Bauteilen völlig abgedichtet ist Über die in den Zylinder 2 eingearbeiteten Leitungen 9 und 11 kann sodann das Druckmittel dem Ventil 31 zuströmen, um eine der Stirnflächen 42 oder 43 des Ventilkolbens 33 zu beaufschlagen.

Strömt beispielsweise dem Ventilkolben 33 Druckmittel über die Druckmittelleitung 11 zu. so w:rd der Kolben 3 3 und der in diesen fingest· e Steuerkolben 3u nach links verschoben, so daß das Druckmittel über die Druckmittelkanäle 41 des Sieiierkolbens 36 und den Kanal 39 des Kolbens 3 3 in die Leitung 12 austreten kann, um über diese in den Druckraum 5 zur Beaufschlagung des Kolbens 3 zu gelangen. Bei diesem Bevvegungsvorgang wird durch den Steuerkolben 35. da er die gezeigte Lage beibehält, während der Kolben 33 verschoben wird, der Druckraum 4 über die Leitung 10. den KjiuiI 38 des Kolbens 33 sowie die Kanäle 40 des Steuerkolbens 35 mit der Leitung 9 verbunden. Das in dem Druckraum 4 vorhandene Druckmittel kann somit ungehindert aus diesem ausströmen ^o daß der Kolben 3 durch den sich in dem Druckrai-m 5 aufbauenden Druck nach links die Spannbacken 7 entsprechend verschoben werden.

Wird die Druckmittelzuführung über die Leitung 11 unterbrochen, so wird sofort selbsttätig die Leitung 12 abgesperrt damit der Druck in dem Druckra'im 5 erhalten bleibt. Durch das aus der Leitung 12 zunickströmende Druckmittel wird nämlich die Stirnfläche 17 des .Steuerkolbens 36 beaufschlagt, so daß dieser ohne daß der Ventilkolben 33 seine Lage ändert, nach rechts verschoben wird und somit die Verbindung zwischen den Leitungen 12 und 11 unterbrochen ist. Der Steuerkolben 36 wirkt dabei als Rückscnlagvemil und der Druck in dem Druckraum 5 bleibt bis /ur Verschiebung des Kolbens 33 nach rechts durch eine Druckmittelzuführung über die Le lung 9 eingesperrt.

Durch die sich in der Praxis zwangsläufig ergebenden Arbeitsungenauigkeiten wie Drehriefen, Kanienrunden und leichtes Kippen der Steuerkolben 35 und 36 um ihre Längsachse ist gewährleistet, daß das Druckmittel der Druckräume 4 bzw. 5 über die leitungen 10 bzw. 12 zwischen dem Mittelsteg 34 des Kolbens 3 3 und den jeweiligen Steuerko'ben 35 bzw. 36 gelangt und deren Stirnflächen 45 bzw. 47 beaufschlagen kann, so daß diese als Rückschlagventile wirksam sind.

Bei Verwendung von Öl als Druckmittel kann es unter Umständen zwecLnäßig sein, an den Steuerschieber eine gesonderte Rückführungsleitung anzuschließen, über die das Druckmittel in den Ölsumpf abgeleitet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Potentansprüche:

1. Druckmittelzuführung für umlaufende Spannfutter bzw. Spannzylinder mit einem beidseitig vom Druckmittel beaufschlagbarem Kolben, wobei in den Druckmittelzuführungsleitungen ein Ventil eingesetzt ist, mittels dem wechselseitig die Druckmittelzufuhr zu einem Druckraum und die Entlüftung des anderen Druckraumes steuerbar und absperrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (31) aus einem im Längsschnitt doppel-T-förmigen Kolben (33) und zwei Steuerkolben (35, 36) besteht, die jeweils beiderseits des Mittelsteges (34) in den doppel-T-förmigen Kolben (33) eingesetzt sind.

2. Druckmittelzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der doppel-T-förmige Kolben (33) sowie die Steuerkolben (35, 36) mit in diese eingearbeiteten übersteuerbaren Druckmittelkanälen (38, 39 bzw. 40, 41) versehen sind.

3. Druck- ittel/uführung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3i) in einer achs-parallelen Ausnehmung (32) des Spannfutters (l)bzw.des Spannzylinders angeordnet ist.