DE1552375C - Futter fur rotierende Werkzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Futter für rotierende Innerhalb des feststehenden Körpers 1 des Werk-Werkzeuge an Werkzeugmaschinen mit einer den zeugkopfes einer Werkzeugmaschine ist eine Spindel 2 Schaft des Werkzeugs aufnehmenden, zusammen mit drehbar angeordnet; die Antriebsmittel (ζ. Β. ein dem Werkzeugschaft eine Druckkammer bildenden Peltonrad) sind nicht dargestellt. Eine Hülse3 mit elastischen Hülse, die zur Aufnahme des Schaftes 5 einem verhältnismäßig dünnwandigen Lauf 4 ist auf durch ein Druckmittel aufweitbar ist, und die nach die Spindel 2 aufgeschraubt. Die Innenseite der Hülse 3 Wegnahme des Druckes durch elastische Eigen- weist einen Konus 5 auf, dessen Winkel gegenüber der Spannung den Schaft festspannt. Achse der Spindel 2 in der Größenordnung von 1 bis

Bei einem bekannten Futter dieser Art werden die 2 Grad liegt.

Werkzeuge mittels der auf sie ausgeübten radial ein- io Zwischen dem Körper 1 und der Spindel 2 ist eine

wärts gerichteten Preßspannung des Futters gehalten, Muffe 6 angeordnet, die in axialer Richtung beweg-

wobei diese Werkzeuge in den Halter einführbar bzw. bar ist.

aus ihm lösbar sind, indem mittels hydraulischen Eine Spannzange 7 hat einen geschlitzten Außen-Druckes die Preßspannung des Futters auf das jeweilige konus 8, der mit dem Konus 5 der Hülse 3 zusammen-Werkzeug aufgehoben wird (vgl. französische Patent- 15 paßt. Die Spannzange 7 ist mittels ihres ungeschlitzten schrift 1 390 697). Bei dieser Vorrichtung müssen hinteren Teils 9 mit einem Kolben 10 verbunden, der jedoch der Führungszapfen und der Einspannteil des gleitend innerhalb einer Bohrung 11 der Spindel 2 anfestzuhaltenden Werkzeugschaftes von unterschied- geordnet ist.

Iicher Stärke sein, damit jener zunächst in die Hülse Wenn ein Werkzeugschaft 12 in die Spannzange 7 hinein bis zum Anschlag des Einspannteils an der 20 eingeschoben wird, so wird zwischen der Hülse 3 und Innenschulter der Hülse geführt, dann der Druck in dem Schaft 12 eine geschlossene kreisförmige Druckder Kammer aufgebaut und schließlich der Einspann- kammer 13 gebildet, deren Enden Dichtringe 14 und teil in die ausgedehnte Hülse eingeschoben werden 15 bilden. Verbindungsmittel, d. h. Kanäle16 und 17, kann. Diese spezielle Ausbildung schränkt die Ver- ermöglichen es, die Druckkammer 13 über einen Ringwendung der Vorrichtung stark ein, da in ihr nur 25 raum 19, eine Axialbohrung 20 in dem Kolben 10, eine Gegenstände mit entsprechend geformtem Schaft ver- Radialbohrung 21 in der Spindel 2, weitere radiale wendet werden können. So ist es insbesondere bei Bohrungen 22 und 23 in dem Kolben 10 und eine numerisch gesteuerten Mehrzweck-Werkzeugmaschi- radiale Bohrung 24 in der Muffe 6 mit einer Ventilnen zum Herstellen einer Vielfalt von Teilen unerläß- Öffnung 18 zu verbinden, die zu einer nicht dargestelllich, Werkzeuge der verschiedensten Art verwenden zu 30 ten Quelle von hydraulischer Druckflüssigkeit mit können. etwa 700 kg/cm² führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Den Unterteil des Körpers 1 bildet ein Block 25 mit

Futter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei einer Reihe später zu beschreibender Bohrungen, die

der der zu haltende Schaft des Werkzeuges nicht abge- · über getrennte Ventile oder über ein kombiniertes

stuft zu sein braucht. 35 Ventil an Druckquellen angeschlossen werden können.

Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung innerhalb Die Druckquellen und das Ventil oder die Ventile sind

der elastischen Hülse eine den Werkzeugschaft um- nicht dargestellt; sie sind in bekannter Weise ausge-

greifende Spannzange angeordnet, die im aufgeweiteten bildet. Die Muffe 6 kann vorwärts (d. h. nach rechts in

Zustand der Hülse axial bewegbar ist und die aus der Zeichnung) durch Einlassen von hydraulischer

einem geschlitzten Teil und einem ungeschlitzten, 40 Flüssigkeit unter einem Druck von etwa 140 kg/cm²

zylindrischen, einen Dichtungsring aufnehmenden durch eine Öffnung 26 in den Ringraum 27 bewegt

hinteren Teil besteht. ' werden. Die Flüssigkeit wirkt gegen eine Fläche 28 der

Auf diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Muffe 6 und drückt diese demnach vorwärts. Um die

Futter die Funktion des Einspannteils bei dem be- Muffe 6 in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen,

kannten Futter von dem geschlitzten Teil der Spann- 45 wird hydraulische Flüssigkeit unter gleichem Druck

zange übernommen, so daß die Werkzeuge keinen durch eine Öffnung 29 eingelassen und wirkt dann

speziell ausgestalteten Werkzeugschaft haben müssen. gegen eine Fläche 30. Die Spindel 2 weist Teile 31, 32

Zugleich ist es möglich, das Futter nicht nur als und 33 mit vergrößertem Durchmesser auf. Die Muffe 6

Halter für Werkzeuge zu benutzen, sondern auch für ist mit Dichtringen 34, 35 und 36 versehen. Eine Boh-

zylindrisch ausgebildete Werkstücke. Außerdem ist 50 rung 37 in dem Block 25 führt über eine Bohrung 38 in

sichergestellt, daß keine Reibung infolge des hohen der Muffe 6 und weitere Bohrungen 39 in der Spindel 2

radialen Drucks zwischen den sich bewegenden und zu dem Raum hinter dem in der Bohrung 11 angeord-

den feststehenden Teilen auftritt. neten Kolben 10.

Vorteilhaft ist der geschlitzte Teil der Spannzange Die Spindel 2 ist innerhalb des Körpers 1 drehbar

außen konisch und die Hülse innen entsprechend 55 gelagert und von ihm durch drei Schrägkugellager 40,

konisch ausgebildet. ' 41 und 42 getrennt. Diese Lager werden mittels Mikro-

Zweckmäßig sind die Enden der Druckkammer Nebels, der durch" Kanäle 43 und 44 zugeleitet wird,

durch den an der Spannzange angeordneten Dichtring geschmiert. Ein weiterer Kanal 45 leitet Schmieröl von

und einem an dem die Spannzange axial übergreifen- den Lagern 40 -und 41 und hydraulische Leckfiüssig-

den Teil der Hülse angeordneten Dichtring gebildet. 60 keil über Ringräume 46, 47, radiale Bohrungen 48 und

Vorzugsweise ist am ungeschlitzten Teil der Spann- eine Axialbohrung 49 aus dem Raum 50 hinter dem zange ein als Kolben ausgebildeter Fortsalz vorge- Schaft 12 ab. Zwei Elemente 51 und 52, an dem Körsehen, der gleitend in einer Bohrung der Spindel ge- per 1 und der Spindel 2 befestigt, bilden zwischen sich führt ist. einen Labyrinthgang 53, um ein Entweichen von Luft

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbcispie! des 65· zu ermöglichen, jedoch das Eindringen von Fremd-Erfindungsgegcnstandes dargestellt; sie zeigt einen körpern in die Lager 40 und 41 zu verhindern.
Schnitt durch einen Teil eines Werk/eugkopfes einer Das Futter arbeitet folgendermaßen: Um ein Werknumerisch gesteuerten Werkzeugmaschine. zeug oder ein Werkstück zu ergreifen, werden nach-

folgende Arbeitsgänge automatisch durchgeführt, und zwar in Abhängigkeit von Instruktionen, die von einer Reihe getrennter Steuerventile oder durch ein kombiniertes Ventil erteilt werden, die die Bohrungen oder Kanäle im Block 25 entweder mit der Quelle hydraulischer Druckflüssigkeit oder mit einem Flüssigkeitsbehälter verbinden. Die Instruktionen sind auf einem Band ocer anderen Mitteln zum Steuern der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine gespeichert.

1. Die Öffnung 29 wird für einen hydraulischen Druck von etwa 140 kg/cm² geöffnet. Dieser Druck wirkt auf die Fläche 30 und bewegt die Muffe 6 nach links (in der Zeichnung) bis die Fläche 28 der Muffe an der Fläche 54 des Körpers 1 anliegt. Der auf die Fläche 30 wirkende Druck hält die Muffe 6 sicher in dieser Lage am Ende ihrer zulässigen Linksbewegung. In dieser Lage dichten die Dichtringe 34, 35 und 36 gegen Teile 31, 32, 33 von vergrößertem Durchmesser der Spindel 2 ab. Die Räume zwischen benachbarten Dichtringen sind geschlossene Kammern, d.'h. der Raum zwischen den Dichtringen 34 und 35 bildet eine Kammer, die nur mit den Kanälen38 und 39 in Verbindung steht, während eine entsprechende Kammer zwischen den Dichtringen 35 und 36 gebildet ist, die nur mit dem Kanal 24 und radialen Bohrungen 21 in Verbindung steht.

2. Der Schaft 12 des Werkzeuges wird in die Spannzange 7 eingeführt, die sich schön am Ende ihrer Linksbewegung (in der Zeichnung) befindet, an dem sie auf später zu beschreibende Weise bei Entfernung des zuvor verwendeten Werkzeugs belassen wurde.

3. Die Öffnung 18 wird für hydraulische Druckflüssigkeit unter einem Druck von etwa 700 kg/cm² geöffnet. Dieser Druck wird dann zu der geschlossenen Druckkammer 13 über die Bohrung 24, die zwischen den Dichtringen 35 und 36 gebildete Kammer, die radialen Bohrungen 21, die Bohrung 23, die Axialbohrung 20, die Bohrung 22, den Ringraum 19 und die Kanäle 16 und 17 übertragen. Da die Flüssigkeit nicht zwischen dem Schaft 12 und den Dichtringen 14 und 15, die mit Polytetrafluoräthylen beschichtete Spezialgummiringe sind, austreten kann, wirkt der Druck von etwa 700 kg/cm² nach außen auf den Lauf 4, der sich demnach ausdehnt.

4. Durch Freigabe der öffnung 37 für die hydraulische Flüssigkeit unter einem Druck von 140 kg/ cm² wird dieser Druck über den Kanal 38, die Kammer zwischen den Dichtungen 34 und 35 und den Kanal 39 bis zu dem Raum hinter dem Kolben 10 übertragen und der Kolben wird dadurch nach vorn gedruckt, d. h. nach rechts, in der Zeichnung. Diese Bewegung wird fortgesetzt bis die Spannzange 7 wieder in das ausgedehnte Futter vollständig hineinbewegt ist. In diesem Stadium verbleibt eine restliche radiale Klemmkraft in der Größenordnung von etwa 7 kg/cm².

5. Die Öffnung 18 wird für den Druck geschlossen und zum Behälter hin geöffnet, so daß der Druck in der geschlossenen Druckkammer 13 abgebaut wird. Da der Lauf 4 nicht über seine elastische Grenze hinaus gedehnt worden ist, zieht er sich zusammen und schließt dabei die Spannzange 7, die dadurch den Schaft 12 mit einer radialen Klemmkraft in der Größenordnung von etwa 350 kg/cm² festhält.

6. Die Bohrung 37 wird für den Druck geschlossen und zum Behälter hin geöffnet, so daß der Druck in dem Raum hinter dem Kolben 10 abgebaut wird.

7. Die Öffnung 29 wird für den Druck geschlossen und zum Behälter hin geöffnet.

8. Die Öffnung 26 wird für einen Druck von etwa ίο 140 kg/cm² geöffnet, wobei die Wirkung des Druckes gegen die Fläche 28 die Muffe 6 nach rechts bewegt. Diese Bewegung wird fortgesetzt, bis die Fläche 30 an dem Körper des Kopfes anliegt, wie in der Zeichnung gezeigt. Wenn sich die Muffe 6 in dieser Lage befindet, berühren die Dichtringe 34, 35 und 36 die Spindel 2 nicht und bei Drehung der Spindel können kein Verschleiß und keine Reibung auftreten.

Die Spindel 2 kann nun gedreht werden und die Maschine ihre vorgesehenen Arbeitsgänge ausführen.

Um den eingespannten Schaft 5 eines Werkzeuges

freizugeben, wird die umgekehrte Reihenfolge mittels der auf Band gespeicherten Instruktionen eingeleitet.

Die folgenden Schritte werden, in umgekehrter Reihenfolge zu den für das Ergreifen eines Werkzeugschaftes erforderlichen Schritten, ausgeführt:

a) Die Öffnung 26Wird für den Druck geschlossen und zum Tank hin geöffnet.

b) Die öffnung 29 wird für den Druck geöffnet, so daß sich die Muffe 6 in ihre äußerste linke Lage bewegt.

c) Die Bohrung 37 wird für den Druck geöffnet, so daß ein Druck von etwa 140 kg/cm² im Raum hinter dem Kolben 10 aufgebaut wird. .

d) Die Öffnung 18 wird für einen Druck von etwa 700 kg/cm² geöffnet, wodurch Flüssigkeit unter diesem Druck in die Druckkammer 13 gelangt.

Der Lauf 4 dehnt sich wieder aus. Der Durchmesser des Kolbens, der durch den Ringraum 19 hindurchgeht, ist etwas größer als der Durchmesser des Werkzeugschaftes 12. Dies bewirkt eine resultierende Kraft, die nach links wirkt, so daß der Kolben 10 und die Spannzange 7 sich beide so weit wie möglich nach links bewegen, wenn der Drück auf den Kolben 10 endet.

e) Die Öffnung 18 wird für den Druck geschlossen und zum Tank hin geöffnet. Der Lauf 4 zieht sich wieder zusammen, aber ergreift die Spannzange 7 nicht. Das Werkzeug kann also -herausgezogen werden.

f) Der Schaft 12 des Werkzeuges wird entfernt.

g) Die öffnung 29 wird für den Druck geschlossen und zum Tank hin geöffnet.

h) Die Muffe 6 wird durch Einlassen von Druck durch die Öffnung 26 so weit wie möglich nach rechts bewegt.

Die Vorrichtung ist nun bereit, einen neuen Arbeitszyklus zu beginnen.

Wenn der Schaft 12 eines.Werkzeuges in die Hülse 3 eingeführt oder aus dieser herausgezogen wird, so ist das Futter immer ausgedehnt, so daß eine Gleitbewegung zwischen bewegten und ortsfesten Teilen und eine Reibung auf ein Minimum reduziert sind. Wenn das Werkzeug in das ausgedehnte Futter eingeführt ist, wird letzteres wieder zusammengezogen lind der

Schaft it Wird von der Spannzange 7 ergriffen, die sich dabei axial nicht bewegt. Dis Futter kann, daher das Werkzeug in sehr genauer Ausrichtung erfassen und halten.,

Die Erfindung kann bei vielen Arten von Werkzeugjtiasbilihen Anwendung finden, z. El. auch bei Drehbänken zum Erfassen und Ausrichten eines Werkstückes etyva aus einer Mehrzahl von Werkstücken und zurri nachfolgenden Drehen des Werkstückes zwecks Bearbeitung. . . ■ . . iö

Ebenso ist die Erfindung grundsätzlich auch zum Ergr.eiferi, und I!alten ,eines Werkzeuges oder eines Werkstückes geeignet, das während der nachfolgenden Bearbeitung nicht gedreht werden soll, wobei dann rriehrcre der vbrbcschriebehen, Einzelheiten entfallen köh'Heri,· die wegen der drehbaren Anordnung des Fütiers nach dem Ausfiihrürigsbeispiel notwendig sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Futter für rotiereride .Werkzeuge äri Werkzeügrh'aschjneri mit eiiier den Schaft des Werkzeuges aufnehmenden, zusaifiriien mit dem Werkzeügschäft eine Druckhammer bildenden elastisbiieri Hülse, die zur Aufhahihe abs Schaftes durch eiri Druckmittel aufweitbar ist iliid die nach Wegriahrrie des Druckes'"durch¹ elastische Eigehspärihurig den Schaft festspähht, d a d ti rc h g fe -kennzeichnet,; daß. innerhalb der. elastischen Hülse (3) eine den Werkzeügsciiäfi (H) umgreifende Spannzange (7) angeordnet ist; die im aufgeweiteten Zustand dar Hülse (3) axial bewegbar ist und die aus einem geschlitzten Teil (8j_r und einem ungeschützten zylindrischen, eirieri .Dichtungsring (14) äufhehm;rideri Hintereil Teil (9) besieht.

2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Teil .({jj der,Spannzange (7) außen konisch und die Hülse (3) innen cntsprecheild konisch ausgebildet ist. .

3. Futter riäch Anspruch \ Und 2, daduföH gekennzeichnet, daß die Ehden der Dfiickkdrrimer (13) durch d.en an der Spafinzänge (7) angeordneten Dichtfirig (14) und einem an dem die Spannzange axial übergreifenden Teil der Hülse (3) angeordneten Dichtung (1.5) gebildet sind.

4. Futter riach,Anspruch 1 bis 3, daäürbH gekeiiiizeichriet, daß am urigescHlit|teh Teil (S>j der Spannzange (7) ein als Köiberi (ίο) ausgebildeter Fortsatz vijrgpseheri ist, der gleitend iri eirier Bohrung (ii) iJei- Spindel (2) gfefüHH ist.

Hierzu 1 BlaÜ Zeicrinürigen