DE1752732C - Einrichtung zum Offnen einer in einer Werkzeugmaschinenspindel angeordneten Werk stuck Spannzange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Öffnen einer in einer Werkzeugmaschinenspindel angeordneten Werkstück-Spannzange, bestehend aus zwei am Spindelstockgehäuse axial geführten und durch ein Stellwerk gegeneinander verstellbaren Bakken, deren eine bei der Verstellung an einem an der Spindel befestigten Anschlag und deren andere an einem Anschlag einer Spannstange angreift, die beim Verschieben durch die Backe entgegen der Kraft einer Feder die Spannzange öffnet, wobei eine Federung die Backen gegenüber dem Spindelstockgehäuse in eine Lage zu bringen sucht, in der die Backen die Anschläge nicht berühren.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (deutsche Patentschrift 1 172 097) besteht das Stellwerk aus einer außen auf dem Spindelstockgchäusc verschiebbar geführten Schraubspindelpresse und aus einer Feder, welche diese in der Lage zu halten sucht, in der die betreffende Backe von dem Anschlag der Werkstückspindel zurückgezogen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Stellwerk durch einen aus Zylinder und Kolben bestehenden Druckmittelantrieb zu ersetzen und zu verhindern, daß Kolben und Zylinder durch Einwirkung der Anschläge der Spindel und der Spannstange auf die Backen in unerwünschter Weise beeinflußt wurden. Mangels besonderer Vorkehrungen wäre es zu befürchten, daß, wenn die Spindel beim Einschalten des Druckmittels noch umläuft, Zylinder und Kolben durch die zwischen den Anschlägen und den Backen entstehende Reibung mitgenommen werden und daß mindestens eine der Backen sich nach Ausschalten des Druckmittels von dem zugehörigen Anschlag nicht abhebt und daher an diesem schleift, werm die Spindel umläuft.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Stellwerk aus einem im Inneren des Gehäuses verschiebbar geführten Zylinder und aus einem darin durch ein Druckmittel verschiebbaren Kolben und die Backen je aus dem inneren Laufring eines Wälzlagers bestehen, dessen Außenlaufring am KoI-ben bzw. am Zylinder befestigt ist, und daß die Federung aus zwei Federgruppen besteht, deren eim zwischen Zylinder und Kolben und deren andere zwischen dem Zylinder und dem Spindelstockgehäuse eingefügt ist.

Die Erfindung sei nachstehend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung an Hand eines Längsschnitts veranschaulicht isi Dabei ist der mittlere Abschnitt der Spindel und des Spindelgehäuses fortgelassen, um die Dar-

ao stellung in einem größeren Maßstab zu ermöglichen.

Die rohrförmigc Spindel 10 läuft im Gehäuse II auf Wälzlagern 12, die als Radiallager und Schublager ausgebildet sind. Beim dargestellten Ausfüh-

rungsbeispiel hndelt es sich dabei um Kugellager. Indessen können auch andere Lager, z. B. hydrostatische Gleitlager, verwendet werden. Am oberen Ende der Spindel ist eine Spannzange 13 vorgesehen, durch die ein Werkstück W auf der Spindel 10 befestigt ist.

Im vorliegenden Fall wird das Werkstück von einem Kegelritzel gebildet, dessen Schaft zylindrische Flächen 14 hat, an denen die Spannzange angreift. Darauf, wie diese ausgestaltet ist, kommt es nicht an. Zum Öffnen und Schließen der Spannzange dient eine mehrteilige Stange 15 bis 18, die in der hohlen Spindel 10 verschiebbar geführt ist. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Spani..;?nge handeln, die für Werkstücke mit einem Schaft, wie Kegelritzel, bestimmt ist. Die Spannzange kann auch so ausgestaltet sein, daß sie für die Aufnahme von Tellerrädern und ähnlichen Werkstücken geeignet ist.
Verschiebt sich die Stange 15 bis 18 gemäß Zeich-

, nung abwärts, dann wird dadurch die Spannzange geschlossen, um das Werkstück an der Spindel festzuspannen. Um das Werkstück freizugeben, muß die Stange entgegengesetzt verschoben werden. Der Stangenabschnitt 17 ist bei 16 mit dem einen Ende an dem Abschnitt 15 angeschraubt und mit dem anderen Ende einstellbar mit einem rohrförmigen Stangenabschnitt 18 verschraubt. Zum Verschraubei dient eine Schraubspindel 19, mit deren Hilfe man den Abstand des Stangenabschnitts 18 von der Spannstange verstellen kann. Die Schraubspindel hat zu diesem Zweck einen Sechskant 21, an dem man mit einem Schraubschlüssel angreifen kann. Der Stangenabschnitt 18 ist in der Spindel unverdrehbar geführt. Diesem Zweck dienen Feder und Nut 22. In der Schließrichtung, d. h. mit Bezug auf die Zeichnung abwärts, wirkt auf die Stange 15 bis 18 ständig eine starke Kraft. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird diese von einer starken Feder 23 ausgeübt, die aus übereinandergestapelten Scheibenfedern besteht und sich an der Schulter 24 des Stangenabschnitts 18 einerseits und mittels eines Ringes 25 an einer inneren Schulter 26 derSpindellO andererseitsabstützt.DieseSchließfeder 23 sucht also ständig, die Spannzange mittels der Staniie 15 bis 18 zu schließen. Die Abwärtsbewegung des Stangenabschnitts 18 ist einstellbar begrenzt. Die-

sem Zweck dient eine mit Gegenmutter versehene Mutter 27, die auf den Stangenabschnitt 18 aufgeschraubt ist und sich in der tiefsten Stellung des Stangenabschnitts 18 an den Ring 25 anlegt. Die Mutter 27 wird so eingestellt, daß sie diese Grenzstellung nur dann erreicht, wenn auf die Spindel kein Werkstück aufgespannt ist oder wenn der Schaft des aufzuspannenden Werkstücks einen zu kleinen Durchmesser hat, der die Toleranzgrenze unterschreitet. Fällt der Durchmesser des Werkstückschaft·.* in den Toleranzbereich, dann wird die Abwärtsbewegung der Zange 15 bis 18 dadurch begrenzt, daß die Spannzange die zylindrischen Schaftabschnitte 14 einklemmt. In diesem Fall hält die Mutter 27 einen Abstand vom Ring 25 ein.

Um die Stange 15 bis 18 in der Öffnungsrichtung zn verschieben, ist ein aus Zylinder und Kolben beziehendes Stellwerk vorgesehen, das durch ein hydraulisches Druckmittel in Gang ge> *tzt werden kann und alsdann 'den Stangenabschnitt 18 entgegen der Kraft der Feder 23 aufwärts verschiebt. Der Kolben 31 dieses Stellwerks ist ringförmig und der Zylinder 32. 33, 34 mehrteilig ausgeführt. Die starr miteinander verbundenen Teile dieses Zylinders bilden eine ringförmige Kammer, in der der Kolben 31 in Achsrichtung verschiebbar ist. Diese Kammer hat eine innere zylindrische Fläche 35, die vom Zylinderteil 3i gebildet wird, und eine nach außen gerichtete zylindrische Fläche 36, die vom Zylinderteil 34 gebildet w,ird. Beide Zylinderflächen sind gleichachsig zur Spindel 10 gelegen. Der Kolben 31 trägt ein Wälzlager 37, im vorliegenden Fall ei" Kugellager, dessen innerer Laufring eine Backe bildet, die sich an eine Schulter 38 des Stangenabschnitts 18 anlegen kann, wenn sich der Kolben 31, beaufschlagt durch das hydraulische Druckmittel, in der Zylinderkammer 39 aufwärts bewegt. Solange das aus Zylinder und Kolben bestehende Stellwerk nicht unter Druck steht, hält der innere Laufring des Lagers 37 einen gewissen axialen Abstand von der Schulter 38 ein. Der Kolben 31 ist gegen Drehung im Zylinder dadurch gesichert, daß er eine achsparallele Brhrung hat, in der ein im Zylinderteil 34 eingesetzter Stift 41 verschiebbar getührt ist.

Das ganze aus Zylinder und Kolben bestehende Stellwerk ist im Spindelgehäuse Il in Achsrichtung verschiebbar geführt. Zu diesem Zweck hat das Gehäus" (> eine inne.e Zylinderfläche 42, auf welcher der Zylinder 32 bis 34 gleitet. Dieser Zylinder trägt ein Wälzlager 43, dessen Außenlaufring urversehiebbar an ihm befestigt ist und dessen Innenlaufring eine Backe bildet, die sich an eine Schulter 44 der Spindel 10 anlegt, wenn der Zylinder durch Anschluß seiner Zylinderkammer 39 an die hydraulische Druckleitung abwärts verschoben wird. Die Schulter 44 wird von einer Buchse gebildet, die auf der Spindel 10 durch eine Kiemmutter 50 befestigt ist. Zur Zuleitung des hydraulischen Druckmittels zur Kammer 39 dient eine biegsame Leitung 46, die durch einen am Zylinderteil 34 befestigten Rohrstutzen 47 in die Kammer mündet. Die Abdichtung des Kolbens im Zylinder erfolgt durch Schnurringe 48. Sollte die hydraulische Druckflüssigkeit an diesen Ringen vorbeilecken, so kann sie durch Sammelnuten 49, Kanäle 51, einen Rohrstutzen 52 i.rui eine biegsame Rückflußleitung 53 zurückkehren. Der Rohrstutzen 52 ragt durch ein Loch 54 einer am Gehäuse II vorgesehenen Stirnwand 55 hindurch. Daher dient der Rohrstutzen auch dazu, eine Drehung des Zylinders 32 bis 34 im Gehäuse zu verhindern.

Wird die biegsame Leitung 46, also auch die Kammer 39, auf Abfluß geschaltet, dann verschieben Fedem 56 den Zylinder 32 bis 34 um eine kurze Strecke aufwärts und heben dadurch den inneren Laufring des Lagers 43 von der Schulter 44 der Spindel 10 ab. Es sind vier solcher Federn 56 in einem Kranz längs des Umfanges der Stirnwand 55 angeordnet, wobei

ίο jede dieser Federn 56 in einem in der Stirnwand befestigten Nippel 57 gehalten ist und auf eine gehärtete Stahlkugel 58 wirkt, die in dem Nippel gehaltert ist und sich an einen gehärteten Stahlknopf 59 legt, der am Teil 34 des Zylinders befestigt ist Auch auf den

Kolben 31 wirken Federn 61 und schieben diesen Kolben abwärts, wenn die Leitung 46 auf Abfluß geschaltet wird und sich dir Zylinderkammer 39 daher verkleinern kann. Dadurch wird dann der innere Laufring des Lagers 37 in eine Stellung verschoben, in der er Abstand von der Schulter 38 hält, und zwar selbst dann, wenn sich der Stangenabschnitt 18 in seiner unteren Grenzstellung befindet, in der sich die Mutter 27 an den Ring 25 anlegt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vierundzwanzig Federn 61 in einem Kranz um die Spindelachse herum verteilt angeordnet. Jede Feder sit.t in einer Sackhohrung des Kolbens 31 und stützt sich an einem Ring 62 ab. der sich an den äußeren Laufring des Lagers 43 legt.

Beim vorliegenden Ausführungsbcispiel erfolgt der Antrieb der Spindel !0 durch einen Riemen. Deshalb ist auf der Spindel eine Riemenscheibe 63 befestigt, und das Gehäuse 11 hat eine Öffnung 64, durch die der Riemen hindurchgeht. Lfm den Zusammenbau zu erleichtern, insbesondere das Einziehen des Treibriemens um die Riemenscheibe herum, ist der untere Teil des Gehäuses H unter der Teilungsebene 66 vom oberen Teil des Gehäuses abnehmbar, ohne daß man hierzu das aus Kolben und Zylinder bestehende Stellwerk zerlegen oder die biegsamen Leitungen 46, 53 abnehmen müßte. Um zu verhindern, daß durch die öffnung 64 hindurch Schmutz oder andere Fremdstoffe eindringen und zu den Wälzlagern gelangen, sind L-abyrinthdichtungen 65 vorgesehen.

Läuft die Spindel um, auf der ein Werkstück W festgespannt ist, dann hält die Vorspanneinrichtung in Gestalt der Federn 56, 61 das aus Zylinder und Kolben bestehende Stellwerk einschließlich der inneren Laufringe der Lager 37 und 43 im Abstand von der Spindel 10 und den darauf befestigten Teilen, so daß die Spindel frei umlaufen kann, ohne durch die Vorspanneinrichtung abgebremst /u werden, was nicht nur den freien Lauf der Spindel beeinträchtigen, sondern auch ein unerwünschtes Geräusch erzeugen würde. Durch die Feder 23 wird auf die Stange 15 his 18 cine starke abwärts gerichtete Schlicßkraft ausgeübt, durch die das Werkstück auf tier Spindel fest aufgespannt wird. Die Spannzange legt sich dabei also fest an die Zylinderflächen 14 des Werkslückschaftes, wodurch bestimmt wird, wie weit die Stange herabgezogen ist. Die von der Feder 23 ausgeübte Spannkraft wirkt nicht auf die Spindellager 12.

Will man das Werkstück ausspannen, so muß man das aus Zylinder und Kolben bestehende Stellwerk unter Flüssigkeitsdruck setzen. Zu diesem Zweck werden die Leitung 46 und die Kammer 39 unter Druck gesetzt. Dabei überwindet das hydraulische Stellwerk die verhältnisinJiRii» srhwarhpn kriifir· /lnr

Federn 56 und 61. Der Zylinder 32, 33, 34 geht daher abwärts, bis das Lager 43 an die Schulter 44 der Spindel 10 anschlägt, und der Kolben 31 bewegt sich aufwärts, wodurch das Lager" 37 an die Schulter 38 der Stange angedrückt wird und diese aufwärts verschiebt. Dabei ist aber der Zylinder 32 bis 34 auf der inneren Zylindcrfläcbc 42 des Gehäuses in Achsrichtung frei verschiebbar, wenn man von der geringen entgegenwirkenden Kraft der Fcder.n 56 absieht. Infolgedessen wirkt auf die Spindellager 12 nur eine gcringfügigc Kraft, obgleich die auf die Schultern 38 und 44 wirkende Kraft zum Öffnen der Spannzange sehr groß ist. Da die Lager 37 und 43 Wälzlager sind, kann man die Spindel auch bei geöffneter Spannzange drehen, obgleich dabei der öffnungsdruck auf die Lager 37, 43 wirkt.

Es war zwar vorstehend von »Aufwärtsbewegung« und »Abwärtsbewegung« die Rede; doch ist das nui im Interesse einer bequemen Ausdrucksweisc geschehen. Selbstverständlich braucht die Spindel nicht auf recht angeordnet zu sein, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

2812 ^:

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum öffnen einer in einer Werkzeugmaschinenspindel angeordneten Werkstück-Spannzange, bestehend aus zwei am Spindelstockgehäuse axial geführten und durch ein Stellwerk gegeneinander verstellbaren Backen, deren eine bei der Verstellung an einem an der Spindel befestigten Anschlag und deren andere an einem Anschlag einer Spannstange angreift, die beim Verschieben durch die Backe entgegen der Kraft einer Feder die Spannzange öffnet, wobei eine Federung die Backen gegenüber dem Spindelstockgehäuse in eine Lage zu bringen sucht, in der die Backen die Anschläge nicht berühren, d adurch gekennzeichnet, daß dasStellwerk aus einem im Inneren des Gehäuses (11) verschiebbar geführten Zylinder (32, 33, 34) und aus einem darin durch ein Druckmittel verschiebbaren Ko'ben (31) und die Backen je aus dem inneren Laufring eines Wälzlagers (37; 43) bestehen, dessen Außenlaufring am Kolben (31) bzw. am Zylinder (32. 33, 34) befestigt ist. und daß die Federuna aus zwei Federgruppen besteht, deren eine (16) zwischen Zylinder (32, 33. 34) und Kolben (31) und deren andere (56) zwischen dem Zylinder und dem Spindelstockgehäuse (II, 55) eingefüut ist.