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Titel: Strömungsmittelbetätigte Steuer- bzw. Betätigungs-
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vorrichtung fUr Spannfutter.
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Priorität: -
Strömungsmittelbetätigte Steuer- bzw.
Betätigungseinrichtung fUr Spannfutter Die Erfindung bezieht sichailgemein auf strömungsmittelbetätigte
Spannfutter und dabei insbesndere auf eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen
bzw. zum Steuern von rotierenden bzw. rotierend angetriebenen Spannfuttern.
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Herkömmliche durch ein Jtrömvngsmittel, z.B.durch Luft, Flussigkeit
usw.
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gesteuerte Betätigungseinrichtungen fUr rotierende Spannfutter bestehen
im wesentlichen aus einem Zylinder mit einem in diesem Zylinder angeordneten Kolben,
der den Zylinder in zwei Zylinderkammern unterteilt, wobei die eine Zylinderkammer
zum Schließen und die andere Zylinderkammer zum Öffnen des betreffenden Spannfutters
dienen, wobei das Strömungsmittel Uber eine Strömungsmittelkupplung, nachfolgend
auch als "Kupplung" bezeichnet, der vom Zylinder und vom Kolben gebildeten Kolben-Zylinderanordnung
zugeführt wird. Der Zylinder kann auf einer das Spannfutter tragenden Spindel einer
Drehbank oder ähnlichen Werkzeugmaschine befestigt werden, so daß der Zylinder mit
dem Spannfutter mitgedreht wird, während der Kolben auf die die Spannbacken betätigenden
Elemente des Spannfutters einwirkt. Die Kupplung besteht hierbei in der Regel aus
einander zugeordneten Teilen, von denen ein Kupplungsteil mit dem Zylinder umläuft
und der andere Kupplungsteil fest angeordnet ist und an zwei Strömungsmittelleitungen
anschließbar ist, und wobei diese Kupplungsteile entsprechende Durchlässe bzw. Kanäle
aufweisen, die zusammen mit den Strömungsmittelleitungen Strömungsmittelkandle bilden,
die an die beiden Zylinderkammern fuhren. Weiterhin ist eine Ventileinrichtung vorgesehen,
mit der einer der Strömungsmittelkanäle mit einer Strömungsmitteldruckquelle, nachfolgend
auch als "Druckquelle" bezeichnet, verbunden werden kann, währendder andere Strömungsmittelkanal
gleichzeitig entlUftet wird, so daß durch
entsprechende Einstellung
bzw. Steuerung der Ventileinrichtung das zugeordnete Spannfutter geöffnet bzw. geschlossen
weFen kann.
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Unter diesen durch ein Strömungsmittel gesteuerten Betätigungseinrichtungen
sind solche denkbar, bei denen das Strömungsmittel blockiert wird, d.h. bei denen
das einer Zylinderkammer zugeführte Strömungsmittel blockier bzw. in dieser Zylinderkammer
festgehalten wird, wenn der Strömungsmitteldruck beispielsweise in der Versorgung
unter einen eine sichere Einspannung des Werkstückes garantierenden Druck fällt,
und zwar aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise wegen eines Lecks in einem Strömungsmittelkanal
bzw. wegen einer Unterbrechung eines Strömungsmittelkanals.
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Dis könnte beispielsweise durch zwei Rückschlagventile erreicht werden,
denen Steuerkolben zugeordnet sind, wobei jedes Rückschlagventil in einem der Strömungsmittelkanäle
angeordnet ist und normalerweise geschlossen ist, um einen Strömungsmittelfluß aus
der entsprechenden Zylinderkammer zu vermeiden. Der dem jeweiligen Rückschlagventil
zugeordnete Steuer- oder Hilfskolben ist mit dem Strömungsmittel im anderen Strömungsmittelkanal
beaufschlagbar, wobei dieser Hilfskolben das ihm zugeordnete Ruckschlagventil öffnet,
wenn er beim Betätigen der Ventileinrichtung mit diesem Strömungsmittel beaufschlagt
wird, um so einerseits dem anderen Strömungsmittelkanal Strömungsmittel zuzuführen
und gleichzeitig den entgegengesetzt wirkenden Strömungsmittelkanal zu entlüften.
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Die Erfindung bezieht sich speziell auf eine durch ein Strömungsmittel
gesteuerte Betätigungseinrichtung mit einer derartigen Strömungsmittelblockierung
fUr eine Hoch-Niederdruck-Betätigung eines Spannfutters, o.'.h.
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für eine Betätigung des Spannfutters in zwei Phasen oder Stufen mit
hohem Strömungsmitteldruck und nachfolgend mit niedrigem Strömungsmitteldruck, und
zwar im Gegensatz zu einer herkömmlichen Spannfutterbetätigung mit nur einer einzigen
solchen Stufe oder Arbeitsweise bzw. mit nur einem einzigen Strömungsmitteldruck.
Eine derartige Hoch-Niederdruck-Betätigung
eines Spannfutters ist
angezeigt, wenn beispielsweise ein bestimmter Bearbeitungsvorgang an einem Werkstück
eine starke Werkstückeinspannung am Spannfutter am Anfang des Bearbeitungsvorganges
erforderlich macht, wobei dann für den nachfolgenden Arbeitsvorgang eine leichtere
oder gelockerte (entspannte) Werkstückeinspannung erfolgen soll. Dies ist beispielsweise
dann zweckmäßig, wenn bei dem Bearbeitungsvorgang die relative Wanddicke eines von
einem Hohikörper gebildeten Werkstückes bei der anfänglichen Roh-Bearbeitung reduziert
wird, für die eine relativ starke bzw. feste Werkstückeinspannung erforderlich ist.
Die nachfolgende reduzierte bzw. gelockerte Werkstuckeinspannung ist notwendig,
wenn das WerkstUck beispielsweise durch die Reduzierung der nlativen Wanddide mechanisch
so schwach wird, daß die anfängliche feste Werkstuckeinspannung das Werkstück zerstören
oder zerbrechen wUrde, falls diese starke Werkstückeinspannung auch während der
End-Bearbeitung des WerkstUckes beibehalten wUrde.
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Eine durch ein Strömungsmittel gesteuerte Betätigungseinrichtung mit
einer Strömungsmittelblockierung sowie mit einer Hoch-Niederdruck-Spannvtterbetatigung
oder Werkstückeinsponnung ist beispielsweise in der US-PS 3 735 670 beschrieben.
Diese bekannte Betätigungseinrichtung besitzt die üblichen Strömungsmittelkanäle
zu den beiden Zylinderkammern zum Schließen und Öffnen des Spannfutters, wobei ein
Rückschlagventil in jedem Strömungsmittelkanal angeordnet ist und jedem dieser Rückschlag
ventile ein Steuerkolben zugeordnet ist, der mit dem Strömungsmittel bzw.
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mit dem Strömungsmitteldruck des jeweils anderen Strämungsmittelkanals
beaufschlagt wird. Diese Strämungsmittelkanäle dienen zur Zuführung des Strämungsmittels
an den Zylinder, um den in diesem Zylinder angeordneten Kolben zu betätigen, wie
dies oben für die bereits übliche Spannfutterbetätigung beschriebenwrde, bei der
das Zufuhren des zum Betätigen dienenden Strämungsmittels an eine Zylinderkammer
für das Schließen bzw.
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Öffnen des Spannfutters jeweils begleitet ist mit einer Entlüftung
der
anderen Zylinderkammer. Dies ist eine Voraussetzung bei der
bekannten Einrichtung, um die angestrebte Funktion der RUckschlagventile zu erreichen,
d.h. die Strömungsmittelkanäle dienen in diesem Fall dazu, der zum Schließen des
Spannfutters verwendeten Zylinderkammer für die Hochdruckphase bzw. für die Hochdruckarbeitsweise
der Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung das Strömungsmittel zuzuführen, sowie
gleichzeitig auch dazu, um der das Öffnen des Spannfutters bewirkenden Zylinderkammer
beim Öffnen des Spannfutters Strömungsmittel zuzuführen, wobei in beiden beschriebenen
Arbeitsphasen jeweils die andere Zylinderkammer entlüftet wird. Diese beiden Strömungsmittelkanälo
sind jedoch nicht brauchbar, um den Zylinder mit einem Strömungsmittel für einen
Ubergang von dem Hochdruckzustand bzw. von der Hochdruckphase auf die Niederdruckphase
der Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung mit einem Strömungsmittel zu versorgen.
Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Rückschlagventile und deren zugeordnete
Steuerkolben eim n Strömungsmittelfluß in den beiden Strömungsmittelkanälen nicht
zulassen, was das hauptsächliche Erfordernis einer Hoch-Nieder-Spannfutterbetätigung
bzw. Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung erfüllen wurde, daß der Übergang von
der Hochdruckphase auf die Niederdruckphase einer solchen Betätigung dadurch erreicht
wird, daß der Druck des zum Betätigen bzw. Steuern dienenden Strömungsmittels in
der zum Schließen des Spannfutters dienenden Zylinderkammer reduziert wird, und
zwar ohne daß das Strömungsmittel aus dieser Zylinderkammer sonst abgeführt wird,
was/zu einem Lösen des Werkstückes am Spannfutter führen würde. Eine solche Reduzierung
des Strömungsmitteldruckes in der zum Schließen des Spannfutters dienenden Zylinderkammer
ohne Abführen des Strömungsmittels aus dieser Kammer bzw. ohne eine Entleerung dieser
Kammer würde daher auf jeden Fall ein Öffnen des zugehörigen Rückschlag ventils
erfordern. Es ist jedoch bekannt, daß dieses Rückschlagventil sich nur öffnet, wenn
der Strömungwittelkanal, in welchem das Rückschlagventil angeordnet ist, entlüftet
wird, wodurch jeder Versuch, das
Rückschlagventil lediglich für
eine Reduzierung des Strömungsmitteldruckes in der zum Schließen des Spannfutters
dienenden Zylinderkammer ohne ein Abführen von Flüssigkeit aus dieser Kammer zum
Scheitern verurteilt ist.
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Um den Zylinder mit einem Strömungsmittel fUr den Ubergang von der
Hochdruckphase auf die Niederd ruckphase der Hoch-Niede rd ruck-Spannfutterbetätigung
zu versorgen, benötigt die bekannte Betätigungseinrichtung besondere Mittel, die
das Rückschlagventil in dem Strömungsmittelkanal überbrücken können, der an die
zum Schließen des Spannfutters dienende Zylinderkammer führt. Hierfür ist ein relativ
kompliziertes System von Steuerventilen erforderlich, so daß nach Abschluß der Hochdruckphase
der Betätigung zunächst Strömungsmittel von der das Schließen des Spannfutter bewirkenden
Zylinderkammer abgeführt werden kann, bis der Strömungsmitteldruck in dieser Zylinderkammer
vom vorhandenen hohen Druck auf einen vorgegebenen minimalen Druck zurückgeht, wobei
dann unmittelbar darauf für die Niederdruck-Phase der Betätigung ein Strömungsmittelmit
einem vorhandenen niederigen Druck unter Umgehung des Ruckschlagventiles zugeführt
wird, wobei dieser niedrige Strömungsmitteldruck jedoch größer ist als der minimale
Strömungsmitteldruck. Die dieses Umgehen des Rückschlagventiles ermöglichenden und
den Ubergang zwischen den einzelnen Arbeitsphasen steuernden Ventile müssen vershiedene
Funktionen ausführen, die eine Grundvoraussetzung für die Hoch-Niederd ruck-Spannfutte
rbetätigung sind und die die Strömungsmittelkanäle mit den in diesen Kanälen angeordnet
Ruckschlagventile einschließlich derer Steuerkolben nicht ausführen können.
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Wie bereits erwähnt wurde, ist eine dieser Grundvoraussetzungen bzw.
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wesentlichen Funktionen, daß Strömungsmittel von der das Schließen
des Spannfutters bewirkenden Zylinderkammer abgeführt wird, um den Druck des Strömungsmittels
in dieser Zylinderkammer zu reduzieren. Eine weitere wesentliche Voraussetzung bzw.
wesentliche Funktion besteht darin, daß Strömungsmittel von der das Schließen des
Spannfutters bewirkenden
Zylinderkammer solange abgeführt wird,
bis der Strömungsmitteldruck in dieser Zylinderkammer von dem vorhandenen hohen
Druckwf einen festgelegten minimalen Druck abgefallen ist, und daß dann dieser Zylinderkammer
Strömungsmittel mit einem niedrigen Druck zugeführt wird, der in der Zylinderkammer
während der Niederdruckphase der Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung notwendig
ist. Diese letzte Voraussetzung bzw. diese letzte Funktion trägt auch dem Umstand
Rechnung, daß eine reine Reduzierung des Strömungsmitteldruckes in der das Schließen
des Spannfutters bewirkenden Zylinderkammer von dem augenblicklichen bzw. vorgegebenen
hohen Druck auf den vorgegebenen niedrigen Druck den gewünschten Uebergang von der
Hochdruckphase auf die Niederdruckphase der Spannfutterbetätigung nicht bringt,
da der vorgegebene niedrige Druck, der zwar voll ausreichend wäre, um das Werkstück
in der angestrebten leichten bzw. gelockerten Einspannung für die Niederdruckarbeitsphase
zu halten, meistens zu hoch ist, um zu erreichen, daß sich die Betätigungselemente
des Spannfutters von ihrer festen gegenseitigen Verspannung lösen, die von der ursprünglichen
starken Werkstückeinspannung herrühren. Der Strömungsmitteldruc#' in der das Schließen
des Spannfutters bewirkenden Zylinderkammer müßte daher vom vorgegebenen hohen Druck
auf einen minimalen Druck reduziert werden, der seinerseits ger4end klein sein muß,
damit das Spannfutter überhaupt anspricht und ein Nachlassen der starken Werkstückeinspannung
erreicht wird, erst dann kann Strömungsmittel mit dem vorgegebenen niedriger Druck
der zum Schließen des Spannfutters dienenden Zylinderkammer zugeführt werden, um
ein Arbeiten des Spannfutters mit niedrigem Druck bzw.
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in der NiederdrucWhase zu eneichen. ine weitere und ebenfalls sehr
bedeutende wesentliche Funktion liegt darin, daß in der das Schließen des Spannfutters
bewirkenden Zylinderkammer auch während des Übergangs von der Hochdruckphase auf
die Niederdruckphase der Spannfutterbetätigung ein Strömungsmitteldruck aufrechterhalten
wird, der eine positive bzw.
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ausreichende Werkstückeinspunnung im Spannfutter sicherstellt.
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Obwohl die bekannte Betätigungseinrichtung grundsätzlich zufriedenstellend
arbeitet, ist sie in ihrer Konstruktion sehr kompliziert sowie in gew#er Hinsicht
mangelhaft. Durch die Verwendung von Mitteln in dieser Betätigung einrichtung, durch
die das Rückschlagventil funktionsmäßig umgangen werden kann, und die ein System
von zugeordneten Steuerventilen aufweisen, ist die bekannte Einrichtung in ihrer
Konstruktion aufwendig und teuer. Weiterhin ist die Funktionssicherheit durch die
Rückschlagventile lediglich während der Hochdruckphase sichergestellt und nicht
während der Nlederdruckphase der Betätigung. Da weiterhin die zur funktionsmäßigen
Umgehung des Rückschlagventils dienenden Mittel sowie die diesen Mitteln zugeordneten
Steuerventile funktionsmäßig eng mit dem einen Strömungsmittelkanal verbunden sind,
der an die zum Schließen des Spannfutters dienende Zylinderkammer führt, ist es
auch nicht möglich, die Betätigungseinrichtung in ihrer Funktion dadurch umzukehren,
daß lediglich die beiden Strömungsmittelverbindungen bzw. -leitungen vertauscht
werden, um so eine Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung zu erhalten, bei der die
andere Zylinderkammer nunmehr als die das Schließen des Spannfutters bewirkende
Zylinderkammer dient.
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Line wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine durch ein
Strömungsmittel gesteuerte Betätigungseinrichtung mit einer Strömungsmitteiblockierung
bzw. ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung der Werkstuckeinsponnung in einem
Spannfutter aufzuzeigen, die bzw. das eine Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung
ermöglicht und bei der bzw. bei dem die einzigen Strömungsmittelverbindungen an
die Zylinderkammern bzw.
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von den Zylinderkammern über die Rückschlagventile der Strömungsmittelblockiereinrichtungen
sowie die beiden Kanäle führt, in denen die RUckschlagventile angeordnet sind, wobei
diese Betätigungseinrichtung durch den Wegfall von Mitteln zum funktionsmäßigen
Umgehen der RUckschlagventile bzw. der Strömungsmittelblockiereinrichtungen sowie
durch den Wegfall
zugeordneter Steuerventile, wie sie bei der bekannten
Einrichtung erforderlich sind, dieser bekannten Einrichtung sowohl hinsichtlich
einer einfachen Konstruktion als auch hinsichtlich niedriger Kosten weit überlegen
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Betätigungseinrichtung bzw. ein
Verfahren zur Steuerung der Werkstückeinspannung der in den Ansprüchen beschriebenen
gattungsgemäßen Art entsprechend dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche ausgebildet.
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Da bei der Erfindung das gesamte, zur Betätigung dienende Strömungsmittel
wenigstens ein Rückschlagventil wenigstens einer Strömungsmittelblockiereinrichtung
durchströmt, ist die Sicherheit bei der Spannfutterbetätigung, die durch das Rückschlagventil
erhalten wird, während der gesamten Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung sichergestellt
und nicht nur während der Hochdruckphase dieser Betätigung, wie dies bei der bekannten
Einrichtung der Fall ist. Weiterhin unterscheidet sich die Erfindung von der bekannten
Betätigungseinrichtung auch dadurch, daß die Erfindung eine einfache Umkehrung der
Arbeits- bzw. Wirkungsweise der Zylinderkammern ermöglicht, z.B. in der Form, daß
beide Zylinderkammern als solche, das Schließen des Spannfutters bewirkende Zylinderkammern
wirken können, und zwar dadurch daß die Verbindungen der Strömungsmittelleitungen
an die Zylinderkammern vertauscht werden.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine stro#mungsmittelgesteuerte
Betätigungseinrichtung mit Strömungsmittelblockierung aufzuzeigen, wobei die einzelnen
Strömungsmittelverbindungen zu den Zylinderkammern Uber die Rückschlagventile sowie
über die beiden Kanäle erfolgen, in denen diese Rückschlagventile angeordnet sind,
wobei der Schlüssel bzw.
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die Möglichkeit fUr eine Hoch-lQiederdruck-spannfutterbetätigung in
der Anordnung der Rückschlagventile und der Steuerkolbenelemente der Strömungs mittelblockiereinrichtung
liegt, so daß die Steuerkolbenelmente bzw.
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Steuerkolben die ihnen zubestimmte Ventilöffnungsfunktion nicht nur
bei einer entlüftung der entsprechenden Strömungsmittelkanäle ausführen, sondern
auch ohne eine solche Entluftung. Da die Steuerkolben bzw.
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Steuerkolbenelemente somit in der Lage sind, ihre Funktion bezüglich
des Öffnens der zugeordneten Rückschlagventile auszuführen, ohne daß die Kanäle,
in denen sie angeordnet sind entlüftet werden, ist es in einzigartiger und bisher
nicht erreichter Weise bei einer Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung möglich,
gewisse Mengen an Strömungsmittel aus der zum Schließen des Spannfutters dienenden
Zylinderkammer Uber das zugehörige Ruckschlagventil abzuführen, um den vorgegebenen,
in dieser Zylinderkammer bisher herrschenden hohen Druck herabzusetzen, und zwar
durch Öffnen des betreffenden Rückschlagventils, ohne daß der Kanal, in welchem
dieses angeordnet ist, entlüftet wird, sowie durch Beaufschlagung dieses Kanals
mit einem Strömungsmittel mit einem niedrigerem Steuerdruck, mit welchem (Strömungsmittel
mit niedrigerem Steuerdruck) das in der zum Schließen des Spannfutters dienenden
Zylinderkammer vorhandene Strömungsmittel vermischt wird, um einen Abfall des Druckes
in der Zylinderkammer auf diesen niedrigeren Steuerdruck zu erhalten.
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tine weitere Aufgabe der erfindung besteht darin, eine Betätigungseinrichtung
bzw. ein Verfahren zur Steuerung der Werkstuckeinsparung aufzuzeigen, wobei das
Strömungsmittel des Steuerdruckes, welches dem "ersten" Kanal an die zum Schließen
dienende Zylinderkammer zugeführt wird, zunächst einmal dazu dient, sich mit dem
Strömungsmittel in dieser Zylinderkammer zu vermischen und dadurch in der beschriebenen
Weise den Druck dieser Zylinderkammer zu reduzieren, auch einem Uffnen des Pxückschlagventiles
im ersten Kanal durch den Steuerkolben entgegenwirkt, wobei dem ~zweiten" Kanal
an die zum Uffnen dienende ZyliNerkammer Strömungsmittel zugeführt wird, und wobei
für eine richtige Steuerung der Einrichtung die diesen ersten und zweiten Kanälen
zugeführten Strömungsmittel so wirken, daß einerseits die Ventilöffnungswirkung
des Steuerkolbens
durch das Strömungsmittel im zweiten Kanal die
einer öffnung des Ventiles entgegenwirkende Wirkung auf den Steuerkolben durch das
Strömungsmittei im ersten anal Ubersteigt, und daß andererseits das Strömungsmittel
im ersten Kanal sowie in der zum Schließen dienenden Zylinderkammer das Strömungsmittel
in dem zweiten Kanal sowie in der zum Öffnen dienenden Zylinderkammer (im Druck)
übersteigt, damit das Spannfutter geschlossen bleibt und für finden Moment die positive
Werkstückeinspannung verlorengeht.
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Um dies zu erreichen, ist der dem Rückschlagventil für die zum Schließen
dienende Zylinderkammer zugeordnete Steuer!<olben mit unterschiedlich großen
Flächen bzw. stufenförmig ausgebildet, wobei die größere Fläche mit dar Strömungsmittel
im zweiten Kanal und die kleinere Fläche mit dem Strim-nWd mittel im ersten Kanal
zwischen dem RUckschlagventil und der zugehörigen Zylinderkammer beaufschlagt werden,
wobei die Oberflächen der größeren und der kleineren Fläche des Steuerkolbens in
einem vorgegebenen Flächenverhältnis zueinander stehen. Beträgt dieses Flächenverhältnis
beispielsweise 5 : 1 und beträgt der Strömungsmitteldruck im ersten Kanal beispiels
weise 100 lbs./inch2 ( 7 Kg/cm 2 ), so wird das Rückschlagventilin diesem Kanal
geöffnet, wenn der zweite Kanal mit einem Strömungsmittel druck über 20 lbs./inch2
(1,4 kg/cm 2 # beaufschlagt wird.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Steuerung
der Werkstückeinspannung in einem Spannfutter bzw. auf eine entsprechende Betätigungseinrichtung,
wobei wenigstens ein Steuerkolben einem t#UcI,' ventil für die zum Schließen dienende
Zylinderkammer zugeordnet ist, w@@ dieser Kolben stufenförmig ausgebildet ist mit
einem Flächenverhältnis zwischen seiner größeren und seiner kleineren Fläche. Die
Betätigungseinrichtung wird entsprechend einem Verfahren gesteuert, bei dem zur
Durchführung der Hochdruckphase ein Strömungsmittel mit einem vorgegebenen Druck
der zum Schließen des Spannfutters dienenden Zylinderkammer UL deren Kanal zugeführt
wird und gleichzeitig der andere Kanal fUr ei Entlüftung der zum Öffnen dienenden
Zylinderkammer geöffnet wird, woi-e
zum Ueberführen des Spannfutters
in die Niederdruckphase den Kanälen an die Zylinderkammer zum Schließen sowie zum
Öffnen des Spannfutters ein Strömungsmittel mit einem zweiten bzw. einem dritten
Druck zugeführt wird, von denen der zweite und dritte Druck niedriger sind als der
vorgegebene Hohldruck und ein Verhältnis zueinander aufweisen, welches kleiner istals
das Flächenverhältnis des stufenförmigen Zylinders, um hierdurch das Öffnen des
Rückschlagventiles für die zum Schließen des Spannfutters dienende Zylinderkammer
zu bewirken und einen Druckabfall in dieser Zylinderkammer von dem nahen Druck auf
den zweiten Druck zu erreichen, wobei dann der Kanal an die zum Öffnen dienende
Zylinderkammer entlUftet wird, während der Kanal an die zum Schließen dienende Zylinderkammer
mit einem vierten Strömungsmitteldruck beaufschlagt wird, der niedriger ist als
der vorgegebene Hohidrucic, jedoch nicht niedriger ist als der zweite Druck. Bei
dieser Arbeitsweise der Einrichtung wird die Spannfutterbetätigung von der Hochdruckphase
in die Niederdruckphase der Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung übergeführt,
und zwar ähnlich wie bei der bekannten Einrichtung, jedoch mit dem wesentlichen
Unterschied, daß bei der Erfindung lediglich die Strömungsmittelverbindungen zu
den Zylinderkammern und von diesen über die Rückschlagventile und die beiden Kanäle
führen, in denen die Rückschlagventile angeordnet sind. Bei der Erfindung wird daher
der Druckin der zum Schließen des Spannfutters dienenden Zylinderkammer von dem
hohen Wert auf einen bestimmten zweiten Druck reduziert, während die zum Schließen
des Spannfutters dienende Kammer mit einem dritten Druck beaufschlagt wird. Der
wirksame, auf den Kolben im Zylinder einwirkende Druck ist dabei der Differenzdruck
zwischen dem zweiten und dritten Druck, wobei durch diesen Differenzdruck die starke
Werkstückeinspannung im Spannfutter genügend gelockert wird, so daß das Spannfutter
eine geringere Einspannung bzw. grrincre Einspannkräfte auf das werkstück ausübt,
wenn nachfolgend die zum Öffnen dienende Zylinderkammer entlüftet und die zum Schließen
dienende Zylinderkammer mit einem vorgegebenen niedrigen Druck beaufschlagt wird,
um eine Spannfutterbetätigung mit der Niederdruckphase zu erreichen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden im
Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen sind verschiedene
Ausführungen der Lrfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine Betätigungseinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend
der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Betätigungseinrichtung
mit einem System von Steuerventilen, für eine Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung
entsprechend der Erfindung; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Betätigungseinrichtung
mit einem abgewandelten System von Ventilen, fUr eine Hoch-Niederdruck-Spannfutterbetätigung
gemäß der Erfindung; Fig. 5 eine schematische Darstellung durch eine Betätigungseinrichtung
mit einem weiteren, abgewandelten System von Steuerventilen, für eine Hoch-Niederd
ruck-Spannfutterbetätigung gemäß der Erfindung.
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Die Figuren und insbesondere die Fig. 1 und 2 zeigen eine Strömungsmittelkupplung
oder Flüssigkeitskupplung 10 einer Betätigungseinrichtung für ein Spannfutter. Die
Kupplung 10 besteht aus einem stationären und einem zugeordneten rotierenden Kupplungsteil
12 bzw. 14, wobei der rotierende Kupplungsteil ein zylinderförmiges Lagerelement
fUr seine Lagerung in reibungsarmen Lagern bzw. in Kugellagern 18 des stationären
Kupplung teiles 12 aufweist. Der rotierende Kupplungsteil 14 besitzt einen Zylinder
20 mit einem Kolben 22, der im Zylinder einander gegenüberliegende Enden bzw. Seiten
24 bzw. 26 zum Öffnen und Schließen des Spannfutters bildet.
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Der Kolben 22 besitzt weiterhin einen Ansatz 28, der hülsenartig ausgebildet
ist, um eine beispielsweise mittige Öffnung 30 in der Kupplung zu bilden, wobei
dieser Ansatz 28 über eine Zugstange 32 in üblicher Weise mit dem Betätigungsglied
des zugehörigen, nicht näher dargestellten Spannfutters verbunden ist. Das Spanfutter
ist an der Vorderseite einer angetriebenen Spindel einer ebenfalls nicht näher dargestellten
Drehbank oder ähnlichen Werkzeugmaschine befestigt, während die Kupplung 10 mit
ihrem rotierenden Kupplungsteil 14 an der Rückseite der angetriebenen Spindel in
üblicher Weise gehaltert ist.
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Druckluft oder Das zum Betätigen der Spannbacken dienende Strömungsmittel
(z.B./Flüssigkeit) wird dem Zylinder 20 von einer geeigneten Druckquelle über die
festen Leitungen 34 und 36 zugeführt, die an den stationären Kupplungsteil 12 führen,
sowie über geeignete Öffnungen in den Kupplungsteilen, die dann zu den einander
gegenüberliegenden Enden des Zylinders führen.
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Das zum Betätigen dienende Strömungsmittel wird unter Verwendung eines
geeigneten Steuerventils oder einer geeigneten Steuerventileinrichtung dem das Schließen
des Spannfutters bewirkenden Ende 24 des Zylinders über einen Kanal 38 zugeführt,
der von der festen Leitung 34, die in eine Öffnung 39 einer ringförmigen Nut 40
im stationären Kupplungsteil 12 munde, sowie von einer sich anschließenden Öffnung
bzw einem sich anschließenden
Kanal 42 in den Kupplungsteilen
12 und 14 gebildet wird, wobei sich der Kanal 42 bis an das zum Schließen des Spannfutters
dienende Endes des Zylinders erstreckt. Das zum Betätigen dienende Strömungsmittel
kann weiterhin auch dem das Öffnen des Spannfutters bewirkenden Ende 26 des Zylinders
durch einen Kanal 46 zugeführt werden, der durch die andere feste Leitung 36, die
in eine Öffnung 47 einer ringförmigen Nut 48 im stationären Kupplungsteil mündet,
sowie durch eine anschließende Öffnung bzw. durch einen anschließenden Kanal 50
in den Kupplungsteilen 12 und 14 gebildet ist, wobei sich der Kanal 50 bis an das
das Öffnen des Spannfutters bewirkende Ende 26 des Zylinders erstreckt. Die Kanäle
42 und 50 sind be dieser Ausführung vollständig in den t(upplungsteilen 12 und 14
enthalten bzw. untergebracht, sie sind jedoch in der Fig. 1 teilweise durch Linien
wiedergegeben, die außerhalb der Kupplungsteile verlaufen, um hierdurch nicht nur
das Zusammenwirken dieser Kanäle mit den entsprechenden Enden des Zylinders klarer
darzustellen, sondern auch um ihre Zuordnung zu Strömungsmittelblockiereinrichtungen
52 und 54 besser zu zeigen, die in der Fig. 1 schematisch dargestellt sind, wobei
jede Blockier- bzw. Verriegelungseinrichtung Betätigungsventilelemente sowie zugehörige
kolbenelement aufweist. So besteht die Einrichtung 52 beispielsweise aus einem Rückschlagventil
56 und aus einem zugehörigen Kolben 58, wobei der Kolben in einem zylinderförmigen
Kanal 60 in einem Gehäuse 62 verschiebbar angeordnet is und einen axialen Ansatz
64 zum Öffnen des RUckschlagventiles 56 aufweist wenn der Kolben 58 mit einem bestimmten
Strömungsmitteldruck beaufschlagt wird, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.
Der an das Ende 24 des Zylinders führende Kanal 42 ist unterbrochen, um dort das
Rückschlagventil 56 und dasjenige Ende des Kanales 60 im Gehäuse 42 zwischenzuschalten,
welches dem Rückschlagventil 56 benachbart liegt. Das andere Ende des Kanales 60
ist Uber einen Abzweigkanal mit dem Kanal 50 hinter einem RUckschlagventil 70 in
diesem Kanal verbunden, welches Teil der andere Blockiereinrichtung 54 ist. Diese
andere Blockiereinrichtung 54 besItz das RUckschlagventil 70 und einen zugeordneten
Kolben 72 in einem zylinderförmigen Kanal 74 des Gehäuses 76, wobei der Kolben 72
einen axialen Ansatz 78 zum Öffnen des Rückschlagventiles aufweist, wern der Kolben
72 in der
nachfolgend noch beschriebenen Weise mit einem gewissen
Strömungsmittel~ druck beaufschlagt wird. Der Kanal 15, der an das Ende 26des Kolbens
fuhrt, ist für eine Zwischenschaltung des Rückschlagventiles 70 und desjenigen Endes
des Kanales 74 im Gehäuse 76 unterbrochen, welches (Ende) dem RUckschlagventil 70
benachbart liegt. Das andere Ende des Kanales 74 ist Uber einen Abzweigkanal 84
mit dem Kanal 42 hinter den in diesem Kanal liegenden Rückschlagventil verbunden.
Die Rückschlagventile 56 und 70 sind so angeordnet, daß sie fUr eine Zufuhrung des
Strämungsmittels an die zugehörigen Enden 24 bzw. 26 des Zylinders öffnen, jedoch
einen Rückfluß des Strömungsmittels von diesen Enden blockieren, wobei die Kolben
58 und 72 bei einer Druckbeaufschlagung dazu dienen, die ihnen zugeordneten RUckschlagventile
56 und 70 zu öffnen, wie dies noch beschrieben wird.
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Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, daß der Kolben
58 der Blockier- bzw. Verriegelungseinrichtung 52 ein abgestufter Kolben ist, der
in zwei Richtungen wirksam ist, um seine Funktion bezüglich des Öffnens des zugehörigen
Rückschlagventiles 56 ausführen zu können. Der Kolben 58 besteht aus zwei Zylinderabschnitten
88 und 90 mit unterschiedlichem Durchmesser und kleineren und größeren Stirnflächen
92 bzw. 94, wobei der Kanal 60 im Gehäuse ebenfalls stufenförmig bzw. mit zwei Abschnitten
96 und 98 unterschiedlichen Durchmessers versehen ist, in denen die Zylinderabschnitte
88 bzw. 90 verschiebbar angeordnet sind. Der im Querschnitt kleinere Abschnitt 96
sowie der in diesem Abschnitt gleitende Zylinderabschnitt 88 liegen dem zugehörigen
RUckschlagventil 56 benachbart (Fig. 1). Der Kolben 72 der anderen Blockiereinrichtung
54 ist bei dieser Ausführungsform ebenfalls ein Kolben mit stufenförmigem Verlauf
und wird dementsprechend in ähnlicher Weise von zwei Zylinderabschnitten 100 und
102 mit unterschiedlichem Durchmesser gebildet, wobei diese Zylinderabschnite wiederum
eine kleinere sowie eine größere Stirnfläche 104 bzw. 106 besitzen Der Kanal 74
im Gehäuse 76 bildet zwei Abschnitte 108 und 110 unterschiedlichen Durchmessers,
die die Kolbenabschnitte 100 und 102 verschiebbar
aufnehmen, wobei
der im Durchmesser kleinere Abschnitt 108 und der zugehörige Kolbenabschnitt 100
dem RUckschlagventil 70 benachbart sind.
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Der stufenförmige bzw. abgestufte Kolben dient dazu, das zugehörige
Rückschlagventil in dem entsprechenden Kanal zu öffnen, der zu dem entsprechenden
Ende des Zylinders führt, und zwar dadurch, daß das zum Betätigen dienende Strömungsmittel
dem zum anderen Ende des Zylinders führenden Kanal zugeführt wird, mit oder ohne
"Entlüftung" des anderen Kanals. Wird angenommen, daß zum Schließen eines zugeordneten
Spannfutters das das Schließen des Spannfutters bewirkende Ende 24 des Zylinders
über den Kanal 35 mit einem Strömungsmitteldruck in einer bestimmten Höhe baufschlagt
ist, so wird das Spannfutter beim Betätigen einer Ventileinrichtung dadurch geöffnet,
daß Strömungsmittel unter Druck Uber den Kanal 46 dem das Öffnen des Spannfutters
bewirkenden Ende 26 zugeführt wird, wobei gleichzeitig das Ende 24 Uber den Kanal
38 "entlüftet" bzw. entleert wird.
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Unter diesen Umständen wird das RUckschlagventil 56 durch den Kolben
58 geöffnet, da die Stirnfläche 92 dieses Kolbens nicht mehr mit einem Strömungsmitteldruck
beaufschlogt ist, wenn der Kanal 38 entlüftet bzw.
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der in diesem Kanal vorhandene Druck abgebaut ist, so daß der Strömungsmitteldruck,
der an dem das Öffnen des Spannfutters bewirkenden Ende des Kolbens anliegt und
der dann auch der einzige Druck ist, der auf den Kolben 58 und insbesondere auf
die Stirnfläche 54 einwirkt, das Rückschlagventil 56 bei jedem Druckwert öffnet,
welcher dem das Öffnen des Spannfutters bzw. der Spannbacke wirkenden Lnde des Zylinders
zugeführt wird, wie dies ohne weiteres verständlich ist. Wird nun angenommen, daß
das Ende 24 des Zylinders über den Kanal 38 mit einem Strömungsmittel mit hohem
Druck beaufschlagt ist, bei dem das zugeordnete Spannfutter geschlossen ist, und
ein Werkstück festhält, kann das Rückschlagventi3 56, welches dem Ende 24 zugeordnet
ist, ohne eine Entlüftung bzw. ohne ei«;, Druckabbau im Kanal 38 dadurch geöffnet
werden, daß ein Strömungsmitt 1 mit einem ersten Stèsrdruck dem Kanal 46 und dem
Ende 26 zugeführt wird und dem Kanal 38 ein Strömungsmittel mit einem zweiten Steuerdruck
zugeführt
wird, wobei die einzigen Bedingungen darin bestehen,
daß diese Steuerdrücke niedriger als der vorgegebene hohe Druck sind und so niedrig,
wie gewunscht sein können, und der gesamte Druck des Strömungsmittels an der größeren
Stirnfläche 94 des Kolbens 58 den gesamten Druck des Strömung.
-
mittels an der kleineren Stirnfläche des Kolbens übersteigt, wobei
diese letzte Forderung solange erfUllt ist, solange der zweite und erste Steuerdruck
ein Verhältnis aufweisen, welches kleiner ist als das Verhältnis, um welches die
größere Stirnfläche 54 des Kolbens 58 größer ist als die kleinere Stirnfläche 92
dieses Kolbens. In diesem Zusammenhang sollte verstanden werden, daß bei diesem
Beispiel der Kanal 38 mit dem Strömung mittel mit dem vorgegebenen hohen Druck beaufschlagt
ist, solange das Strömungsmittel mit dem zweiten Steuerdruck an diesem Kanal anliegt,
wobei das RUckschlagventil ordnungsgemäß schließt und daher dasjenige Ende des Zylinders,
welches ein Schließen des Spannfutters bewirkt, mit dem Strömungsmittel mit hohem
Druck beaufschlagt wird. Wird jedoch bei diesem Beispiel das Strömungsmittel mit
dem ersten Steuerdruck zuerst dem Kanal 46 zugefuhrt und Ubersteigt die Kraft, die
dieser erste Steuerdruck an der größeren Kolbenstirnfläche 94 erzeugt, die Gegenkraft
des irömungsmittels, welches auf die Kleinere Kolbenstirnfläche 92 einwirkt, so
verhindert der Kolben in diesem Fall ein Schießen des RUckschlagventiles 56 und
hält dieses offen. Wird andererseits Strömungsmittel des zweiten Steuerdruckes dem
Kanal 38 zugeführt, bevor das Strömungsmittel des ersten Steuerdruckes dem Kanal
46 zugeführt wurde, so schließt sich das RUckschlagventil durch den zweiten Steuerdruck
und wird durch den ersten Steuerdruck geöffnet, wie dies ohne weiteres verständlich
ist. Für ein besseres Verständnis der Arbeitsweise des abgestuften Kolbens 58 sei
angenommen, daß das Verhältnis zwischen den größeren und kleineren Stirnflächen
94 und 92 beispielsweise 5 : 1 beträgt, und daß der erste Steuerdruck, der auf die
größere Kolbenstirnfläche 94 einwirkt, 20 lbs/inch2 ( # 1,4 kfr / cmp ) beträgt.
Das RUckschlagventil 56 wird geöffnet ohne Entlüftung des Kanales 38, der an das
das Schließen des Spannfutters
bewirkende Ende des Zylinders führt,
falls der zweite Steuerdruck des Strömungsmittels, welches auf die kleinere Kolbenstirnfläche
92 einwirkt, kleiner als 100 lbs/inch2 ( 7 kpicm; )ist. Wird in dieser Weise Strömungsmittel
mit dem beschriebenen ersten Steuerdruck dem Kanal 46 und dem Ende 26 zugeführt
und wird außerdem Strömungsmittel mit dem beschriebenen zweiten Steuerdruck dem
anderen Kanal 38 anstelle einer Belüftung dieses Kanales zugeführt, so öffnet der
Kolben 58 das zugehörite RUckschlagventil 56, wodurch das St*iungsmittel mit hohem
Druck im Ende 24 des Zylinders freigegeben wird fUr einen Angleich an den Strömungsmittel
druck entsprechend dem zweiten Steuerdruck, der an dem Kanal 38 anliegt, sowie fUr
den Aufbau eines gemeinsamen Druckes, d.h. beispielsweise des zweiten Steuerdruckes
fUr das gesamte Strömungsmittel im Kanal 38 sowie im Ende 24 des Zylinders, wie
dies ohne weiteres verständlich ist.
-
Die Blockiereinrichtungen 52 und 54, die in der Fig. 1 ausserhalb
der Kupplung 10 dargestellt sind, sind bei diesem Beispiel tatsächlich innerhalb
der Kupplung 10 angeordnet, ui dabei speziell im rotierenden Kupplung teil 14, wie
dies in der Fig. 2 dargestellt ist, in der Teile der Blockiereinrichtungen 52 und
54 mit den gleichen Bezugsziffern wie in der Fig. 1 bezeichnet sind.
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Die Fig. 3 zeigt in einer Diagrammdarstellung eine Beätigungseinrichtung
120 zum Betätigen eines Spannfutters, wobei diese Betätigungseinrichtung wiederum
die Kupplung 10 der Fig. 1 und 2 besitzt und die sich fUr eine Hochdruck-Niederdruck-Spannbackenbetätigung
eignet. Die Kupplung bestent aus den beiden Kupplungsteilen 12 und 14 mit dem Zylinder
20 in dem rotierenden Kupplungsteil 14 und dem Kolben 22, der den Zylinder 20 wiederu
in zwei Enden bzw. Kammern 24 und 26 zum Schließen und Öffnen des Spannfutters unterteilt.
In der Fig. 3 sind weiterhin auch die Kanäle 38 ur 40 mit ihren entsprechenden Leitungen
34 und 36 an die Kupplung 10 sowie mit ihren entsprechenden Kanälen 42 und 50 in
der Kupplung gezeigt, wobei
die Blockiereinrichtungen 52 und 54
in ihrer Zuordnung zu den entsprechenden Kanälen 38 und 46 ebenfalls dargestellt
sind. Die Betätigungseinrichtung besitzt weiterhin einen Ventilmechanismus in Form
von verschiedenen Ventilen 122, 124, 126 und 128, die für eine Hoch-Niedrig-Betätigung
des Spannfutters betätigt werden können. Bei dieser Ausfuehrung stehen fUr die Betätigung
der Betätigungseinrichtung drei Strämungsmittelquellen mit unterschiedlichem Arbeitsdruck
zur Verfugung, die mit PH, PL und PM bezeichnet sind, wobei "H", "L" und "M" hohen
Druck, niedrigen Druck bzw.
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minimalen Druck bezeichnen. Die Druckquelle PH ist mit dem Ventil
124 und die Druckquellen PL und PM sind mit dem Ventil 128 verbunden. Das Ventil
128 besitzt einen Auslaß 130, welcher über eine Leitung 132 mit einem Einlaß 134
des Ventiles 124 verbunden ist. Das Ventil 124 besitzt ebenfalls einen Auslaß 136,
welcher Uber eine Leitung 138 mit einem Einlaß 140 des Ventiles 122 verbunden ist.
Das Ventil 122 besitzt eine Entluftungsöffnung 142 und einen Auslaß 144, der Uber
die Leitung 34 des Kanales 38 mit dem Ende bzw. mit der Zylinderkammer 24 verbunden
ist, die das Schließen des Spannfutters bewirkt. Von der Leitung 132 zweigt eine
Leitung 146 ab, die mit einem Einlaß 148 im Ventil 126 verbunden ist, welches ebenfalls
eine ~#ntlUftungsöffnung 150 sowie einen Auslaß 152 besitzt, der mit der Leitung
36 des Kanales 46 an die Zylinderkammer 26 zum Öffnen des Spannfutters verbunden
ist. In der Abzweigleitung 146 ist ein RUckschlagventil 144 angeordnet, welches
öffnet, um ein Strömungsmittel mit einem über einem vorgegebenen Wert liegenden
Druck dem Ventil 126 zuzuführen, und welches normalerweise geschlossen ist, um einen
St~ mungsmittelfluß vom Ventil 126 an die Leitung 132 zu blockieren.
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Dieses Ventil 126 ist normalerweise durch eine Feder 156 geschlossen,
die so ausgelegt ist, daß sie ein Öffnen des Ventiles durch ein Strömungsmittel
in der Leitung 132 mit einem Druck oberhalb des voranstehend erwähnten vorgegebenen
Druckes erlaubt.
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Nachfolgend soll eine Hoch-Niedrig-Betätigung des Spannfutters durch
die Betdtigungseinrichtung 120 beschrieben werden. Es wird angenommen,
daß
das zugeordnete Spannfutter offengehalten wird, und zwar dadurch, daß die Zylinderkammer
26 mit dem StrömungsmiMbeldruck der Quelle PL beaufschlagt ist und gleichzeitig
die Zylinderkammer 24 entlUftet ist, wobei die Verbindung der Zylinderkammer 26
mit der Druckquelle PL über den Kanal 46, das Ventil 126, die Leitung 146 mit dem
in dieser Leitung angeordneten Rückschlagventil 154 und die Leitung 132 erfolgt,
wobei das verschiebbare Llement 160 des Ventiles 126 in seine andere Stellung gegen
die Wirkung der Rückstellfeder 162 durch Erregung eines Relais 158 verschoben ist
und wobei die Zylinderkammer 24 Uber den Kanal 38 und die Entlüftungsöffnvng 142
entiüftet wrd, und zwar dadurch, daß ein Relais 164 erregt und hierdurch das Element
166 des Ventiles 122 gegen die Wirkung der RUckstellfeder 168 in seine andere Stellung
verschoben wird. Linse Hoch-Tief-Betätigung des Spannfutters durch die Betätigungseinrichtung
und speziell der Hochdruckzustand dieser Betätigung wird dadurch eingeleietet, daß
die Zylinderkammer 24 mit der Hochdruckquelle PH verbunden wird, und zwar dadurch,
daß das Relais 164 abgeschaltet wird, wodurch das Element 166des Ventils durch die
Feder in die in der Figur dargestellte Lage zurückgebracht wird.
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Die Zylinderkammer 26 wird über den Kanal 46 sowie über die Entiüftungsöffnung
150 im Ventil 126 entlüftet, und zwar dadurch, daß das Relais 158 abgeschaltet wird,
so daß das Ventilelement 160 durch die RUckstellfeder in die in der Figur dargestellte
Stellung zurückgeführt wird. Das Spannfutter wird während der Hochdruckphase der
Betätigung angetrieben.
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Wenn die Hochdruckphase der Spannfutterbetätigung abgeschlossen ist,
wird auch der Antrieb des Spannfutters vorzugsweise gestoppt und die Betätigunneinrichtung
wird für den Übergang von der Hochdruckphase auf die Niederdruckphase der Spannfutterbetätigung
betätigt, wobei der Antrieb des Spannfutters wieder aufgenommen wird, wenn die Betätigung
in der Niederdruckphase beginnt. Um vo-n der Hochdruckphase auf die Niederdruckphos
der Spannfutterbetätigung Uberzugehen, werden die Zylinderkammer 26 u u der Kanal
38 nacheinander mit den Druckquellen PL und PM verbunden, wobei die Zylinderkammer
26 mit der Druckquelle PL über die Leitung 132, die Abzweigleitung 146 mit dem in
dieser Leitung angeordneten RUckschlogventil 154, das Ventil 126 und den Kanal 46
verbunden ist, wobei das Relais
158 erregt ist und hierdurch das
Ventilelement 160 des Ventiles 126 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 162 in seine
andere Stellung verschoben ist, und wobei der Kanal 38 mit der Druckquelle PM die
Leitung 132, das Ventil 124, die Leitung 138 und das Ventil 122 verbunden ist, und
zwar bei erregtem Relais 170, wodurch das Ventilelemente 172 des Ventiles 128 gegen
die Wirkung der Rückstellfeder 174 in seine andere Stellung verschoben ist, wobei
weiterhin ein Relais 176 erregt ist, wodurch das Ventilelement 178 des Ventiles
124 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 180 in seine andere Stellung verschoben
ist. Bei dieser Verbindung der Zylinderkammer 26 und des Kanals 38 mit den jeweiligen
Druckquellen PL und PM, ist der St#äiungsmitteldruck, der auf die größere Stirnfläche
des Kolbens 58 (Fig. 1) einwirkt, der Druck der Druckquelle PL abzüglich des Strömungsmitteldruckes,
der zum Öffnen des von einer Feder geschlossenen Rückschlagventiles 154 (Fig. 3)
notwendig ist, während der Strömungsmitteldruck, welcher auf die kleinere Stirnfläche
92 des Kolbens 58 einwirkt, der Druck der Druckquelle PM ist. Weiterhin ist die
Schließfeder 156 des Rückschlagventiles 154 so ausgelegt, daß der Strömungsmitteldruck
in der Leitung 132, der erforderlich ist, um die Kraft der Feder 156 zu übersteigen
und um das RUckschlagventil zu öffnen, den Druck der Druckquelle PN übersteigen
muß, aus diesem Grunde wird bei einer Verbindung des Kanales 38 mit der Druckquelle
PM, wie dies beschrieben wurde, der von dieser Druckquelle der Leitung 132 zugeführte
Druck nicht in der Lage sein, das Ruckschlagventil 154 zu öffnen. Weiterhin muß
der Druck der Druckquelle PL, der niedriger ist als der Druck der Druckquelle PH,
so gewählt sein, daß beim Verbinden der Zylinderkammer 26 mit der Druckquelle PL
über das RUckschlagventil 154 und das Ventil 126, wie beschrieben, der der Zylinderkammer
zum Öffnen des Spannfutters zugeführte Strömungsmitteldruck, d.h. der Strömungsmitteldruck
der Druckquelle PL vermindert um den Druck, der zum Öffnen des Rückschlagventiles
154 notwendig ist, kleiner ist als der Druck der Druckquelle PM, und zwar aus Gründen,
die nachfolgend erläutert werden. Beim Verbinden der Zylinderkammer 26 und des Kanales
30 mit den Druckquellen PL bzw. Pfr in der beschriebenen Form, ist der Strömungsmitteldruck,
der auf die größere
Stirnfläche 94 des Kolbens 58 einwirkt niedriger
als der Druck der Druckquelle PH, der auf die kleinere Stirnfläche 92 des Kolbens
58 einwirkt.
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Dies ist eine Voraussetzung, um einerseits das erforderliche Öffnen
des Rückschlagventiles 56 ohne Entlüftung des Kanales 38 zu erreichen, und andererseits
ein Freigeben des hohlen Strömungsmitteldrucks in der Zylinderkammer 24 sicherzustellen,
um einen Angleich an den Druck der Drzkquelle PM zu erreichen, der an im Kanal 38
anliegt, und um einen allgemeinen Druck, z.B. den Druck der Druckquelle PM im gesamten
Kanal 38 und in der Zylinderkammer 24 zu erzielen, und um andererseits nach dem
Erhalt eines gemeinsamen Druckes für das gesamte Strömungsmittel in dem Kanal 3S
und in der Zylinderkammer 24 eine Beibehaltung einer positiven WerkstUckeinspannung
durch das Spannfutter in jedem Augenblick zu erreichen. Das ~RUckschlagventil 56
wird unter den gerade beschriebenen Bedingungen selbst dann geöffnet, wenn der Druck,
d.h. der spezifische Strömungsmitteldruck, der auf die größere Stirnfläche 94 des
Kolbens 58 einwirkt, kleiner ist als der Druck, d.h. der spezifische Strömungsmfieldruck,
der auf die kleinere Stirnfläche dieses Kolbens einwirkt, da der effektive Gesamtdruck
des Strömungsmittels an der größeren Stirnfläche des Kolbens tatsächlich größer
ist als der effektive Gesamtdruck des Strömungsmittels an der kleineren Stirnfläche
des Kolbens, solange die spezifischen Ström-ungsmitteldrücke, die auf die kleinere
und größere Stirnfläche 92 und 94 des Kolbens einwirken ein Verhältnis aufweisen,
welches kleiner ist als das Verhältnis der Flächen der größeren und kleineren Kolbenstirnfläche.
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Zum besseren Verständnis sei angenommen, daß die Stirnfläche 94 des
Kolbens beispielsweise fünf inch 32, 5 cm2 ) beträgt, und 2 daß die Fläche der anderen
Kolbenstirnfläche 92 ein inch ( 6,5 cm') ist, wobei dann bei diesem Beispiel das
Verhältnis der Flächen dieser Stirnflächen 5 : 1 beträgt. Weiterhin sei angenommen
, daß die spezifischer Drücke der Druckquellen PL und PN 90 bzw. 50 lbs. /inch²
betragen ( 3,5 kg/cm2 ) und daß außerdem der Mindestdruck, der zum des ückschlagventiles
154 notwendig ist, 50 lbs./inch2 ( 3,5 kg/cm2 ) beträgt. Der spezifische Strömungsmitteldruck
von der Druckquelle Ile PL,
der an der größeren Stirnfläche 94
des Kolbens anliegt, würde dann 90 minus 50 oder 40 lbs./inch2 sein, während der
spezifische Druck der Druckquelle PN, der auf die kleinere Stirnfläche 92 des Kolbens
einwirkt, 50 lbs./inch² betragen würde. Unter diesen Umständen ist der Gesamtströmungsmitteldruck
an der größeren Stirnfläche 94 des Kolbens 40 x 5 lbs d.h. 200 lbs.( 90 kg ), während
der Gesamtströmungsmitteldruck an der kleineren Stirniläche des Kolbens 50 x 1 oder
50 lbs. ( 2 " 5 kg, beträgt. Der Gesamtströmungsmitteldruck an der größeren Kolbenstirnfläche,
der größer ist als der Gesamtströmungsmitteldruck an der kleineren Kolbenstirnfläche,
würde in der Tat das RUckschlagventil 56 öffnen. Das Verhältnis der spezifischen
Strömungsmitteldrucke, die auf die kleinere Kolben stirnfläche 92 und auf die größere
Kolbenstirnfläche 94 einwirken beträgt bei diesem Beispiel 50 : 40 oder 5 : 4 und
ist tatsächlich kleiner als das Flächenverhältnis 5 : 1 der Kolbenstirnfldchen 94
und 92, wie es fUr ein Öffnen des RUckschlagventiles 56 ohne Entlüftung des Kanales
38 erforderlich ist.
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Die Verbindung der Zylinderkammer 26 sowie des Kanales 38 mit den
entsprechenden Druckquellen PL und PM führt zu einem gemeinsamen Druck, d.h.
-
zu dem Druck der Druckquelle PM für das gesamte Strömungsmittel im
Kanal 38 sowie in der Zylinderkammer 24, und dieser gemeinsame Strömungsmittel druck
entspricht dem oben erwähnten minimalen Strömungsmitteldruck, bei dem die Werkstückeinspannung
im Spannfutter gelockert wird bzw. nachläßt, der jedoch zu niedrig ist, um eine
sichere Einspannung des Werkstückes im Spannfutter fUr die Nieder-Druckphase sicherzustellen.
Wenn daher dieser gemeinsame mnimcle Strömungsmitteldruck für das gesamte Strömungsmittel
im Kanal 38 sowie in der Zylinderkammer 24 erreicht ist, wird die Werkstuckeinspannung
im Spannfutter für eine sichere Einspannung für die niedrige Arbeitsphase bzw. Arbeitsstufe
des Spannfutters erhöht. Dies wird bei diesem Beispiel dadurch erreicht, daß die
Zylinderkammer 26 Uber den Kanal 46 und die Entlüftvngsöffnung 150 des Ventiles
126 bei abgeschaltetem Relais 158 und bei durch die Rückstellfeder in die dargestellte
Stellung
rUckgefUhrt#m Element 60 des Ventiles 126 entlüftet wird, und daß die Druckquelle
PL mit der Zylinderkammer 24 durch Leitung 132, das Ventil 124, die Leitung 138,
das Ventil 122 und den Kanal 138 verbunden ist, wobei das Relais 170 fUr eine Rückführung
des Ventilelementes 172 des Ventiles 128 durch die Feder in die dargestellte Stellung
abgeschaltet wird, und wobei das Relais 176 angeschaltet bzw. erregt bleibt, um
das Ventilelement 178 des Ventiles 124 in seiner anderen Stellung gegen die Wirkung
der Rückstellfeder 180 zu halten. Das Spannfutter wird dann seine Arbeit aufnehmen,
und zwar im Nieder-Arbeitszustand.
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Sobald dieser Nieder-Arbeitszustand beendet ist, wird der Antrieb
des Spannfutters gestoppt und das Spannfutter wird geöffnet, um das Werkstück freizugeben.
Das Öffnen des Spannfutters wird dadurch erreicht, daß die Zylinderkammer 26, die
das Öffnen des Spannfutters bewirkt, mit der Druckquelle PL über die Leitung 132,
die Leitung 146 mit dem in dieser Leitung angeordneten Rückschlagventil 154, das
Ventil 126 und den Kanal 46 verbunden wird, und zwar bei Erregung des Relais 158,
um das Ventilelement 160 des Ventiles 126 in die andere Stellung gegen die Wirkung
der Rückstellfeder 162 zu verschieben. Gleichzeitig wird die Zylinderkammer 24 Uber
den Kanal 38, die Entiüftungsöffnung 142 im Ventil 122 entlüftet, und zwar bei Erregung
des Relais 164, um das Ventilelement 166 des Ventils 122 in seine andere Stellung
gegen die Wirkung der RUckstellfeder 168 zu verschieben.
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Es läßt sich feststellen, daß die Hoch-Nieder-Rétätigung des Spannfutters
durch die Betätigungseinrichtung 120 mit der Zylinderkammer 24, die zum Schließen
des Spannfutters bestimmt ist, lediglich einen einzigen Kolben mit stufenförmigem
Verlauf benötigt, d.h. den Kolben 58, der dem Rückschlagventil 56 für diese zum
Schließen des Spannfutters bestimmte Zylinderkammer zugeordnet ist. Durch eine stufenförmige
Ausbildung der Kolben D und 72 für beide Rückschlagventile kann eine Hoch-Nieder-Betätigung
des Spannfutters durch die Betätigungseinrichtung mit der Zylinderkammer 26, die
zum Schließen des Spannfutters bestimmt ist dadurch zustande gebracht werden, daß
lediglich die beiden Verbindungen in den Leitungen an die Zylinderkammern umgekehrt
werden, wie dies ohne weiteres verständlich ist.
Das Rückschlagventil
56 gewährt die übliche Sicherheit bei der Betätigung des Mechanismus während der
Hoch- und Niederphasen der Hoch-Nieder-Arbeits weise des Spannfutters dadurch, daß
das zum Betätigen dienende Strömungsmittel in der zum Schließen des Spannfutters
dienenden Kammer festgehalten bzw. zuruckgehalten wird, falls die Versorgung an
diese Zylinderkammer zu irgendeiner Zeit unterbrochen werden sollte, beispielsweise
durch ein Leck in der Versorgungsleitung oder durch eine Unterbrechung dieser Versorgungsleitung
an die betreffende Zylinderkammer. Das andere Ventil 70 schafft die gleiche Sicherheit
für die Betätigung bzw. die Arbeitsweise des Mechanismus, falls die andere Zylinderkammer
26 bei einer Umkehrung der beiden Verbindungen in den Versorgungsleitungen an die
Zylinderkammern als diejenige Zylinderkammer verwendet wird, die zum Schließen des
Spannfutters dient. Obwohl bei der Beschreibung der Arbeitsweise des Mechanismus
bzw. der Betätigungseinrichtung davon ausgegangen wurde, daß das zur Betätigung
dienende Strömungsmittel Luft ist, wie dies aus der beschriebenen EntlUftung des
Strömungsmittels an den Entluftungsöffnungen 142 und 150 der Ventile 122 und 126
hervorgeht, können jedoch selbstverständlich auch andere Strömungsmittel bzw. Druckmedien,
wie Flüssigkeiten, z.B. Öl usw. zur Betätigung der Betätigungseinrichtung verwendet
werden, wobei dann insbesondere bei Verwendung einer Flüssigkeit als Strömungsmittel
die Entluftungsöffnungen 142 und 150 der Ventile 122 und 126 mit Rückführungsleitungen
verbunden sind, die an eine Flüssigkeitsversorgung bzw. an einen Flüssigkeitstank
führen oder aber an Versorgungseinrichtungen fUr Pumpen, die dann beispielsweise
die Druckquellen bilden.
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Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung bzw. in einer Diagrammdarstellung
eine Betätigungseinrichtung 200 fUr ein Spannfutter, die sich ebenfalls für eine
Hoch-Nieder-Betätigung des zugeordneten Spannfutters eignet und eine Ventileinrichtung
aufweist, die sich in verschiedener Hinsicht von der Ventileinrichtung gemäß Fig.
3 unterscheidet.
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Während die Ventileinrichtung gemäß Fig. 3 erfordert, daß zwei unterschiedliche
Strbmungsmitteldrücke in der zum Schließen des Spannfutters
dienenden
Zylinderkammer hergestellt werden, um die Werkstückeinspannung am Spannfutter zu
lockern, und anschließend das Spannfutter im Nieder-Arbeitszustand zu betätigen,
erfordert die in der Fig. 4 dargestellte Ventileinrichtung, daß für die gleichen
beiden Funktionen lediglich ein Strömungsmitteldruck in der zum Schließen des Spannfutters
dienenden Zylinderkammer erzeugt wird. Während weiterhin die Ventileinrichtung gemäß
Fig. 3 ein zusätzliches RUckschlagventil 154 benötigt, ist bei der Ventileinrichtung
gemäß Fig. 4 ein solches zusätzliches Ruckschlagventil nicht erforderlich. Während
weiterhin mit der Ventileinrichtung gemäß Fig. 3 das Spannfutter mit einer Kraft
geöffnet wird, die immer kleiner ist als die Kraft, mit der das Spannfutter im hohen
Arbeitszustand bzw. im Hochdruckzustand geschlossen wird, folgt die Ventileinrichtung
gemäß Fig. 4 mehr dem üblichen Vorgang beim Öffnen des Spannfutters mit einer Kraft,
die gleich derjenigen Kraft ist, mit der das Sponnfutter geschlossen wird. Die Ventileinrichtung
der Fig. 4 besitzt bei dem dargestellten Beispiel vier getrennte Ventile 202, 204,
206 und 208, wobei drei Druckquellen PH, PL und PN mit unterschiedlichem Druck zur
Verfugung stehen, wobei "H", "L" und ~N" "hohen" Druck "niedrigen" Druck bzw.
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~minimalen" Druck bezeichnen. Die Druckquelle PH ist durch Leitungen
210 und 212 mit Einlässen 214 und 216 der Ventile 202 und 206 verbunden.
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Die Druckquelle PL ist mit einem anderen Einlaß 218 des Ventiles 202
verbunden, während die verbleibende Druckquelle PM mit einem anderen Einlaß 220
des Ventils 206 in Verbindung steht. Das Ventil 202 besitzt außerdem einen Auslaß
222, der Uber eine Leitung 224 mit einem Einlaß 226 des Ventiles 204 verbunden ist,
wobei letzteres eine Entiüftungsöffnung 228 sowie einen Auslaß 230 aufweist, der
mit einer Leitung 34a verbunden ist, die zu einer Kupplung 10a führt, solche in
allen Merkmalen der Kupplung 10 der Fig. 1 und 2 entsprechen kann. Die Leitung 34a
steht mit einem Kanal 42a in Verbindung, der sich in der Kupplung 10a erstreckt
und an die zum Schließen des Spannfutters dienende Kammer 24a des Zylinders 20a
im rotierenden Kupplungsteil 14a führt, wobei die Leitung 34a und der
Kanal
42a zusammen einen Kanal 38a bilden, der sich zum Ventil 204 an die Zylinderkammer
24a erstreckt. Das Ventil 206 besitzt einen Auslaß 232, der Uber eine Leitung 234
mit einem Einlaß 236 des Ventiles 208 verbunden ist, wobei letzteres eine fntiüftungsöffnung-238
sowie einen auslaß 240 aufweist, an die eine Leitung 36a angeschlossen ist. Diese
fUhrt zu der Kupplung 10a. Die Leitung 36a steht mit einem Kanal 50a in Verbindung,
der sich in der Kupplung 10a erstreckt und zu der zum Öffnen des Spannfutters dienenden
Zylinderkammer 26a führt, wobei die Leitung 36a und der Kanal 50a zusammen einen
Kanal 46a bilden, der das Ventil 208 mit der Zylinderkammer 26a zum Öffnen des Spannfutters
verbindet. Fig. 4 zeigt weiterhin auch Strömungsmittelblockiereinrichtungen bzw.
Blockiereinrichtungen 52a und 54a in ihrer Zuordnung mit den Kanälen 38a und 46a.
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Wird nun davon ausgegangen, daß das zugeordnete Spannfutter geöffnet
ist, wobei Strömungsmittel der Druckquelle PH dann der zum Öffnen des Spannfutters
dienenden Zylinderkammer 26a über die Leitung 212, das Ventil 206, die Leitung 234,
das Ventil 208 und den Kanal 46a zugeführt wird, und zwar bei Erregung des Relais
242 und bei Verschiebung des Ventilelementes 244 des Ventiles 208 gegen die Wirkung
der Rückstellfeder 246 in die andere Stellung. Die zum Schließen des Spannfutters
dienende Zylinderkammer 24a ist über den Kanal 38a und die Entiüftunasöffnung 228
des Ventiles 204entlüftet, und zwar bei Erregung des Relais 248 und bei einer Verschiebung
des Ventilelementes 250 des Ventiles 204 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 252
in die andere Stellung. Die Hochdruckphase einer Hoch-Nieder-Betätigung des Spannfutters
kann dann dadurch eingeleitet werden, daß die Zylinderkammer 24a zum Schließen des
Spannfutters mit der Druckquelle PH verbunden wird und gleichzeitig die Zylinderkammer
26a zum Öffnen des Spannfutters entlüftet wird, wobei die Zylinder<ammer 24a
mit der Druckquelle PH über die Leitung 210, das Ventil 202, die Leitung 22 das
Ventil 204 und den Kanal 38a verbunden wird, und zwar unter Abschaltung
des
Relais 248 und unter Rückführung des Ventilelementes 250 des Ventiles 204 in die
dargestellte Stellung. Die andere Zylinderkammer 26a wird durch den Kanal 46a und
durch die Entluftungsöffnung 238 im Ventil 208 entlüftet, und zwar bei Abschaltung
des Relais 242 und bei Rückführung des Ventilelementes 244 des Ventiles 208 durch
die Rückstellfeder in die in der Figur dargestellte Stellung. Nach Beendigung der
Hochdruckphase der Spannfutterbetätigung wird die Betätigungseinrichtung fUr die
Niederdruckphase der Spannfutterbetätigung betätigt. Der Kanal 38a und die Zylinderkammer
26a werden mit den Druckquellen PL bzw. PM verbunden, wobei eine dieser Verbindungen
zuerst hergestellt werden kann. Der Kanal 38a ist dabei mit der Druckquelle PL Uber
das Ventil 202, die Leitung 224 und das Ventil 204 verbunden, und zwar bei Erregung
des Relais 260 und bei Verschiebung des Ventilelementes 262 des Ventiles 202 in
seine andere Stellung gegen die Wirkung der Rückstellfeder 264, während ie Zylinderkammer
226a zum Öffnen des Spannfutters mit der Druckquelle PM Uber das Ventil 206, die
Leitung 234, das Ventil 208 und den Kanal 46a verbunden ist, und zwar bei erregtem
Relais 226 sowie bei hierdurch gegen die Wirkung der Rückstellfeder 270 verschobenem
Ventilelement 268 des Ventiles 206 in die andere Stellung, wobei auch das Relais
242 erregt ist, um das Ventilelement 244 des Ventiles 208 gegen die Wirkung der
Rückstellfeder 246 in die andere Stellung zu verschieben. Die DrUcke der Druckquellen
PL und PM sind niedriger als der Druck der Druckquelle PH, und außerdem weisen die
Drücke dieser Druckquellen PL und PM ein Verhältnis auf, welches kleiner ist als
das Verhältnis der größeren und kleineren Stirnflächen des Kolbens, der dem Rückschlagventil
für die Zylinderkammer 24a zugeordnet ist. Die StrömungsmitteldrUcke, die dann auf
die einander entgegengesetzten Flächen dieses Kolbens einwirken erzwingen ein Öffnen
des betreffenden Rückschlagventils sowie einen Angleich des hohen Strömungsmitteldruckes
in der Zylinderkammer 24a zum Schließen des Spannfutters an den Strömungsmitteldruck
der Quelle PL, der über den Kanal 38a zugeführt wird, sowie die Einstellung eines
gemeinsamen Druckes, d.h. des Druckes der Druckquelle PL für das gesamte
Strömungsmittel
in dem Kanal 38a und in der Zylinderkammer 24a, wodurch ein Nachlassen der Werkstückeinspannung
im Spannfutter sichergestellt wird. Sobald dies erreicht ist, wird die Werkstückeinspannung
im Spannfutter wieder erhöht, und zwar soweit, wie dies für ein Arbeiten des Spannfutters
im Niederdruckzustand b~'.in der Niederdruckphase notwendig ist, wobei hierfür die
zum Öffnen des Spannfutters dienende Zylinderkammer 26a durch den Kanal 46a und
die Entlüftungsöffnung 238 im Ventil 208 entlUftet wird, und zwar bei Abschaltung
des Relais 242 zur RUckführung des Ventilelementes 244 unter Federwirkung in die
in der Fig.
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dargestellte Stellung. Das Spannfutter befindet sich nun im Nieder-Zustand
bzw. im Nieder-Druck-Arbeitszustand bei Aufnahme des Spannfutterantriebs.
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Nach Beendigung dieses Niederdruckarbeitszustandes des Spannfutters
wird der Antrieb des Spannfutters gestoppt und das Spannfutter wrd in der oben beschriebenen
Weise zur Freigabe des Werkstückes geöffnet.
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Fig. 5 zeigt schließlich in schematischer Darstellung eine Betätigungseinrichtung
für ein Spannfutter, wobei sich diese Betätigungseinrichtung ebenfalls für eine
Hoch-Nieder-Arbeitsweise bzw. Hochdruck-Niederdruck-Arbeitsweise des zugehörigen
Spannfutters eignet. Die Betätigungseinrichtung besitzt eine Ventileinrichtung,
die gegenüber den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ventileinrichtungen abgewunbit
ist. Die Ventileinrichtung gemäß Fig. 5 besteht lediglich aus drei Ventilen 280,
282 und 284 und unterscheidet sich außerdem von den anderen Ventileinrichtungen
dadurch, daß lediglich zwei Druckquellen PH und PL erforderlich sind, wobei "H"
und AL" für "hohen" Druck bzw. ~niedrigen" Druck stehen. Die Druckquellen PH und
PL sind mit Einlässen 286 und 288 des Ventils 280 verbunden, welches einen Auslaß
290 besitzt, der Uber Abzweigleitungen 292 und 294 mit Einlassen 296 und 298 der
Ventile 282 und 284 verbunden ist. Das Ventil 282 besitzt eine Entiuftungsöffnung
300 sowie einen Auslaß 302, der mit einer Leitung 34b verbunden ist. Diese Leitung
fUhrt zu dem stationären Kupplungsteil 12b der Kupplung lOb. Der rotierende Kupplungsteil
14b dieser Kupplung
besitzt einen Zylinder 20b mit den beiden Zylinderkammern
24b und 26b zum Schließen bzw. Öffnen des Spannfutters. Die Leitung 34b stellt eine
Verbindung mit dem Kanal 42b in der Kupplung 10b her, wobei sich dieser Kanal an
die Zylinderkammer 24b zum Schließen des Spannfutters erstreckt, und wobei die Leitung
34b sowie der Kanal 42b zusammen einen Kanal 38b bilden, der von dem Ventil 282
an die Zylinderkammer 24b führt. In der Abzweigleitung 294 ist ein Rückschlagventil
306 angeordnet, welches durch eine Feder 308 normalerweise geschossen ist, um einen
Strömungsmittelfluß vom Ventil 284 an das Ventil 280 zu unterbrechen. Das Ventil
284 ist mit einer Entiüftungsöffnung 310 versehen und besitzt außerdem einen Auslaß
312. Dieser Auslaß 312 ist mit einer Leitung 36b verbunden, die zu der Kupplung
10b führt und dort eine Verbindung mit einem Kanal 50b in der Kupplung herstellt,
welcher an die Zylinderkammer 26b führt, wobei die Leitung 36b und der Kanal 50b
zusammen einen Kanal 46b bilden, der das Ventil 284 mit der Zylinderkammer 26b zum
Öffnen des Spannfutters verbindet. In der Figur sind weiterhin auch Strömungsmittelblockiereinrichtungen
bzw. Blockiereinrichtungen 52b und 54b in ihrer Zuordnung zu den Kanälen 38b und
46b gezeigt.
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Wird nun angenommen, daß das zugehörige Spannfutter offen ist, wobei
die Druckquelle PH mit der Zylinderkammer 26b zum Öffnen des Spannfutters verbunden
ist und die Zylinderkammer 24b zum Schließen des Spannfutters entlüftet ist, und
wobei die Druckquelle PH mit der Zylinderkammer 26b über das Ventil 280, die Abzweigleitung
294 mit dem in dieser Leitung angeordneten RUckschlagventil 306, das Ventil 284
und den Kanal 46b verbunden ist, und zwar bei erregtem Relais 316 und bei hierdurch
gegen die Wirkung der Rückstellfeder 320 in die andere Stellung verschobenem Ventilelement
318 des Ventiles 284, und wobei die Zylinderkammer 24b zum Schließen des Spannfutters
über den Kanal 38b und die EntlUftungsöffnung 300 im Ventil 282 entlüftet ist, und
zwar bei erregtem Relais 322
und bei hierdurch gegen die Wirkung
der Rückstellfeder 326 in die andere Stellung verschobenem Ventilelement 324 des
Ventiles 282. Die Hoch-Betätigungsphase bzw. Hoch-Druck-Betötigungsphase für das
Spannfutter kann dadurch eingeleitet werden, daß die Druckquelle PH mit der Zylinderkammer
24b zum Schließen des Spannfutters verbunden wird, und zwar Uber das Ventil 280,
die Abzweigleitung 292, das Ventil 282 und den Kanal 386, bei abgeschaltetem Relais
322 und bei unter der Federwirkung in die dargestellte Position zurückgefUhrtem
Ventilelement 324. Die Zylinderkammer 26b zum Öffnen des Spannfutters wird entlüftet,
und zwar über den Kanal 46b und die tntlüftvngsöffnvng 310 im Ventil 284, wobei
das Relais 216 abgeschaltet ist, so daß das Ventilelement 318 des Ventiles 284 unter
der Wirkung der Rückstellfeder in die dargestellte Lage zurUckkehren kann. Nach
Beendigung der Hochdruckarbeitsphase des Spannfutters wird die Ventileinrichtung
für die Nieder-Arbeitsphase des Spanfutters betätigt.
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Der Kanal 38b und die Zylinderkammer 24b werden zunächst mit der Druckquelle
PL verbunden, wobei der Kanal 38b mit dieser Druckquelle über das Ventil 280, die
Abzweigleitung 292 und das Ventil 282 bei erregtem Relais 330 und bei in seine andere
Stellung verschobenem Ventilelement 332 des Ventiles 260 verbunden ist und die Kammer
26b mit der Druckquelle PL Uber das Ventil 280, die Abzweigleitung 294 mit dem in
dieser Leitung angeordnetem Ruckschlagventil 306, das Ventil 284 und den Kanal 46b
bei erregtem Relais 316 sowie bei hierdurch gegen die Wirkung der Rückstellfeder
320 in die andere Stellung verschobenem Ventilelement 318 des Ventiles 284 verbunden
ist. Der Strömungsmitteldruck der dem Kanal 38b zugeführt wird, ist der Druck der
Druckquelle PL, während der Strömungsmitteldruck, der der #ylinderkammer 26b zugeführt
wird derjenige ist, der dem Druck der Druckquelle PL minus dem Druck entspricht,
der erforderlich ist, um das RUckschlagventil 306 zu öffnen. Die Feder 308 dieses
Rückschlagventils ist so gewählt bzw. berechnet, daß die Strömungsmitteldrucke,
die dem Kanal 386 und der Zylinderkammer 26b zum Öffnen des Spannfutters zugeführt
werden, ein Verhältnis aufweisen, welches kleiner ist als das Verhältnis der größeren
Stirnfläche urd der kleineren Stirnfläche des
Kolbens, der den
Rückschlagventil im Kanal 38b zugeordnet ist, damit dieser Kolben das zugeordnete
Rückschlagventil öffnen wird und dadurch einen Angleich des Strömungsmitteldruckes
in der Zylinderkammer 24b an das dem Kanal 33b zugeführte Strömungmittel sowie die
Herstellung eines gemeinsamen Druckes, d.h. des diesem Kanal zugeführten Strömungsmitteldruckes
für das gesamte Strömungsmittel in dem Kanal und in der zu Schließe des Spannfutters
dienenden Kammer ermöglicht und damit auch ein Nachlassen bzw. Entspannen der Werkzeugeinspannung
im Spannfutter ermöglicht. Sobald dies erreicht ist, wird die Einspannung des WerkstUckes
im Spannfutter wieder erhöht, und zwar soweit, wie dies für eine Niederdruck-Arbeitsweise
(Arbeitsweise mit niederiger Einspannkraft) fUr das Spannfutter erforderlich ist.
Dies erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß die Zylinderkammer 26b zum Öffnen des
Spannfutters entlüftet wird, und zwar Uber den Kanal 46b und die EntlUftungsöffnung
310 im Ventil 284, bei abgeschalteten Relais 316 und bei hierdurch unter der Wirkung
der Rückstellfeder in die dargestellte Position rückgeführtem Ventilelement 318
des Ventiles 284. Das Spannfutter befindet sich nun in dem niedrigen Arbeitszustand,
d.h. in dem Niederdruckarbeitszustand (Einspannung mit geringem Druck) wenn der
Antrieb des Spannfutters fortgesetzt wird. Nach Abschluß dieses Arbeitszustandes
wird der Antrieb des Spannfutters gestoppt und das Spannfutter zur Freigabe des
Werkstückes geöffnet.
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