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Einrichtung zur Bestimmung des Arbeitsbereiches eines
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doppeitwirkenden Spannzy#inders zur Betätigung von Spanneinrichtungen
an Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung des
Hrbeiesbereiches eines doppeltwirkenden Spannzylinders zur Betätigung von Spanneinrichtungen
an Werkzeugmaschinen, insbesondere von auswechselbaren Spannfuttern an Drehmaschinen,
deren antriebe zur Durchführung der Werkstückbearbeitung bei außerhalb des jeweiligen
Arbeitshubes befinulichem Spannzylinder blockiert sind, mit einer mit dem Spannkolben
des Spannzylinders verbundenen Schaltstange, deren Bewegung zur Uberwachung des
jeweiligen Arbeitshubes unter Berücksichtigung von Nachspannhüben überwacht ist.
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Kraftspanneinrichtungen, insbesondere kraftbetätigte Backenfutter
werden üblicherweise durch einen am Spindelende der Werkzeugmaschine angebauten
Druckluft- oder Hydraulikzylinder betätigt. Die Spanneinrichtung und der Spannzylinder
sind durch eine Zugstange oder ein Zugrohr fest miteinander verbunden. Der Kolben
des Spannzylinders macht beim Öffnen und Schließen der Spanneinrichtung einen Hub,
der proportionale Bewegungen der Spannelemente zur Folge hat. Die Endlagen des Gesamthubes
der jeweiligen Spanneinrichtung sind durch den maximalen Bewegungsspielraum der
Spanneinrichtung oder durch den maximal möglichen Weg des Spannkolbens im Spannzylinder
vorgegeben.
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Für den Fall, daß ein Werkstück fast am Ende des Hubes der Spannelemente
gespannt wird, besteht die Gefahr, daß die für die bearbeitlln: des Werkstückes
erforderliche Spannkraft rw-icht volk @@f@@@@@@t
wird, weil der
Clesamtweft der Spanneinricltung berts errc.Ic'it i st oder durch ein Eingraben
der Spannelemente in das Werkstück bzw.
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durch die beim Einspannen auftretende Deformation des Werkstücks erreicht
wird. In diesen Fällen täuscht die üblicherweise vorhande: Kontrolle des hydraulischen
oder pneumatischen Spanndruckes das Vorhandensein einer ausreichenden Spannkraft
vor, ohne daß diese tatsächlich vorhanden ist.
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Um diesen Sicherheitsmangel abzustellen, ist es bekannt, die Stellung
des Spannzylinderkolbens stellvertretend für die Stellung der Spannelemente der
Spanneinrichtungen zu überwachen. Zu diesem Zweck wird eine mit dem Spannkolben
des Spannzylinders verbundene Schaltstange nach hinten aus dem Spannzylinder herausgeführt.
Diese Schaltstange betätigt über eine Schaltkurve einen oder mehrere elektrische
Endschalter. Die Endschalter werden so eingestellt, daß kurz vor Erreichen der Endlagen
des Gesamthubes der Spanneinrichtur ein elektrisches Signal abgegeben wird, welches
eine bevorstehende unsichere Werkstückeinspannung anzeigt und zum Stillsetzen bzw.
zun Blockieren der Antriebe zur Durchführung der Werkstückbearbeitung benutzt wird.
Vorzugsweise wird der Spindelantrieb der Werkzeugmaschine stillgesetzt bzw.blockiert.
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Da die zu überwachenden Gesamthublängen der Spanneinrichtungen je
nach Bauart der Spanneinrichtung unterschiedlich groß sind, werden beim Stand der
Technik auswechselbare Schaltkurven oder verstellbare Endschalter verwendet. Die
bekannte Spannwegkontrolle muß deshalb jeweils beim Anbau einer Spanneinrichtung
sorgfältig eingestellt werden, bevor die Werkzeugmaschine in Betrieb genommen wird.
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In der Praxis kommt es häufig vor, daß eine Spanneinrichtung gegen
eine andere auseechselt werden muß, beispielsweise ein Spannfutte gegen einen Spanndorn,
der einen längeren oder kürzeren Gesamthub als das Spannfutter hat. Hierbei wird
es entgegen den Vorschriften manchmal unterlassen, die Schaltkurve zu wechseln bzw.
die Endschal
entsprechend dem veränderten Gesamthub der jeweiligen
Spsnneinrichtung zu verstellen-,Dies ist darüber hinaus eine Arbeit, welche Sorgfalt
und einen gewissen Zeitaufwand erfordert, zumal der Spannzylinder bei neueren Werkzeugmaschinen
oft nur schwer zugänglich durch eine Verkleidung abgedeckt ist.
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Es ist darüber hinaus bekannt, jede der an eine Werkzeugmaschine anbaubaren
Spanneinrichtungen mit einem Codegeber zu versehen, dem ein bestimmter Sollhub zugeordnet
ist. Dieser jeweilige Sollhub wird über einen Vergleicher mit den tatsächlichen
Hubweren verglichen. Wird bei diesem Vergleich festgestellt, daß sich die jeweils
angebaute Spanneinrichtung außerhalb ihres Arbeitshubes befindet, erfolgt eine Blockierung
des Werkzeugmaschinenantriebes.
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Diese bekannte Einrichtung stellt infolge der Verwendung codierter
Spanneinrichtungen zwangsläufig eine Sonderausführung dar und ist deshalb nur für
zukünftige Ausrüstungen von Werkzeugmaschinen verwendbar. Weiterhin birgt sie die
Gefahr, daß durch Fehler bei der Ubertragung des Codes Arbeitsstellungen außerhalb
des eigentlichen Arbeitshubes möglich sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung
des Arbeitsbereiches eines doppeltwirkenden Spannzylinders zur Betätigung von Spanneinrichtungen
an Werkzeugmaschinen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unter Vermeidung
des Auswechselns von Schaltkurven oder Verstellens von Endschaltern und unter Verzicht
auf codierte Spanneinrichtungen und die hierzu erforderlichen elektronischen Uberwachungseinrichtungen
eine selbsttätige Einstellung auf den Arbeitshub der jeweils angebauten Spanneinrichtung
unter Berücksichtigung der erforderlichen Nachspannhübe erzielt.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die durch einen dem Gesamthub entsprechenden Leerhub der jeweiligen
Spanneinrichtung erzeugten, den jeweiligen manuellen
Arbeitshub
begrenzenden Stellungen der durch Sensoren überwachten Schaltstange für die Dauer
eines ununterbrochenen Bearbeitungsvorganges speicherbar sind und daß diese jeweils
einen Nachspannh# gewährleistenden Stellungen der Schaltstange bei einem Abschalten
der Werkzeugmaschine oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung selbsttätig gelöscht
werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß bei einem
Abschalten der Werkzeugmaschine oder nach einem Wechsel der verwendeten Spanneinrichtung
durch einen Leerhub der jeweiligen Spanneinrichtung selbsttätig diejenigen Stellungen
der Schaltstang festgelegt werden, die dem jeweiligen Arbeitshub unter Berücksichtigung
der erforderlichen Nachspannhübe entsprechen. Hierzu sind wider den einzelnen Spanneinrichtungen
zugeordnete Codiereinrichtungen erforderlich, noch ist ein Auswechseln von Schaltkurven
oder Verstellen von Endschaltern von Hand durchzuführen.
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Das Festlegen der jeweiligen Endstellungen der Schaltstange erfolgt
ausschließlich durch einen vor Beginn der eigentlichen BearbeitunE durchzuführenden
Leerhub. Die in geeigneter Weise gespeicherten Stellungen für den jeweiligen Arbeitshub
werden selbsttätig gelöscht, sobald die Werkzeugmaschine abschaltet oder eine Spanneinrichtung
ausgewechselt wird.
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Da weder komplizierte elektronische Bauelemente, beispielsweise Codiereinrichtungen
und Code-Ubertragungsvorrichtungen, verwendet, noch Schaltkurven ausgewechselt oder
Endschalter verstellt werden müssen, läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung
ohne Schwierigkeiten auch an vorhandenen Werkzeugmaschinen nachträglich anbringe
so daß ein universeller Einsatz der erfindungsgemäßen, die Sicher heit erheblich
steigernden Einrichtung möglich ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einric
tung ist die Schaltstange mit einem Schaltstück mit mindestens zwe
Schaltnocken
für jeweils einen Sensor versehen, der einerseits durch das Schaltstück in seine
den jeweiligen Arbeitshub begrenzende Endstellung und andererseits durch einen beim
Abschalten der Werkzeugmaschine oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung selbsttätig
wirksam werdenden Stellmotor in eine Nullstellung überführt bar ist.
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Mit dieser Weiterbildung der Erfindung wird eine rein mechanische
Speicherung ermöglicht, die nicht auf das Vorhandensein elektronischer Bauelemente
angewiesen ist, obwohl es selbstverständlich auch möglich ist, bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung elektrc nische Bauelemente zu verwenden, insbesondere wenn diese bereits
innerhalb der Werkzeugmaschinensteuerung vorhanden sind.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann jeder Sensor auf einem
Schlitten angeordnet sein, der in einer Längsführung eines Lagergehäuses entgegen
einer Haltekraft verschiebbar ist. Erfindungsgemäß ist jeder Schlitten mit einem
mit dem zugehörigen Schaltnocken des Schaltstückes zusammenwirkenden Mitnehmer versehen,
so daß die erfindungsgemäße Einrichtung aus einer geringen Anzahl von Bauteilen
besteht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der auf den
Schlitten wirkende Stellmotor durch einen Stellzylinder gebildet, dessen über eine
Kolbenstange am Schlitten angreifender Stellkolben in Wirkrichtung durch eine Rückstellfeder
belastet und entgegen dieser Rückstellfeder durch Druckmittel in eine Ruhestellung
überführbar ist. Eine derartige Ausbildung des Stellmotors nutzt nicht nur die bei
Werkzeugmaschinen üblicherweise in Form von Druckluft oder Drucköl vorhandene Energiequelle
aus, sondern stellt darüber hinaus sicher, daß die Rückstellfedern bei einem Abschalten
der Werkzeugmaschine oder bei einem Ausfall der Druckmittelquelle die erfindungsgemäße
Einrichtung selbsttätig in die Nullstellung überführen, in der ein Wiederanlaufen
der Werkzeu;#maschine ohne vorherige Bestimmung des jeweils zulässigen Arbitsbreiches
ausgeschlossen
ist.
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Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung sind die in entgegengesetzter
Richtung wirkenden Stellzylinder an dem mit den Längsführungen für die die Sensoren
tragenden Schlitten versehenen Lagergehäuse angeordnet, das zugleich als Führung
und Verdrehsicherung für das mit den Schaltnocken versehene Schaltstück ausgebildet
ist Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Ausbildung, die weiterhin
dadurch verbessert werden kann, daß die Schaltnocken erfindungsgemäß in axialen
Aussparungen des Lagergehäi ses verdrehsicher geführt sind.
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Der in jeder gespeicherten Endstellung der Schaltstange erforderliche
Nachspannhub wird erfindungsgemäß dadurch gewährleistet, daß die axiale Erstreckung
der Schaltnocken und die Ansprechbarkeit der Sensoren aufeinander abgestimmt sind.
Bei der Verwendung berührungsloser Grenztaster als Sensoren sorgt deren aktive Schaltzone,
die vor der Erreichung des mechanischen Anschlages einen Schaltimpuls abgibt, für
die Einhaltung des Nachspannhubes. Werden dagegen elektromechanische Endschalter
üblicher Bauart verwendet, kar durch entsprechende Auflauf schrägen dafür gesorgt
werden, daß ein den Arbeitshub begrenzender Schaltimpuls bereits abgegeben wird,
bevor der den Endschalter tragende Schlitten seine durch Anschlag begrenzte Endstellung
erreicht.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird insgesamt der Vorteil erreicht,
daß jegliche Fehler bei der Einstellung oder Umstellung des jeweiligen Arbeitshubes
ausgeschlossen sind, weil der Geamthub der jeweiligen Spanneinrichtung selbsttätig
vermessen und abgesi#ex wird, wodurch sich eine wesentlich gesteigerte Betriebssicherheit
ergibt. Außerdem entfällt der Zeitaufwand für das Einstellen oder Umstellen von
Sensoren, weil für das selbsttätige Festlegen des aktuellen Arbeitshubes der jeweiligen
Spanneinrichtung nur ein einmaliges Betätigen des S*Pann- und Lösevorganges notwendig
ist,
was als Funktionskontrolle der Spanneinrichtung vor Inbetrienahme
der Werkzeugmaschine sowieso durchgeführt wird. Durch das selbsttätige Löschen der
zuvor festgelegten Endstellungen der Schaltstange bei einem Abschalten der Werkzeugmaschine
oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung wird zuverlässig verhindert, daß die
Werkzeugmaschine mit einem fehlerhaft eingestellten Arbeitshub anläuft, weil sich
die Sensoren in diesem Fall in ihrer Nullstellung befinden, die den Arbeitshub Null
zur Folge hat, so daß jede Stellung der Schaltstange als unzulässig angesehen wird,
weshalb es zwangsläufig erforderlich ist, vor Beginn des Bearbeitungsvorganges einen
Leerhub zur Festlegung des jeweiligen Arbeitsbereiches durchzuführen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgesen
Einrichtung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
doppeltwirkenden Spannzylinder zur Betätigung eines Backenfutters und mit einer
Einrichtung zur Bestimmung des jeweiligen Arbeitsbereihes Fig. 2 eine der Fig.1
entsprechende Darstellung, mit einem anstelle des Backenfutters angebauten Spanndorn,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das in den Fig.1 und 2 in einer Seitenansicht dargestellte
Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Bestimmung des Arbeitsbereiches, Fig. 4
einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig.3, Fig. 5 eine vergrößerte
Darstellung einer Einzelheit zur Verdeutlichung des Nachspannhubes eines berührungslosen
Grenztasters und Fig. 6 eine der Fig.5 entsprechende Darstellung bei der Verwendung
eines elektromechanischen Endschalters,
Die Zeichnung zeigt in
den Fig.1 und 2 eine Spindel 1 einer im übrigen nicht dargestellten Drehmaschine,
an deren vorderem Flansc eine Spanneinrichtung 2 befestigt ist. Diese Spanneinrichtung
2 wird in Fig.1 durch ein Backenfutter gebildet. Auf der Zeichnung sind der Futterkörper
2a und eine aus Grund- und Aufsatzbacke bestehende Spannbacke 2b zu erkennen. Der
Antrieb der Spannbacken 2b erfolgt durch einen Futterkolben 2c, der axial verschiebbar
im Futterkörper 2a geführt ist und über ein Keilgetriebe mit den Grundbacken der
Spannbacken 2b im Eingriff steht.
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Aufgrund der Konstruktion depSpanneinrichtung 2 ergibt sich ein Gesamthub
H der Spanneinrichtung 2, der in Fig.1 unterhalb der Spanneinrichtung 2 eingetragen
ist.
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Um bei einem Einspannen eines Werkstückes zwischen den Spannbacken
2b sowohl von außen als auch von innen den Aufbau der für die jeweilige Bearbeitung
erforderlichen Haltekraft zu garantieren, muß ausgeschlossen werden, daß sich der
Futterkolben 2c am vorderen oder hinteren Ende seines Gesamthubes H befindet, bevor
die notwen dige Spannkraft aufgebaut ist. Wegen einer möglichen Deformation des
Werkstückes oder eines Eingrabens der Backenverzahnungen in da Werkstück muß in
jedem Fall dafür gesorgt werden, daß noch ein Zusatzweg der Spannbacken 2b möglich
ist, wenn diese am Werkstück anliegen. Aus diesem Grunde ergibt sich der Arbeitshub
A durch beidseitige Verringerung des Gesamthubes H durch einen sogenannten Nachspannhub
N.
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Zur Betätigung der Spanneinrichtung 2 ist an einem hinteren Flansc
la der Spindel 1 ein mit der Spindel 1 umlaufender Spannzylinder 3 befestigt, dessen
Kolben 3a über eine Kolbenstange b und eine Betätigungsstange 4 mit dem Futterkolben
2c verbunden ist. Bei die Spannzylinder 3 handelt es sich um einen doppeltwirkenden
Zylinder beispielsweise einen Hydraulikzylinder, dem das Druckmittel über e Druckmittelüberleitungsgehäuse
5 zugeführt wird. Dieses Druckmitte
überleitungsgehäuse 5 besitzt
eine mit der Spindel 1 und dem Spannzylinder 3 umlaufende Welle, in welcher die
entsprechenden Bohrungen zum Spannzylinder 3 ausgebildet sind, sowie ein stillstehendes,
auf der rotierenden Welle gelagertes Gehäuse, welches die Druckmittelanschlüsse
für eine auf der Zeichnung nicht dar->estellte Druckmittelquelle trägt.
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Uber die jeweilige Stellung des Kolbens 3a innerhalb des Spannzylinders
3 wird die zugehörige Stellung des Futterkolbens 2c und damit der Spannbacken 2b
festgestellt. Zu diesem Zweck ist der Kolben 3a des Spannzylinders 3 mit einer Schaltstange
6 verbunden, die aus dem Spannzylinder 3 heraus und durch die Welle des Druckmittelüberleitungsgehäuses
5 hindurchgeführt ist. Am freien Ende dieser Schaltstange 6 ist gemäß Fig.3 mittels
Kugellagern 7 ein Schaltstück 8 angeordnet, das beim dargestellten Ausführungs -beispiel
mit zwei Schaltnocken 8a und 8b versehen ist. Diese radial vom Schaltstück 8 abstehenden
Schaltnocken 8a und 8b sind in axialen Aussparungen 9a eines Lagergehäuses 9 geführt,
so daß das Schaltstück 8 zwar durch die Schaltstange 6 in Längsrichtung mitgenommen
wird, über seine Schaltnocken 8a und 8b jedoch gegen Verdrehung gesichert ist. Die
Verwendung der Kugellager 7 ist hierbei erforderlich, weil sich die Schaltsta#e
6 beim dargestellter Ausführungsbeispiel mit dem an der Spindel 1 der Werkzeugmaschine
befestigten Spannzylinder 3 dreht.
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Jeder der Schaltnocken 8a bzw. 8b arbeitet mit einem Sensor lOa bzw.
lOb zusammen, der jeweils an einem Schlitten 11 angeordnet ist. Jeder der beiden
Schlitten 11 ist in einer Längsführung 9b des Lagergehäuses 9 verschiebbar, und
zwar entgegen der Klemmkraft einer Tellerfeder 12, die zwischen dem Kopf einer in
den Schlitten 11 eingeschraubten Schraube 13 und einer außen an einem Teil des Lagergehäuses
9 anliegenden Unterlegscheibe 14 angeordnet ist.
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Nach dem Anbau der in Form eines Backenfutters in Fig.1 dargestellten
Spanneinrichtung 2 an die Spindel 1 wird durch ein vollständige
öffnen
und Schließen der Spannbacken 2b mittels des Spannzylinde: 3 der Gesamthub H der
Spanneinrichtug 2 auf den Spannzylinder 3 übertragen. Unterhalb dieses Spannzylinders
3 ist in Fig.1 der mögliche Gesamtweg G des Kolbens 3a des Spannzylinders 3 eingezeichnet.
Innerhalb dieses Gesamtweges G liegt der Gesamthub H der angebauten Spanneinrichtung
2.
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Bei diesem Leerhub der angebauten Spanneinrichtung 2 werden die die
Sensoren lOa bzw. lOb tragenden Schlitten 11 entgegen der Klemmkraft der Tellerfedern
12 in eine Stellung verschoben, die dem Gesamthub H entspricht. Zu diesem Zweck
ist der in den Figur am oberen Teil des Lagergehäuses 9 angeordnete Schlitten 11
mit einem Mitnehmer lla versehen, der an der liken Stirnfläche des Schaltnockens
8a zur Anlage kommt, wogegen der am unteren Teil des Lagergehäuses 9 angeordnete
Schlitten 11 einen Mitnehmer llb besitzt, der mit der rechten Stirnfläche des Schaltnockens
8b zusammenwirkt.
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Im linken Teil der Fig.1 ist zu erkennen, daß durch eine Bewegung
des Kolbens 3a nach links über die Kolbenstange 6 und den Schaltnocken 8a des Schaltstückes
8 der den Sensor lOa tragende Schlitt 11 nach links in eine Stellung verschoben
worden ist, die das linke Ende des Gesamthubes H repräsentiert. Durch die anschließer
Bewegung des Kolbens 3a nach rechts wurde über den Schaltnocken 8 des Schaltstückes
8 der den Sensor lOb tragende Schlitten 11 nach rechts in eine das andere Ende des
Gesamthubes H repräsentierende Stellung mitgenommen. Der auf diese Weise durchgeführte
Leerhub der Spanneinrichtung 2 hat somit zu einer Speicherung der den Gesamthub
H definierenden Stellungen der Schaltstange 6 und damit auch der entsprechenden
Stellungen des Futterkolbens 2c geführt.
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Damit die Schlitten 11 vor jedem Leerhub zur Definierung des Gesamthubes
H in eine Nullstellung überführt werden, sind am Lagergehäuse 9 Stellmotoren angeordnet.
Beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig.3 werden diese Stellmotoren
jeweils durch einen Stellzylinder 15 gebildet, der ebenfalls am Lagergehäuse 9 angeordnet
bzw. ausgebildet ist. In jedem Stellzylinder 15 ist ein Stellkolbe 15a mit einer
Kolbenstange 15b angeordnet, die aus dem Gehäuse des Stellzylinders 15 herausragt
und am zugehörigen Schlitten 11 angreifen Enn,um diesen Schlitten 11 über seinen
Mitnehmer lla bzw llb an den zugehörigen Schaltnocken 8a bzw. 8b des Schaltstückes
8 anzudrücken. Dieses Andrücken wird durch eine im Inneren der Kolbenstange 15b
angeordnete Rückstellfeder 15c erreicht, die sich einerseits an der Kolbenstange
15b und andererseits an einem Verschlußdeckel 15d abstützt, der den kolbenraum des
Stellzylinder 15 abschließt. Die Rückstellfeder 15c wird stets dann wirksam, wem
das den Stellkolben 15a entgegengesetzt zur Wirkrichtung der Rückstellfeder 15c
wirksame Druckmittel abgeschaltet wird, wie dies beispielsweise beim Stillsetzen
der Werkzeugmaschine oder bei einem Wechsel der Spanneinrichtung 2 erfolgt. In dieser
Situation drücken die beiden in entgegengesetzter Richtung wirksamen Stellkolben
15a der Stellzylinder 15 die beiden Schlitten 11 gegen die Schaltnocken 8a und 8b
des Schaltstückes 8, so daß die Sensoren zuverlässig in eine Nullstellung gelangen,
die eine Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine so lange verhindert, so lange die Sensoren
lOa und lOb nicht durch einen erneuten Leerhub der jeweils angebauten Spanneinrichtung
2 in ihre den Gesamthub H definierenden Stellungen überführt worden sind.
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Auf die voranstehend beschriebene Weise werden somit die beiden Endstellungen
des Gesamthubes H der Spanneinrichtung 2 gespeichert.
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Um im Bereich beider Endstellungen den erforderlichen Nachspannhub
N sicherzustellen, wird die in Fig.5 dargestellte Situation ausgenutzt. Die Fig.5
zeigt mit strichpunktierten Linien an der Stirnfläche des als berührungsloser Grenztaster
ausgebildeten Sensor 10a dessen aktive Schaltzone. Sobald der ebenfalls in Fig.5
erkennbare Schaltnocken 8a in den Bereich dieser aktiven Schalt zone kommt, wird
bereits der erforderliche Schaltimpuls des Sensors 10a ausgelöst. Zwischen diesem
Auslösen des Schaltimpulses und der körperlichen
Anlage des Schaltnoctens
8a am zugehörigen Mitnehmer lla liegt somit der gewünschte Nachspannhub N, der ebenfalls
in Fig.5 eingezeichnet ist. Die voranstehend beschriebene Einrichtur erlaubt auf
diese Weise eine Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine nur innerhalb des in Fig.1
eingezeichneten Arbeitshubes A, der sich vom Gesamthub H durch die Subtraktion der
beiden Nachspannhi N unterscheidet.
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Eine entsprechende Wirkung kann auch erzielt werden, wenn als Sensor
lOa bzw. lOb kein berührungsloser Grenztaster gemäß Fig.# sondern ein elektromechanischer
Endschalter 16 verwendet wird, wi dies in Fig.6 dargestellt ist. Der Stößel 16a
dieses Endschaltere 16 wird ebenso wie der Schaltnocken 8a mit Auflauf schrägen
ferse} Die Fig.6 zeigt mit unteren strichpunktierten Linien die Ausgangs stellung
des dachförmigen Stößels 16a, die dieser Stößel 16a annimmt, wenn er nicht vom Schaltnocken
8a berührt wird. Wird de Stößel 16a dagegen vom Schaltnocken 8a in die mit ausgezogenen
Linien dargestellte Stellung verschoben, erfolgt der Schaltimpulc Dieser wird demgemäß
abgegeben, bevor der Mitnehmer lla des zugehörigen Schlittens 11 am Schaltnocken
8a anliegt. Wenn der Stössel 16a in seine obere Endlage überführt wird, die mit
der oberer strichpunktierten Linie dargestellt ist und in der Schaltnocken E und
Mitnehmer lla aneinander anliegen, erfolgt kein weiterer Schaltimpuls. Auf diese
Weise wird wie beim berührungslosen Grer taster auch beim elektromechanischen Endschalter
16 erreicht, dak der Gesamthub H an beiden Seiten durch Nachspannhübe N auf den
Arbeitshub A verringert wird.
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Nach der voranstehend beschriebenen Speicherung des Gesamthubes bzw.
des Arbeitshubes A der jeweils an die Spindel 1 angebauten Spanneinrichtung 2 durch
die verschiebbaren Sensoren lOa und lOb ist eine Bewegung des Kolbens 3a des Spannzylinders
3 nur noch ie Bereich des Arbeitshubes A möglich. Befindet sich der Kolben 3a außerhalb
dieses gespeicherten Arbeitshubes A, wird ein Anlaufen * bestimmungsgemäße
der
Spindel 1 durch die Maschinensteuerung verhindert. Außerdem würde die Werkzeugmaschine
abgeschaltet, wenn durch unvorhergesene Umstände der Kolben 3a den gespeicherten
Arbeitshub A verlassen sollte.
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Wenn die mit dem Backenfutter gemäß Fig.1 durchzuführenden Bearbei
tungsvorgänge beendet sind, kann das Backenfutter gemäß Fig.1 beispielsweise durch
einen Spanndorn ersetzt werden, wie er in Fig.2 dargestellt ist. Dieser Spanndorn
besitzt einen in einem Gehäuse 2d axial verschiebbaren Spannkolben 2e. Eine Axialbewegung
dieses Spannkolbens 2e bewirkt über die#ig.2 erkennbare Sc>.rägflächen eine Spann-
bzw. Lösebewegung von Spannstücken 2f, die zwischen Druckstiften 2g und einer Zugschraube
2h eingespannt sind In Fig. 2 sind unterhalb der als Spanndorn ausgeführten Spanneinrichtung
2 ebenfalls der Gesamthub H1 und der zulässige Arbeitshub A1 eingezeichnet, wobei
sich der Arbeitshub Al vom Gesamthub n wiederum durch zwei Nachspannhübe N unterscheidet.
Durch einen vollständigen Bewegungszyklus zum Öffnen und Schließen des Spanndornes
wird wiederum der zum Spanndorn gehörende Gesamthub H1 durch die Sensoren Iua und
lOb festgelegt. Die Einzeichnung dieses Gesamthubes H1 in den Gesamtweg G des Spannzylinders
3 in Fig.2 zeigt, daß der Gesamthub H1 des Spanndornes ncht nur kleiner ist als
der Gesamthub H des zuvor aufgespannten Backenfutters, sondern auch in einem anderen
Bereich des Gesamtweges G des Kolben 3a liegt.
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Durch eine Berücksichtigung der Nachspannhübe N werden somit nicht
nur die Endstellungen der Schaltstange 6 des für den Spanndorn möglichen Gesamthubes
H1 gespeichert, sondern auch der zugehörige Arbeitshub A1. Auf diese Weise ist sichergestellt,
daß der Kolben 7 des Spannzylinders 3 nach Speicherung der Werte des angebauten
Spanndornes ausschließlich innerhalb des nunmehr zulässigen Arbeitshubes A1 liegen
kann, wenn die Werkzeugmaschine betrieben
wird. Insbesondere eine
Drehbewegung der Spindel 1 wird nur zugelassen, wenn sich der Kolben 3a innerhalb
des für den Spanndorn festgelegten Arbeitshubes A1 befindet.
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Um eine Nullstellung der Sensoren 10a und lOb nicht nur bei einem
Stillsetzen der Werkzeugmaschine, sondern auch bei einem Wechsel der an die Spindel
1 angebauten Spanneinrichtung 2 bei eingeschalteter Druckmittelversorgung sicherzustellen,
kann neben dem Flansc der Spindel 1 ein berührungsloser Endschalter 17 angeordnet
werden der durch die rückwärtige Planfläche der jeweils angebauten Spanneinrichtung
2 bedämpft wird. Wird diese Spanneinrichtung 2 abgenorr gibt der Endschalter 17
einen Impuls ab, der die Zufuhr des Druckmittels zu den Stellkolben 15a der Stellzylinder
15 unterbricht und durch die auf diese Weise wirksam werdenden Rückstellfedern 15
bewirkt, daß die Sensoren lOa und lOb in die Nullstellung überführ werden. In dieser
Nullstellung sind die beiden Sensoren lOa und lOb durch die Schaltnocken 8a und
8b bedämpft, so daß kein zulässiger Arbeitshub A bzw. A1 existiert und die Werkzeugmaschine
nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn der jeweilige Arbei hub A der angebauten
Spanneinrichtung 2 durch Ausführen eines Leer hubes ermittelt und durch die Stellung
der Sensoren 10a und lOb gespeichert wird. Eine Fehlbedienung und ein unzulässiger
Betriebs zustand der Werkzeugmaschine und der jeweils angebauten Spanneinri tung
2 sind deshalb ausgeschlossen, da die Werkzeugmaschine nur da in Betrieb genommen
werden kann, wenn der der jeweils angebauten Spanneinrichtung 2 zugehörende Arbeitshub
A bzw. A1 ermittelt worden ist, wobei diese Ermittlung auf einfache Weise durch
Ausführen eines Leerhubes der jeweils angebauten Spanneinrichtung 2 erfolgt.
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Bezugsziffernliste: G Gesamtweg H ,H1 Gesamthub A ,A1 Arbeitshub N
Nachspannhub 1 Spindel la Flansch 2 Spanneinrichtung 2a Futterkörper 2b Spannbacke
2c Futterkolben 2d Gehäuse 2e Spannkolben 2f Spannstück 2g Druckstift 2h Zugschraube
3 Spannzylinder 3a Kolben 3b Kolbenstange 4 Betätigungsstange 5 Druckmittelüberleitungsgehäuse
6 Schaltstange 7 Kugellager 8 Schaltstück 8a Schaltnocken 8b Schaltnocken 9 Lagergehäuse
9a Aussparung 9b Längsführung 10a Sensor lOb Sensor 11 Schlitten lla Mitnehmer llb
Mitnehmer 12 Tellerfeder 13 Schraube 14 Unterlegscheibe 15 Stellzylinder 15a Stellkolben
15b Kolbenstange 15c Rückstellfeder 15d Verschlußdeckel 16 Endschalter 16a Stößel
17 Endschalter
Leerseite