DE3306570A1 - CLAMPING DEVICE ON MACHINE TOOLS WITH A ROTATING CLAMPING CYLINDER - Google Patents
CLAMPING DEVICE ON MACHINE TOOLS WITH A ROTATING CLAMPING CYLINDERInfo
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Description
PATENTANWALT DIPL.-PH'ysV DR."hMRMANN FAYPATENT ADVERTISER DIPL.-PH'ysV DR. "HMRMANN FAY
Günter Horst RöhmGünter Horst Röhm
Heinrich-Röhm-Straße 50Heinrich-Röhm-Strasse 50
7927 Sontheim7927 Sontheim
7900 Ulm, 08.02.83
Akte PG/5846 f/sr7900 Ulm, 02/08/83
File PG / 5846 f / sr
Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen mit umlaufendem Spannzylinder.Clamping device on machine tools with rotating clamping cylinder.
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung an Werkzeugmaschinen mit umlaufendem Spannzylinder und darin
mit diesem umlaufend angeordnetem Spannkolben und mit einem Verteiler, der ein die Anschlüsse für das Arbeitsmedium
tragendes Verteilergehäuse und eine koaxial an das Zylindergehäuse des Spannzylinders angeschlossene
Verteilerwelle umfaßt, auf der das Vertei-, lergehäuse so angeordnet ist, daß die Verteilerwelle
darin umlaufen kann, wobei die Verteilerwelle zwei mit den Gehäuseanschlüssen in Verbindung stehende Wellenkanäle
aufweist, die in den Spannzylinder zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens führen, und jedem
Wellenkanal ein den Durchgang steuerndes Rückschlagventil zugeordnet ist, dessen Ventilkörper durch
einen vom Druck des Arbeitsmediums im jeweils anderen Wellenkanal beaufschlagten Steuerkolben gegen die Strömung
des Arbeitsmediums geöffnet werden kann.The invention relates to a clamping device on machine tools with a revolving clamping cylinder and a clamping piston arranged circumferentially therein and with a distributor which comprises a distributor housing carrying the connections for the working medium and a distributor shaft connected coaxially to the cylinder housing of the clamping cylinder, on which the distributor housing is arranged so that the distributor shaft
can revolve therein, the distributor shaft having two shaft channels which are in communication with the housing connections and which lead into the clamping cylinder to opposite sides of the clamping piston, and each
A non-return valve controlling the passage is assigned to the shaft channel, the valve body of which passes through
a control piston acted upon by the pressure of the working medium in the other shaft channel can be opened against the flow of the working medium.
Bei einer aus der DE-PS 19 11 558 bekannten Spanneinrichtung dieser Art ist die Verteilerwelle drehbar in der Wand des Spannzylinders gelagert und fest mit dem Spannkolben verbunden. Die Rückschlagventile sind mit radial zur Zylinderachse verlaufenden Verstellrichtungen der Ventilkörper und Stellkolben im Zylinderkol-In a clamping device of this type known from DE-PS 19 11 558, the distributor shaft is rotatable in mounted on the wall of the clamping cylinder and firmly connected to the clamping piston. The check valves are with Adjustment directions of the valve bodies and actuating pistons in the cylinder piston that run radially to the cylinder axis
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ben selbst angeordnet, bis in den hinein auch die Wellenkanäle geführt sind. Diese radialen Verstellrichtungen können bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten des Spannzylinders Schwierigkeiten bereiten, da* die an den Ventilkörpern und Stellkolben angreifenden Fliehkräfte die Ventilfunktion beeinträchtigen und weil durch die Radialverstellungen der Ventilkörper und Stellkolben Unwuchten bzw. Unwuchtänderungen auftreten können.ben arranged themselves, up to which the shaft channels are also guided. These radial adjustment directions can cause difficulties at high rotational speeds of the clamping cylinder, since the Centrifugal forces acting on the valve bodies and actuating pistons impair the valve function and because due to the radial adjustments of the valve body and actuating piston imbalances or changes in imbalance may occur.
Bei anderen Spanneinrichtungen der eingangs genannten Art, wie sie aus der DE-PS 10 06 236, der FR-PS 14 689 oder dem DE-GM 19 85 828 bekannt sind, ist die Verteilerwelle fest mit dem Zylindergehäuse des Spannzylinders verbunden. Die RUcksdiagventile können in einem mit der Verteilerwelle umlaufenden besonderen Ventilblock zwischen dem stillstehenden Verteilergehäuse und dem Spannzylinder angeordnet sein, was aber die Baulänge des Spannzylinders vergrößert und wegen der auch dort radial gerichteten Verstellwege von Ventilkörpern und Stellkolben zu den schon vorstehend erwähnten Schwierigkeiten führen kann (DE-PS 10 06 236, FR-PS 14 17 689), oder sich unmittelbar mit achsenparallelem Verstellweg von Ventilkörpern und Steuerkolben in der Verteilerwelle selbst befinden, was aber einen größeren Durchmesser der Verteilerwelle und des auf ihr gelagerten Verteilergehäuses erfordert und bei hohen Drehzahlen mit entsprechend großer Wärmeentwicklung in den Lagern des Verteilergehäuses auf der Verteilerwelle verbunden ist (DE-GM 19 85 828). Darüber hinaus ergibt auch diese bekannte Anordnung axial große Baulängen der Spanneinrichtung.In other clamping devices of the type mentioned, as described in DE-PS 10 06 236, FR-PS 14 689 or DE-GM 19 85 828 are known, the distributor shaft is fixed to the cylinder housing of the clamping cylinder tied together. The check valves can be in a special one that rotates with the distributor shaft Valve block be arranged between the stationary distributor housing and the clamping cylinder, but what the overall length of the clamping cylinder increased and because of the radial adjustment paths of Valve bodies and actuating pistons can lead to the difficulties already mentioned above (DE-PS 10 06 236, FR-PS 14 17 689), or directly with an axis-parallel adjustment path of valve bodies and control piston located in the distributor shaft itself, but what a larger diameter of the distributor shaft and the Requires distributor housing mounted on it and at high speeds with a correspondingly large amount of heat is connected in the bearings of the distributor housing on the distributor shaft (DE-GM 19 85 828). Furthermore This known arrangement also results in axially large overall lengths of the clamping device.
Große axiale Baulängen aber erschweren ein dynamischLarge axial lengths, however, make a dynamic more difficult
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exaktes Auswuchten der Spanneinrichtung für hohe Drehzahlen. Denn unter solchen Einsatzbedingungen ist es erforderlich, daß die fliegend am Spindelende der Werkzeugmaschine angeordnete Spanneinrichtung nicht nur über ihre axiale Länge insgesamt, sondern auch in axial verschiedenen, zur Drehachse senkrechten Querschnittsebenen weitgehend unwuchtfrei ist, wenn die Entstehung von Biegeschwingungen in der schnell rotierenden Spanneinrichtung vermieden werden soll.exact balancing of the clamping device for high speeds. Because under such conditions of use it is required that the overhung on the spindle end of the machine tool clamping device not only over their overall axial length, but also in axially different ones perpendicular to the axis of rotation Cross-sectional planes is largely unbalance if the emergence of bending vibrations in the fast rotating clamping device should be avoided.
Im Ergebnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie optimal kurze axiale Baulänge bei einer Anordnung der Rückschlagventile derart besitzt, daß sich eine axial überall gute Auswuchtung der Spanneinrichtung ergibt und auch die Funktion der Rückschlagventile nicht durch Fliehkräfte beeinträchtigt werden kann.As a result, the invention is based on the object of providing a clamping device of the type mentioned at the beginning to train that it has an optimally short axial length with an arrangement of the check valves in such a way that there is an axially good balancing of the clamping device everywhere and also the function of the Check valves cannot be affected by centrifugal forces.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rückschlagventile in der Mantelwand des Zylindergehäuses mit zur Zylinderachse parallelen Verstellrichtungen des Ventilkörpers und des Steuerkolbens angeordnet sind. Vorzugsweise liegen die Rückschlagventile sich diametral zur Zylinderachse und im gleichen Abstand von der Zylinderachse gegenüber. Für jedes Rückschlagventil ist zweckmäßig von der Zylinderseite her eine Ventilkammer in die Mantelwand eingebohrt, in der axial hintereinander der Ventilkörper und der Steuerkolben angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that the check valves are in the jacket wall of the cylinder housing arranged with adjustment directions of the valve body and the control piston parallel to the cylinder axis are. The check valves are preferably located diametrically to the cylinder axis and in the same position Distance from the cylinder axis opposite. For each check valve it is useful from the cylinder side a valve chamber drilled into the shell wall, in which the valve body and the control piston are arranged axially one behind the other.
Durch die Anordnung der Rückschlagventile mit zur Zylin derachse paralleler Verstellrichtung ihrer Ventilkörper bzw. Stellkolben kann deren Funktion durch Fliehkraft-Due to the arrangement of the check valves with the cylinder the axis of the parallel adjustment direction of their valve bodies or actuating pistons can their function by centrifugal force
einwirkung nicht beeinträchtigt werden, da die Fliehkräfte senkrecht zu diesen Verstellrichtungen stehen. Verstellbewegungen der Ventilkörper oder Stellkolben können daher auch keine nennenswerten Unwuchten oder Unwuchtänderungen hervorrufen. In der Mantelwand des Zylindergehäuses steht axial genügend Platz für die Aufnahme der Rückschlagventile zur Verfügung; das Zylindergehäuse bedarf dazu keiner axialen Verlängerung. Die praktisch vollständig symmetrische Anordnung der Rückschlagventile in Bezug auf die Zylinderachse ergibt eine über die axiale Länge überall gleich gut auszuwuchtende Bauform. Gleiches gilt für die Verteilerwelle, die frei von den Rückschlagventilen weitgehend rotationssymmetrisch mit sich lediglich diametral in der Verteilerwelle gegaiüberliegenden Wellenkanälen ausgebildet v/erden kann.effect are not impaired, as the centrifugal forces are perpendicular to these adjustment directions. Adjusting movements of the valve bodies or actuating pistons can therefore also not have any noteworthy imbalances or Cause imbalance changes. In the jacket wall of the cylinder housing there is enough axial space for the Inclusion of check valves available; the cylinder housing does not require any axial extension for this. The practically completely symmetrical arrangement of the check valves in relation to the cylinder axis results in a design that is equally well balanced across the axial length. The same applies to the distributor shaft, which are free of the check valves largely rotationally symmetrical with themselves only diametrically in the distributor shaft opposite shaft channels trained.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:In the following an embodiment of the invention is described with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 ein Axialschnitt durch eine Spanneinrichtung nach der Erfindung,Fig. 1 is an axial section through a clamping device according to the invention,
Fig. 2 eine Stirnansicht der Spanneinrichtung nach Fig. 1 in Richtung des dort eingetragenen Pfeiles II.FIG. 2 is an end view of the clamping device according to FIG. 1 in the direction of the arrow entered there II.
Der in der Zeichnung dargestellte Spannzylinder für Spanneinrlchtuhgen an Werkzeugmaschinen besteht zunächst aus einem Zylindergehäuse 1 mit darin verschiebbarem Spannkolben 2, der in einer Gewindebohrung 3 die nicht dargestellte Spannstange in der ebenfalls nicht gezeigten Maschinanspxndel aufnimmt. Normalerweise ist das Zyi±nder£v3häu3 3 1 sm Ends der ^ferkzeugmaachinenspindelThe clamping cylinder shown in the drawing for clamping devices on machine tools consists initially of a cylinder housing 1 with a clamping piston 2 which can be moved therein and which receives the clamping rod (not shown) in a threaded hole 3 in the Maschinanspxndel, also not shown. Normally, the cylinder is £ v 3häu3 3 1 sm ends of the tool machine spindle
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befestigt und läuft einschließlich des Spannkolbens 2 mit dieser um.attached and runs including the tensioning piston 2 with this around.
An den Spannzylinder ist ein allgemein mit 4 bezeichneter Verteiler angeschlossen. Dieser Verteiler 4 besitzt ein nicht mit dem Spannzylinder rotierendes Verteilergehäuse 5, das seitlich liegende Anschlüsse 6 für das Arbeitsmedium trägt, wobei in Fig. 1 diese Anschlüsse um 105° versetzt dargestellt sind, um einen von ihnen sichtbar werden zu lassen. Im Verteilergehäuse 5 läuft eine Verteilerwelle 7 um, die mittels Lager 8,9 im Verteilergehäuse 5 gelagert ist. Das eine Lager 9 liegt dabei an einer Schulter 10 der Verteilerwelle 7 an und ist auf der anderen Seite durch einen Sicherungsring 11 gehalten. Ähnlich ist das I^ger 8 angeordnet, so daß im Ergebnis das Verteilergehäuse 5 auf der Verteilerwelle 7 axial unverrückbar ist. Die Verteilerwelle 7 ist fest mit dem Zylindergehäuse 1.1 des Spannzylinders 1 verbunden, nämlich einstückig mit ihm ausgebildet. Die auf der Innenseite des Verteilergehäuses 5 umlaufenden Ringnuten 12, 13 dienen zur Zu- und Abführung des Arbeitsmediums und stehen mit den Anschlüssen 6 für das Arbeitsmedium in unmittelbarer Verbindung. Zwischen der Verteilerwelle 7 und dem Verteilergehäuse 5 durchtretendes Lecköl wird in den Kanälen 14 gesammelt und durch die Anschlüsse 15 abgeleitet.A distributor, generally designated 4, is connected to the clamping cylinder. This distributor 4 has a distributor housing 5 that does not rotate with the clamping cylinder, the laterally located connections 6 for carries the working medium, these connections being shown offset by 105 ° in FIG to let them become visible. In the distributor housing 5, a distributor shaft 7 runs around, which by means of Bearing 8.9 is mounted in the distributor housing 5. One bearing 9 lies on a shoulder 10 of the distributor shaft 7 and is held on the other side by a locking ring 11. The I ^ ger 8 is similar arranged so that as a result the distributor housing 5 is axially immovable on the distributor shaft 7. The distributor shaft 7 is firmly connected to the cylinder housing 1.1 of the clamping cylinder 1, namely in one piece trained with him. The circumferential annular grooves 12, 13 on the inside of the distributor housing 5 are used for the supply and discharge of the working medium and are in direct contact with the connections 6 for the working medium Link. Leakage oil passing through between the distributor shaft 7 and the distributor housing 5 becomes in the channels 14 collected and diverted through the connections 15.
Die Verteilerwelle 7 besitzt zwei in den Spannzylinder 1 zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens 2 führende ¥ellenkanäle 18, 19. Zur Steuerung des Durchgangs ist jedem Wellenkanal ein allgemein mit 20, 21 bezeichnetes Rückschlagventil zugeordnet. Diese Rückschlagventils sind in der Mantelwand 1.2 des Zylindergehäuses mit Zylinderachse 16 parallelen Verstellrichtungen desThe distributor shaft 7 has two leading into the clamping cylinder 1 on opposite sides of the clamping piston 2 ¥ ¥ ellenkanäle 18, 19. To control the passage, each wave channel is generally designated 20, 21 Assigned check valve. These check valves are in the jacket wall 1.2 of the cylinder housing with Cylinder axis 16 parallel adjustment directions of the
VentilkÖrpers 32, 33 und des Steuerkolbens 26, 27 angeordnet. Sie liegen sich diametral zur Zylinderachse 16 und im gleichen Abstand von der Zylinderachse gegenüber. Für jedes Rückschlagventil 20, 21 ist von der Zylinderstirnseite her eine Ventilkammer 22, 23 in die Mantelwand 1.2 eingebohrt, in der axial hintereinander Jeweils der Ventilkörper 32, 33 und der Steuerkolben 26, 27 angeordnet sind. Im einzelnen sind an die Enden der Wellenkanäle 18, 19 jeweils die Ventilkammern 22, 23 angeschlossen, die zu je einer Seite des Spannkorbens 2 hin mit der Öffnung 24 bzw. 25 mündet. Jede Ventilkammer 22, 23 besitzt einen Ventilsitz 28, 29 für den Ventilkörper 32, 33 des Rückschlagventils. Jeder Ventilkörper 32, 33 ist durch den Steuerkolben 26, 27 verstellbar, wozu der Steuerkolben jeweils mit Stößeln in Öffnungsrichtung unter die Ventilkörper 32, 33 der Rückschlagventile stößt, so daß er zum öffnen der Rückschlagventile 20, 21 vom Druck des Arbeltsmediums im Wellenkanal 18, 19 vor jeweils dem anderen Rückschlagventil beaufschlagt ist und jeweils ein öffnen des von ihm gesteuerten Rückschlagventils gegen die Strömung des Druckmediums bewirkt. Dazu ist die Ventilkammer Vor dem Stellkolben 26 über die Leitung 19.1 mit dem Wellenkanal 19» und die Ventilkammer vor dem Stellkolben 27 über die Leitung 18.1 mit dem Wellenkanal 18 verbunden.Valve body 32, 33 and the control piston 26, 27 are arranged. They are diametrically opposed to the cylinder axis 16 and at the same distance from the cylinder axis. For each check valve 20, 21 a valve chamber 22, 23 is in the cylinder front side Shell wall 1.2 drilled into the axially one behind the other in each case the valve body 32, 33 and the control piston 26, 27 are arranged. In detail, the valve chambers are at the ends of the shaft channels 18, 19 22, 23 connected, each of which opens to one side of the clamping basket 2 with the opening 24 and 25, respectively. Every Valve chamber 22, 23 has a valve seat 28, 29 for the valve body 32, 33 of the check valve. Everyone The valve body 32, 33 is adjustable by the control piston 26, 27, for which purpose the control piston in each case Plunger in the opening direction under the valve body 32, 33 of the check valves abuts so that it is for open the check valves 20, 21 from the pressure of the working medium is acted upon in the shaft channel 18, 19 in front of the other check valve and each causes the check valve controlled by it to open against the flow of the pressure medium. Is to the valve chamber in front of the actuating piston 26 via the line 19.1 with the shaft channel 19 »and the valve chamber in front of the actuating piston 27 via the line 18.1 with the Wave channel 18 connected.
Durch die Ringnut 13 eintretendes Drucköl oder eintretende Druckluft gelangt in den Wellenkanal 19 und von dort über das sich unter dem Druck des Druckmediums öffnende Rückschlagventil 21 in die Ventilkammer 23, von wo es durch die öffnung 25 in den hinter dem Spannkolben 2 befindlichen Zylinderraum 39 strömt. Das Druckmedium beaufschlagt zugleich von der Seite des Wellen-Pressurized oil or compressed air entering through the annular groove 13 reaches the shaft channel 19 and from there via the check valve 21, which opens under the pressure of the pressure medium, into the valve chamber 23, from where it flows through the opening 25 into the cylinder space 39 located behind the tensioning piston 2. The print medium acted on at the same time from the side of the shaft
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kanals 19 her über die Leitung 19.1 den Steuerkolben 26, der sich verschiebt und hierbei das Rückschlagventil 20 gegen die Strömung des Druckmediums öffnet, so daß das Druckmedium aus dem vor dem Spannkolben 2 liegenden Zylinderraum 40 durch die Öffnung 24, die Ventilkammer 22, den Wellenkanal 18 und die Ringnut 12 abströmen kann. Der Kolben 2 bewegt sich dabei in die in Fig. 1 gezeigte Endstellung.channel 19 her over the line 19.1 the control piston 26, which moves and in doing so opens the check valve 20 against the flow of the pressure medium, see above that the pressure medium from the cylinder space 40 located in front of the tensioning piston 2 through the opening 24, the valve chamber 22, the shaft channel 18 and the annular groove 12 can flow off. The piston 2 moves into the End position shown in Fig. 1.
Soll der Kolben 2 zurück bewegt werden, wird der Druckmittelkreislauf umgekehrt, so daß nun das Druckmedium durch den Wellenkanal 18 zuströmt, das Rückschlagventil 20 öffnet und durch die Ventilkammer 22 und die Öffnung 24 in den Zylinderraum 40 strömt. Zugleich betätigt das Druckmedium den Steuerkolben 27 von der Seite des Wellenkanals 18 her über die Leitung 18.1, so daß das Rückschlagventil 21 öffnet und das im Zylinderraum 39 befindliche Druckmedium durch die Öffnung 25ι die Ventilkammer 23 und den Wellenkanal 19 abströmen kann.If the piston 2 is to be moved back, the pressure medium circuit is vice versa, so that now the pressure medium flows through the shaft channel 18, the check valve 20 opens and through the valve chamber 22 and the Opening 24 flows into the cylinder space 40. At the same time, the pressure medium actuates the control piston 27 of the Side of the shaft channel 18 over the line 18.1, so that the check valve 21 opens and the im The pressure medium located in the cylinder chamber 39 flows through the opening 25ι the valve chamber 23 and the shaft channel 19 can.
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Claims (2)
(20, 21) von der Zylinderstirnseite her eine Ventilkammer (22, 23) in die Mantelwand (1.2) eingebohrt ist und darin axial hintereinander der Ventilkörper (32, 33) und der Steuerkolben (26, 27) angeordnet sind.Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that for each check valve
(20, 21) a valve chamber (22, 23) is drilled into the jacket wall (1.2) from the cylinder face and the valve body (32, 33) and the control piston (26, 27) are arranged therein axially one behind the other.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |