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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung
zum axialen Bewegen einer Zugstange mit den Merkmalen im Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Betätigungseinrichtung ist vor allem von Vorteil
im Zusammenwirken mit einem Werkzeugspanner am Ende der Spindel
einer Werkzeugmaschine, wie er z. B. in
DE 10207415 A1 beschrieben
ist. Bei einem solchen Werkzeugspanner ist es nicht erforderlich,
dass in der Spannstellung des Werkzeugspanners die Zugstange zur
Sicherung der Spannstellung unter Zug gehalten werden muss. Vielmehr
ist das in der Werkzeugaufnahme der Spindel aufgenommene Werkzeug
mittels des Werkzeugspanners selbst in Spannstellung gehalten.
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Eine
Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt
(
EP 1027947 B1 ).
Diese Betätigungseinrichtung ist druckmittelbetätigt,
wobei auch bei Ausfall der Druckmittelversorgung der Betätigungseinrichtung
eine sichere Verriegelung der Zugstange in der Spannstellung gewährleistet
sein soll. Die Betätigungseinrichtung weist einen als Spannkolben
bezeichneten Kolben auf, der zum Ziehen der Zugstange in einer Axialrichtung
zu Spannzwecken dient.
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Dieser
Spannkolben ist mit der Zugstange zu einem Bauteil vereinigt und
steht somit mit der Zugstange in ständiger mechanischer
Verbindung. Ferner ist ein zweiter Kolben vorgesehen, der als Lösekolben
bezeichnet ist und als solcher zum gegensinnigen Stollen der Zugstange
zu Lösezwecken ausgebildet ist. Zwischen dem Spannkolben
und dem Lösekolben ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, mittels
der der Spannkolben in seiner Spannstellung formschlüssig
in Bezug auf das Gehäuse der Betätigungseinrichtung
verriegelt ist. Mit der Verriegelungseinrichtung arbeitet der Lösekolben
zusammen, der bei seiner Bewegung in die Lösestellung die
Verriegelungseinrichtung in Bezug auf das Gehäuse entriegelt
und dann mitsamt dem Spannkolben und der Verriegelungseinrichtung,
die mit einem Ende von Verriegelungssegmenten ständig am
Spannkolben angreift, in die Lösestellung verschoben werden kann.
Der Lösekolben arbeitet selbst nicht unmittelbar auf die
Zugstange, sondern deren Stoßbewegung zu Lösezwecken
geschieht über den damit einstückigen Spannkolben,
der dazu aufgrund formschlüssigen Anschlages des Lösekolbens
bei dessen Verschiebung verschoben wird. Die bekannte Betätigungseinrichtung
ist am dem Werkzeugspanner abgewandten Ende der Spindel einer Werkzeugmaschine
befestigt oder als Fortsatz dieser ausgebildet, derart, dass die
Betätigungseinrichtung zusammen mit der Spindel umläuft.
Dies ist nachteilig. Aufgrund der ständigen mechanischen
Verbindung zwischen dem Druckkolben und der Zugstange ist die Zugstange
an die Betätigungseinrichtung gebunden. Die beschriebene
Gestaltung wirkt sich u. a. auch insofern nachteilig aus, als die
Lager der Spindel überaus stark beansprucht sind. Bei Allem
ist die bekannte Betätigungseinrichtung aufwändig
im Aufbau, z. B. aufgrund der komplizierten Gestaltung der Verriegelungseinrichtung
einschließlich der gehäuseseitigen Kontaktflächen,
die mit der Verriegelungseinrichtung zusammenwirken und nur geringe
Toleranzen zulassen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungseinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine stillstehende,
von der Spindelumlaufbewegung unabhängige Anordnung an
einer Werkzeugmaschine ermöglicht und hinsichtlich der
zu betätigenden Zugstange eine Freistellung dieser gestattet
und nur für die Zugbetätigung oder Stoßbetätigung
Kontakt mit der Zugstange hat.
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Die
Aufgabe ist bei einer Betätigungseinrichtung der eingangs
genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale
im Anspruch 1 gelöst. Dadurch ist gewährleistet,
dass, abgesehen von der Betätigung der Zugstange zu Spannzwecken
bzw. zu Lösezwecken, ansonsten kein Kontakt zwischen den Kolben
der Betätigungseinrichtung und der Zugstange besteht. Die
Betätigungseinrichtung ist als separates Element am Ende
der Spindel in der Werkzeugmaschine anbringbar, wobei die Betätigungseinrichtung
still steht und nicht mit der Spindel umläuft. Aufgrund
der Freistellung der Zugstange kann diese für sich axial
zumindest in Grenzen verschoben werden und auch gedreht werden,
ohne dass die Betätigungseinrichtung dem entgegensteht.
Die Betätigungseinrichtung ist einfach, besteht aus nur
wenigen Bauelementen und baut daher klein und kompakt. Sie bedingt
einen geringeren Aufwand und geringere Kosten.
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Weitere
besondere Erfindungsmerkmale sowie Ausgestaltungen der Betätigungseinrichtung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung enthalten.
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Der
vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend
allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben,
sondern statt dessen lediglich durch Hinweise auf die Ansprüche
darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale
als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich
offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und
folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein
aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung,
auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht
in den Ansprüchen erwähnt sind.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
schematischen senkrechten Schnitt einer Betätigungseinrichtung
zum axialen Bewegen einer Zugstange, in der Endstellung,
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2 einen
schematischen Schnitt entsprechend 1, bei der
die Betätigungseinrichtung sich in der Übergabestellung
befindet,
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3 einen
schematischen Schnitt lediglich der oberhalb der Längsmittelachse
befindlichen Hälfte der Betätigungseinrichtung
entsprechend 1 in der Endstellung,
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4 einen
schematischen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3 mit
teilweiser Seitenansicht.
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In
den Zeichnungen ist eine Betätigungseinrichtung 10 gezeigt,
die pneumatisch betätigbar ist und zum axialen Bewegen
einer Zugstange 11 in Richtung deren Längsmittelachse
ausgebildet ist. Die Zugstange 11 durchsetzt eine hier
nicht weiter dargestellte Spindel einer Werkzeugmaschine und führt
mit dem in 1 linken Ende bis hin zu einem
nicht dargestellten Werkzeugspanner, der zur Aufnahme und zum Festspannen
eines zu bearbeitenden Werkstücks, Werkzeugs od. dgl. ausgebildet
ist. Dieses wird durch Ziehen der Zugstange 11 in 1 nach rechts
gespannt und dann der Werkzeughalter in entsprechender Spannstellung
gehalten. Zum Lösen wird die Zugstange 11 gegensinnig
dazu, d. h. in 1 nach links, zu Lösezwecken
gestoßen. Die Zugstange 11 ragt mit einem Teil 13 in
einen Zylinder 9 der Betätigungseinrichtung 10 hinein.
Ein Endabschnitt 12 der Zugstange 11 arbeitet
mit einem an sich bekannten linearen Wegaufnehmer 14 zusammen,
der zusammen mit der Auswerteelektronik in einem Sensorgehäuse 15 gehalten
ist, das endseitig an das Gehäuse 8 des Zylinders 9 angesetzt
ist, und zwar an einem lösbaren stirnseitigen Deckel 4.
Am in 1 rechten Ende ist ein Abschlussdeckel 5 befestigt.
Am gegenüberliegenden Ende weist der Zylinder 9,
insbesondere dessen Gehäuse 8, einen Flansch 6 auf,
der eine Befestigung der Betätigungseinrichtung 10 an
einer nicht weiter gezeigten Werkzeugmaschine und derart ermöglicht,
dass die Betätigungseinrichtung still steht und somit räumlich
feststehend und undrehbar am Gehäuse der Werkzeugmaschine gehalten
ist.
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Im
Zylinder 9 sind zwei koaxiale, druckmittelbetriebene Kolben 30 und 40 enthalten
und axial beweglich geführt. Der eine Kolben 30 dient
zum Ziehen der Zugstange 11 in der Axialrichtung nach rechts
zu Spannzwecken und ist zur Vereinfachung deswegen nachfolgend kurz
als Spannkolben 30 bezeichnet. Der andere Kolben 40 dient
zum gegensinnigen Stollen der Zugstange 11 zu Lösezwecken
und ist deswegen zur Vereinfachung nachfolgend als Lösekolben 40 bezeichnet.
Der Spannkolben 30 und der Lösekolben 40 sind
axial nachgiebig gegeneinander abgestützt.
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Der
Spannkolben 30 sowie der Lösekolben 40 greifen
axial an der Zugstange 11 nur zu deren Verschiebung zu
Spannzwecken bzw. zu Lösezwecken an. Bei den übrigen
axialen Bewegungen dieser Kolben 30, 40 relativ
zur Zugstange 11 sind die Kolben 30, 40 von
der Zugstange 11 unabhängig und in Bezug auf diese
frei beweglich.
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Der
Spannkolben 30 weist einen Axialanschlag 31 auf,
der durch eine radiale Anschlagfläche 33 gebildet
ist und bei Druckbeaufschlagung einer ersten, der Zugstange 11 zugewandten
Kolbenseite 32 des Spannkolbens 30 an einem zugeordneten Axialanschlag 16 der
Zugstange 11 zu deren Axialbewegung in der einen Axialrichtung
zu Spannzwecken anschlägt.
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Der
Lösekolben 40 weist ebenfalls einen Axialanschlag 41 auf,
der durch eine radiale Anschlagfläche 43 gebildet
ist und bei Druckbeaufschlagung einer ersten Kolbenseite 42,
die dem Spannkolben 30 abgewandt ist, an einem zugeordneten
Axialanschlag 17 der Zugstange 11 zu deren Axialbewegung in
die gegensinnige Axialrichtung zu Lösezwecken anschlägt.
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Der
jeweilige Axialanschlag 16, 17 der Zugstange 11 ist
als jeweilige radiale Ringfläche 18 bzw. 19 ausgebildet.
Diese radialen Ringflächen 18, 19 sind
in axialem Abstand voneinander an einem Ringteil 21 der
Zugstange 11 vorgesehen. Die Zugstange 11 ragt
derart in das Gehäuse 8 des Zylinders 9 hinein,
dass sie beide Kolben 30, 40 jeweils im Zentrum durchsetzt.
Dabei ist der Ringteil 21 der Zugstange 11 axial
zwischen den Axialanschlägen 31 und 41 der beiden
Kolben 30 bzw. 40 angeordnet. Aufgrund dieser
Anordnung ist die eine radiale Anschlagfläche 33 der
radialen Ringfläche 18 und die andere Anschlagfläche 43 der
abgewandten anderen Ringfläche 19 der Zugstange 11 zugeordnet.
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Jeder
Kolben 30, 40 weist einen zylindrischen, etwa
rohrförmigen Kolbenteil 34 bzw. 44 auf, wobei
sich an ein Ende dieses ein etwa tellerförmiger, im Gehäuse 8 des
Zylinders 9 geführter und druckmittelbeaufschlagter
Scheibenteil 35 bzw. 45 anschließt. Der
Spannkolben 30 ist mit seinem etwa rohrförmigen
Kolbenteil 34 in Bezug auf den etwa rohrförmigen
Kolbenteil 44 des Lösekolbens 40 zentriert
und etwa teleskopartig verschiebbar geführt. Dabei ist
der Spannkolben 30 mit seinem etwa rohrförmigen
Kolbenteil 34 auf dem etwa rohrförmigen Kolbenteil 44 des
Lösekolbens 40 angeordnet und relativ verschiebbar
geführt. Der Axialanschlag 31, 41 des
jeweiligen Kolbens 30 bzw. 40 ist an dem Endbereich 36 bzw. 46 des
etwa rohrförmigen zugeordneten Kolbenteils 34 bzw. 44 vorgesehen,
der dem Scheibenteil 35 bzw. 45 abgewandt ist.
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Der
Axialanschlag 41 in Form der radialen Anschlagfläche 43 des
Lösekolbens 40 ist an einem Element 47 vorgesehen,
das an dem etwa rohrförmigen Kolbenteil 44 lösbar
gehalten ist. Dieses Element 47 besteht z. B. aus einer
in ein Gewinde des rohrförmigen Kolbenteils 44 eingeschraubten
Mutter.
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Wie
allein aus 3 ersichtlich ist, sind beide
Kolben 30, 40 relativ zueinander gegen Relativdrehung
gesichert. Dies geschieht z. B. mittels mindestens eines etwa achsparallelen
Stiftes 48 am einen Kolben, z. B. Lösekolben 40,
wobei der Stift 48 in eine zugeordnete, etwa achsparallele
Bohrung 37 des anderen Kolbens, z. B. des Spannkolbens 30, formschlüssig
eingreift unter Belassung einer axialen Relativverschieblichkeit
beider Kolben 30, 40 zueinander.
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In 2 ist
die Betätigungseinrichtung in einer Kolbenstellung gezeigt,
die als sog. „Übergabestellung" bezeichnet wird.
Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass der Spannkolben 30 an
dem Endbereich 36 des etwa rohrförmigen Kolbenteils 34,
das dem Scheibenteil 35 abgewandt ist, in der dargestellten Übergabestellung
zur Anlage an einer Endfläche 22 einer Spindel 23 und
zur Überleitung von Druckmittel, insbesondere Druckluft,
von einem inneren Druckmittelraum 51 des Zylinders 9 und
von aus diesem gespeisten inneren Druckmittelkanälen 38 an zugeordnete
Kanäle 24 der Spindel 23 ausgebildet ist.
Der rohrförmige Kolbenteil 34 hat einen axialen endseitigen
Fortsatz 39, der in dieser Übergabestellung gemäß 2 des
Spannkolbens 30 aus dem Zylindergehäuse 8 axial
vorsteht und unter Druck in dichter Anlageberührung mit
der Endfläche 22 der Spindel 23 gehalten
ist. In dieser Übergabestellung ist es möglich,
Druckmittel, das über mindestens einen Kanal 77 in
einen Druckmittelraum 51 eingeleitet wird, durch den Spannkolben 30 hindurch
und darin enthaltene Druckmittelkanäle 38 bis
zum axialen Fortsatz 39 zu führen, in den sich
die Druckmittelkanäle 38 fortsetzen, die zur Stirnseite
hin offen sind. Der Spannkolben 30 wird mit dem axialen
Fortsatz 39 axial gegen die Endfläche 22 der
Spindel 23 angepresst unter dem auf die zweite Kolbenseite 29 wirkenden Mediumdruck.
Die ausmündenden Enden der Druckmittelkanäle 38 stehen
dann mit den Kanälen 24 der Spindel 23 in
Verbindung, wobei dortige Dichtungsringe, z. B. O-Ringe, für
eine Abdichtung sorgen. Auf diese Weise kann durch die Betätigungseinrichtung
Druckmittel in die Spindel 23 eingeleitet und durch Kanäle
in der Spindel 23 hindurch bis zum endseitigen Aufnahmeende
geleitet werden. Dadurch kann der sich dort befindende Kegel der
Spindel in einfacher Weise gereinigt werden. Der Spannkolben 30 ist
dann in dieser Übergabestellung gemäß 2 gehalten,
wenn sich der Lösekolben 40 in einer das Lösen
bewirkenden Lösestellung befindet, bei der der Axialanschlag 41 in
der Darstellung von rechts nach links an den Axialanschlag 17 der
Zugstange 11 angedrückt ist. Zu diesem Zweck ist
ein Druckraum 56, der zwischen der ersten Kolbenseite 42 des
Lösekolbens 40 und dem Deckel 4 gebildet ist, über
innere Kanäle 76 des Gehäuses 8 mit
dem gleichen Druckmittel beaufschlagt, das mit dem gleichen Druck
von z. B. 6 bar auch dem Druckmittelraum 51 zugeführt
wird.
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Die
beiden Kolben 30, 40 sind durch zwischen diesen
wirksame, etwa achsparallel gerichtete und geführte Federmittel 52 nachgiebig
gegeneinander abgestützt. Diese Federmittel 52 sind
nur in 1 sichtbar. Unter der Wirkung der Federmittel 52 wird
der Spannkolben 30 axial in die in 1 gezeigte
Endstellung gedrückt, in der der Druckraum 56, ferner
der Druckmittelraum 51 und der Druckraum 55 druckfrei
gestellt sind. Die Federmittel 52 bestehen z. B. aus zylindrischen
Schraubenfedern, die auf Führungsbolzen 53 geführt
sind. Die Führungsbolzen 53 sind am Lösekolben 40 befestigt.
Der Spannkolben 30 enthält den Federn zugeordnete,
achsparallele Bohrungen 54, in denen die Federn aufgenommen und
geführt sind, wobei die Federn mit ihrem Ende am Boden
der Bohrungen 54 axial abgestützt sind, während
sie mit dem gegenüberliegenden Ende an der zweiten Kolbenseite 49 des
Lösekolbens 40 abgestützt sein können.
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Die
Betätigungseinrichtung ist derart gestaltet, dass der Druckmittelraum 51 im
Zylinder 9 zwischen den beiden Kolben 30, 40 und
deren einander axial zugewandten zweiten Kolbenseiten 29 bzw. 49 gebildet
ist, die der jeweiligen ersten Kolbenseite 32 bzw. 42 gegenüber
liegen. In der Lösestellung des Lösekolbens 40,
die der in 2 gezeigten Übergabestellung
entspricht, wird dessen erste Kolbenseite 42 und der Druckmittelraum 51 mit
Druckmittel unter gleichem Druck, z. B. von 6 bar, beaufschlagt,
während der Druckraum 55, der sich zwischen der
ersten Kolbenseite 32 des Spannkolbens 30 und
dem Zylinder 9 befindet, drucklos gestellt ist. Aufgrund
des Drucks im Druckmittelraum 51 ist die zweite Kolbenseite 29 des
Spannkolbens 30 mit Druck beaufschlagt, so dass dadurch
der Spannkolben 30 axial weiter nach links in die in 2 gezeigte Übergabestellung
gedrückt wird. Dem Spannkolben 30 sind axiale,
elastische Druckstücke 60 zugeordnet, die bei Erreichen
dieser Übergabestellung des Spannkolbens 30 axial
zusammengedrückt werden und bei Entlastung des Spannkolbens 30 sich
axial entspannen und den Spannkolben 30 aus der Übergabestellung
gemäß 2 heraus unter Abheben von der Endfläche 22 der
Spindel 23 in 2 nach rechts verschieben können.
Diese elastischen Druckstücke 60 sind zwischen
der ersten Kolbenseite 32 des Spannkolbens 30 und
einer zugewandten Stirnfläche 7 des Zylindergehäuses 9 angeordnet
und wirksam. Sie sind z. B. aus federbelasteten Kugeln 61 gebildet und
z. B. in etwa achsparallelen Bohrungen 63 im Zylindergehäuse 8 angeordnet.
In den Zeichnungen sichtbar sind lediglich Kugeln 61, während
innerhalb der Bohrungen 63 nur in 3 angedeutete
Federn 62 enthalten sein können. Die Kugeln 61 sind
derart angeordnet, dass diese nicht aus dem Zylindergehäuse 8 herausfallen
können.
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Der
Axialweg des Lösekolbens 40 ist bei der Verschiebung
der Zugstange 11 mittels eines Axialanschlages 66 einstellbar
und begrenzt. Der Axialanschlag 66 ist zentral innerhalb
des Lösekolbens 40 angeordnet und aus einem radial überstehenden Ringvorsprung 68 am
Ende eines Rohrteils 67 gebildet. Der Lösekolben 40,
insbesondere dessen Scheibenteil 45, ist auf dem Rohrteil 67 geführt
und kann zur Begrenzung des Axialweges am Ringvorsprung 68 anschlagen.
Der Axialanschlag 66, insbesondere dessen Rohrteil 67,
ist im Gehäuse 8 des Zylinders 9 mittels
Gewinde 69 verstellbar gehalten. Zwischen dem Gehäuse 8 und
dem Axialanschlag 66 sind Rastmittel 71 zur Sicherung
der jeweils eingestellten Stellung des Axialanschlage 66 vorgesehen.
Die Rastmittel 71 weisen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende
Vertiefungen 72, z. B. Nuten, einerseits und radiale, in
die Vertiefungen 72 formschlüssig eingreifende
Rastbolzen 73 andererseits auf, wie insbesondere aus 4 ersichtlich
ist. Die Rastbolzen 73 sind federbelastet mittels nicht
weiter gezeigter, in Axialrichtung auf die Rastbolzen 73 in
Richtung zum Rohrteil 67 wirkender Federn, z. B. zylindrischer Schraubenfedern,
deren Spannung einstellbar sein kann.
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Der
Spannkolben 30 ist auf seiner ersten Kolbenseite 32,
die dem Lösekolben 40 axial abgewandt ist, vom
Druckmittel beaufschlagbar, wobei zwischen der Stirnfläche 7 und
der ersten Kolbenseite 32 ein Druckraum 55 begrenzt
ist. Bei Druckmittelbeaufschlagung der ersten Kolbenseite 32 des Spannkolbens 30 wird
der zwischen beiden Kolben 30, 40 gebildete Druckmittelraum 51 drucklos
gestellt. In der Stellung beider Kolben 30, 40,
in der die Axialanschläge 31, 41 dieser
Kolben 30 bzw. 40 außer Eingriff mit
den Axialanschlägen 16 bzw. 17 der Zugstange 11 sind
und die Zugstange 11 freigestellt ist, sind der Druckraum 55 auf
der ersten Kolbenseite 32 des Spannkolbens 30,
ferner der Druckmittelraum 51 zwischen beiden Kolben 30 und 40 und
der zwischen der ersten Kolbenseite 42 des Lösekolbens 40 und
dem Zylinder 9, insbesondere dem Deckel 4, gebildete
Druckraum 56 jeweils drucklos, so dass sich die in 1 gezeigte
Endstellung ergibt. Man erkennt, dass die Zugstange 11 in
Bezug auf die beiden Kolben 30, 40 keinerlei Berührung
hat und freigestellt ist. Diese Endstellung gemäß 2 kann
auch als Übergang von der Lösestellung in die
Spannstellung angesehen werden. Soll ausgehend davon die Zugstange 11 in
der Axialrichtung nach rechts zu Spannzwecken betätigt
werden, so wird der Druckraum 55 und somit die erste Kolbenseite 32 des
Spannkolbens 30 mit Druckmittel beaufschlagt. Dieses wird durch
das Gehäuse 8 hindurch über innere Kanäle 75 von
außen in den Druckraum 55 eingeleitet. Dadurch wird
der Spannkolben 30 in 1 nach rechts
verschoben. Die Federmittel 52 werden axial zusammengedrückt.
Der Druckmittelraum 51 ist dabei drucklos gestellt. Der
Spannkolben 30 wird axial so weit verschoben, bis dessen
Axialanschlag 31, insbesondere radiale Anschlagfläche 33,
axial an dem zugewandten ersten Axialanschlag 16 der Zugstange 11 anschlägt.
Bei weiterer Axialverschiebung des Spannkolbens 30 wird
die Zugstange 11 in 1 nach rechts
gezogen, wodurch im Bereich des Werkstückspanners die Spannfunktion
ausgelöst wird. Anschließend daran kann der Spannkolben 30 wieder
in die Position gemäß 1 zurückbewegt
werden. Hierzu wird der Druckmittelraum 51 und ferner der Druckraum 55 drucklos
gestellt. Der Spannkolben 30 kann allein aufgrund der sich
entspannenden Federmittel 52 wieder in die Endstellung
gemäß 1 zurückgeschoben werden.
Der Kontakt zwischen dem Spannkolben 30 und der Zugstange 11 ist
dabei aufgehoben. Die Zugstange 11 ist wieder freigestellt.
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Zum
Lösen wird der Lösekolben 40 auf der ersten
Kolbenseite 42 beaufschlagt, in der Weise, dass über
Kanäle 76 Druckmittel in den Druckraum 56 eingeleitet
wird, das die erste Kolbenseite 42 beaufschlagt. Der Druckmittelraum 51 zwischen
beiden Kolben 30, 40 sowie der Druckraum 55 zwischen
der ersten Kolbenseite 32 und der Stirnfläche 7 werden dabei
druckfrei gestellt, so dass der Lösekolben 40 in 1 nach
links verschoben werden kann. Die Federmittel 52 werden
axial zusammengedrückt. Der Lösekolben 40 gelangt
mit dem Axialanschlag 41 in Kontakt mit dem zweiten Axialanschlag 17 der
Zugstange 11, die dadurch zum Lösen in 1 nach links
verschoben wird. Diesen Zustand zeigt 2, wobei
die Lösestellung mit Reinigung des Kegels der Spindel 23 (Übergabestellung)
erreicht ist, dadurch, dass zusätzlich zum Druckraum 56 auch
der Druckmittelraum 51 mit Druckmittel gleichen Drucks
beaufschlagt wird und dadurch der Spannkolben 30 mit seiner
ersten Kolbenseite 32 gegen die axialen, elastischen Druckstücke 60 drückt,
die dadurch axial zusammengedrückt werden. Der Spannkolben
wird mit seinem endseitigen axialen Fortsatz 39 nach links vorgeschoben
und gegen die Endfläche 22 der Spindel 23 gedrückt.
Durch die Druckmittelkanäle 38 und 24 wird
Druckmittel durch die Spindel 23 hindurch zum Reinigen
des Kegels der Werkstückaufnahme geblasen.
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Die
Betätigungseinrichtung wird mit Druckgas, insbesondere
Druckluft, als Druckmittel beaufschlagt. Das Gehäuse 8 enthält
zur Druckbeaufschlagung des Spannkolbens 30 innere Kanäle 75, die
in den Druckraum 55 auf der ersten Kolbenseite 32 des
Kolbens 30 münden und mit einer Druckmittelversorgung
verbindbar sind. Zur Druckbeaufschlagung des Lösekolbens 40 enthält
das Gehäuse 8 innere Kanäle 76,
die in den Druckraum 56 auf der ersten Kolbenseite 42 des
Lösekolbens 40 münden und mit einer Druckmittelversorgung
verbindbar sind. Ferner enthält das Gehäuse 8 mindestens
einen in den Druckmittelraum 51 zwischen beiden Kolben 30, 40 mündenden
Kanal 77, der für die Überleitung von Druckmittel
zur Endfläche 22 der Spindel 23 mit einer Druckmittelversorgung
verbindbar ist.
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Die
beschriebene Betätigungseinrichtung 10 hat vielfältige
Vorteile. Sie benötigt nur wenige Bauelemente, baut klein
und kompakt und ist kostengünstig. Sie ermöglicht
die Abfolge der Vorgänge Spannen, Lösen und Lösen
mit gleichzeitiger Kegelreinigung. Dadurch, dass der Lösekolben 40 beim
Lösen hinsichtlich des Axialweges mittels des Anschlages 66 begrenzt
ist, wird die auf die Zugstange 11 ausgeübte Axialkraft
reduziert lediglich auf das notwendige Maß. Durch Einstellen
des Axialanschlages 66 vom Ende der Betätigungseinrichtung 10 her
ist dieser Axialweg an die jeweiligen Gegebenheiten einstellbar.
Entweder es werden hierzu die Rastbolzen 73 entfernt, so
dass man mit einem Werkzeug Zugriff zu den Vertiefungen 72 hat
und durch Beaufschlagung dieser eine Drehverstellung des Rohrteils 67 herbeiführen
kann, oder es werden der Abschlussdeckel 5 und das Sensorgehäuse 15 entfernt,
so dass man stirnseitig Zugriff auf den Rohrteil 67 und
dessen Innensechskant 70 zu Verstellzwecken hat. Die jeweilige
Drehstellung des Rohrteils 67 wird mittels der Rastbolzen 73 gesichert.
Aufgrund der Einstellbarkeit des Axialweges des Lösekolbens 40 auf
das reduzierte Maß der lediglich erforderlichen Axialkraft
zum Ausstoßen der Zugstange 11 werden die Lager
der Spindel 23, die durch die Stoßkräfte
beim Lösen belastet sind, geschont und nur geringfügig
belastet. Vorteilhaft ist ferner, dass die Spindel 23 einer
Werkzeugmaschine sich ungehindert drehen kann und die Zugstange 11 in
Grenzen frei axial verschiebbar und drehbar ist, da die Betätigungseinrichtung 10 räumlich
feststehend und undrehbar am Gehäuse einer Werkzeugmaschine
z. B. mittels des Flansches 6 befestigbar ist und somit
nicht mit der Spindel 23 umläuft. Vorteilhaft
ist ferner die in der Übergabestellung gemäß 2 mögliche
Kegelreinigung des Kegels am Ende der Spindel 23. Dies
ist in besonders einfacher Weise durch eine insofern dem Spannkolben 30 zusätzlich
zugewiesene Aufgabe möglich, in der Stellung, in der sich
der Lösekolben 40 in Lösestellung befindet.
Wird der Lösekolben 40 zurück in die
Endstellung gemäß 1 bewegt,
wirken die axialen Druckstücke 60 derart auf den
Spannkolben 30 ein, dass dieser von der Übergabestellung
gemäß 2 in die Endstellung gemäß 1 gedrückt
wird und damit der axiale Fortsatz 39 von der zugewandten Endfläche 22 der
Spindel 23 wegbewegt wird. Dadurch besteht kein Kontakt
zwischen der Endfläche 22 der Spindel 23 und
dem Spannkolben 30, so dass die Spindel 23 freigestellt
ist. Die Betätigungseinrichtung 10 dient zur Betätigung
eines beschriebenen, nicht weiter dargestellten federlosen Werkzeugspanners,
der infolge seiner Funktion beim Spannen zu einer undefinierten
Position der Zugstange 11 führt. Die Zugstange 11 wird
nach jedem Betätigungsvorgang ohne zusätzliche
Zuführung von Druckmitteln freigestellt. Nach dem Spann-
bzw. Lösevorgang besteht keine Verbindung zwischen den
Kolben 30, 40 einerseits und der Zugstange 11 andererseits.
Beide Kolben fahren in die definierte Endstellung zurück.
Der Spannkolben 30 und der Lösekolben 40 sind
zueinander verdrehgesichert. Auch wenn lediglich zwei Federmittel 52 dargestellt
sind, können jedoch mehrere, z. B. insgesamt sechs, derartige
Federmittel 52 vorgesehen sein, die die Aufgabe haben,
nach dem Spann- oder Lösevorgang den Spannkolben 30 bzw. Lösekolben 40 in
die Ausgangsstellung zurückzustellen. Auch wenn in den
Zeichnungen nur lediglich zwei axiale Druckstücke 60 dargestellt
sind, versteht es sich gleichwohl, dass davon eine größere
Anzahl vorgesehen sein kann, z. B. zwölf Druckstücke 60.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0002]
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