DE2123075A1 - Rotierender Hydrozylinder zur Steuerung von Zentrierfuttern von Drehmaschinen - Google Patents

Description

Priorität: 9.5.1970 - ITALIEN

Die Erfindung betrifft rotierende Hydrozylinder zur Steuerung von selbstzentrierenden Spannfuttern für Drehmaschinen.

Bei einigen Arten von Zentrierfuttern werden die Backen, welche das Werkstück festspannen, durch Schwinghebel gesteuert, welche sich in Sitzen befinden, die im Futterkörper ausgebildet sind. Die Hebel werden ihrerseits alle durch ein axiales Zugglied gesteuert, das durch einen doppeltwirkenden Hydrozylinder betätigbar ist, welcher an dem einen Ende der drehbaren Welle des

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Futters befestigt ist*

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Der Hydrozylinder ist durch biegsame Leitungen mit einer üuuckmittelquelle in der Weise verbunden, daß die Schwinghebel und damit die Backen in beiden Richtungen bewegt werden können. Gewöhnlich sind die Leitungen für die Zufuhr und Rückleitung des Druckmittels mit Sicherheitsventilen versehen, die in Tätigkeit treten, um den Druckmittelumlauf abzuschalten, wenn im hydraulischen System ein Bruch stattfindet» Da solche Ventile ausserhalb des Zylinders angeordnet sind, können sie bei allen Brüchen wirksam werden, die oberstromseitig des Zylinders, nämlich anstellen zwischen den Ventilen und der Druckmittelquelle, stattfinden.

Andererseits gibt es für Brüche, die unterstromseitig der erwähnten Ventile stattfinden, keine Abhilfe. Eine solche Situation kann sehr gefährlich werden, da ein plötzlicher Druckabfall im hydraulischen Kreislauf die Backen lockern kann, sq daß das Werkstück unter der Fliehkraftwirkung plötzlich ausgetreten wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der vorerwähnten Nachteile durch die Schaffung eines rotierenden Hydrozylinders, bei dem eine hohe Sicherheit gegen einen

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möglichen Druckabfall im Kreislauf besteht und bei dem in einem solchen Fall ein Lösen der Backen verhindert wird.

Durch die Erfindung wird ein rotierender Hydrozylinder zur Steuerung eines Zentrierfutters geschaffen, welcher Zylinder einen Kolben enthält, der mit einem Zugglied verbunden werden kann, welches sich in das Futter erstreckt, und den Zylinder in zwei Kammern unterteilt, und ferner eine Leitung für das Druckmittel vorgesehen ist, die in jede Kammer führt, sowie eine Ventilanordnung, die sich innerhalb des Zylinders befindet und dazu dient, wenn Druckmittel durch eine der Leitungen zugeführt wird, eine Druckmittelströmung durch diese Leitung und den Austritt von Druckmittel durch die andere Leitung zu ermöglichen, welche Ventilanordnung ferner dazu dient, wenn der Druck in der Leitung, durch die Druckmittel zugeführt wird, unter einen bestimmten Wert abfällt, diese Leitung zu schliessen.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig· 1 eine schematische Seitenansicht im Aufriß, teilweise im Schnitt, eines Spindelstocks mit einem erfindungsgemässen rotierenden Hydrozylinder

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zur Steuerung eines Zentrierfutters;

Fig. 2 eine Ansicht im verkleinerten Maßstab des

in Fig. 1 dargestellten Zylinders im axialen Schnitt und

^ Fig. 3 eine schematische Ansicht im axialen Schnitt

und in vergrössertem Maßstab, welche die Wirkungsweise von zwei Ventileinrichtungen zeigt, die in den Zylinder nach Fig. 1 und 2 eingebaut sind.

Ein Ständer 1 für einen Spindelstock ist mit einem Zentrierfutter 2 versehen, dessen Backen 3 durch Schwinghebel 4 radial gesteuert werden können, welche in radialen Sitzen angeordnet sind, die im Futter ausgebildet * s ind. Jeder solche Hebel hat einen kurzen Arm 4a, der an einer Backe 3 angreift, und einen langen Arm 4b, welcher durch die Bewegung eines genuteten rohrförmigen Kopfes gesteuert wird, welcher von einem rohrförmigen Zugglied 6 getragen wird, das gleitbar und gleichachsig in einer hohlen Steuerwelle 7 angeordnet ist, welche an ihrem ' einen Ende das Futter 2 trägt. Die Steuerwelle 7 wird durch einen nicht dargestellten äusseren Motor zur Drehung angetrieben, der Bewegung auf eine Steuerriemenschei-• .be 8 überträgt. Das andere Ende der Welle 7 trägt einen

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rotierenden Hydrozylinder 9, der die Aufgabe hat, die axialen Bewegungen des Zuggliedes 6 zu steuern.

Wie sich aus Fig, 2 ergibt, wird der rotierende Hydrozylinder 9 durch einen Zylinder 10 gebildet, der an seinem einen Ende durch einsn gesonderten Kopf 11 abgeschlossen ist und an seinem anderen Ende mit einem rohrförmigen Ansatz 12 von verringertem Durchmesser versehen ist. In dem Hohlraum des Zylinders 10 gleitet dichtend ein Kolben 13, der an einem rohrförmigen Teil lh befestigt ist, welcher, wie nachfolgend näher beschrieben wird, mit dem Zugglied 6 verbunden ist.

Am hinteren Ende (d.h. am linken Ende gesehen in Fig. 2) des rohrförmigen Teils IU ist ein rohrförmiger Ansatz 15 befestigt, der einen kegelstumpfförmigen Hohlraum besitzt, der sich in Richtung zum Futter (d.h. nach rechts gesehen in Fig. 2) verjüngt. Der Ansatz 15 ist mit einem Aussengewxnde versehen. Mit diesem Ansatz wirkt eine spreizbare Spannpatrone 16 zusammen, die mit federnden Sektoren 16a versehen ist und ein Innengewinde aufweist. Diese Spannpatrone ist auf einen hinteren mit einem Gewinde versehenen Teil 6a des Zuggliedes 6 aufgeschraubt und im Hohlraum des Ansatzes durch eine Ringmytter 17 gesichert, die auf den mit einem Gewinde versehenen äusseren Teil des Ansatzes auf-

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geschraubt ist. Die Spannpatrone 16 ist mit Einkerbungen 16b versehen, die von ausserhalb des Spindelstockes zugänglich sind und ein Drehen der Spannpatrone ermöglichen. Durch eine solche Drehbewegung wird sie auf das Zugglied 6 aufgeschraubt bzw. abgeschraubt, so daß eine Regelung der axialen Stellung des Zuggliedes 6 mit sehr hoher Genauigkeit vorgenommen * werden kann, um die Bewegungen des Kolbens 13 mit den Bewegungen der Hebel H zu synchronisieren, welche die Backen 3 des Futters steuern. Wenn die äussere RingÄUtter 17 voll aufgeschraubt wird, kann die Spannpatrone 16 winkelig auf dem Zugglied festgestellt werden, wodurch die Spannpatrone mit dem Teil IU, von dem der Kolben 13 einen Teil bildet, fest verbunden wird.

Der rohrförmige Ansatz 12 des rotierenden Zylinders 10 ist von einer festen geformten Verkleidung 18 UBgeben, die mit einem inneren rohrförmigen Teil 18a verseilen ist, dessen Innenfläche sich mit dem rohrförmigen Ansatz 12 des Zylinders 10 in dichtendem Kontakt befindet. Im Innenteil 18a der Verkleidung 18 sind zwei ringförmige Sammelleitungen 19 und 20 ausgebildet, die (durch nicht gezeigte Kanäle)mit den Zufute- und Rückleitungen (nicht gezeigt) für das Druckmittel in Verbindung stehen und durch radiale Bohrungen

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ie Ansatz 12 mit zwei Längskanälen 21, 23 in Verbindung gebracht werden, die im Ansatz 12 ausgebildet sind·

Die Kanäle 21 und 23 werden durch Ventileinrichtungen 22 und 21 gesteuert, wobei der Kanal 21, wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt, in eine Kammer A des Zylinders 10 fuhrt, während der Kanal 23 in eine Kammer B fuhrt. Die Ventileinrichtungen 22 und 24 sind in der Längsrichtung von dem einen Ende des Zylinders 10 zum anderen angeordnet und dichtend durch den Kolben 13 hindurchgeführt· Die erwähnten Ventile inrichtfingen regeln den Durchtritt von Druckmittel in den Zylinder und aus diesea, wobei in den Kanal 21 eintretendes Druckmittel ein Zurückziehen des Kolbens zur Folge hat, während in den Kanal 23 eintretendes Druckmittel eine Ausfahrbewegung des Kolbens zur Folge hat·

Wie sich aus Fig· 3 ergibt, ist jede der Vantileinrichtungen 22, 24 der anderen ähnlich und mit Bezug auf die andere symmetrisch angeordnet derart, daß ein einwandfreies Arbeiten sichergestellt ist, wenn Druckmittel in den Zylinder 10 in der einen oder anderen Richtung eintritt.

Zur Vereinfachung wird nur die Ventileinrichtung 22 109846/1369

näher beschrieben und sind die entsprechenden Elemente der Ventileinrichtung 24 mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, die jedoch mit einem Strich versehen sind.

Die Ventileinrichtung 22 besitzt ein festes Aussenfc rohr 25, welches dichtend durch den Kolben 13 hindurchgeführt wird und sich von dem einen Ende des Zylinders 10 zum anderen erstreckt. Das Rohr 25 ist in der Nähe seiner Enden mit radialen Bohrungen 26, 27 in seiner Wand versehen, welche Bohrungen, mit den beiden Kammern A, B in Verbindung stehen, in welche der Zylinder durch den Kolben 13 unterteilt ist. Innerhalb des Aussenrohres 25 befindet sich ein festes Innenrohr 28 mit radialen Spiel, so daß durch die Rohre 25 und 28 ein Ringraum begrenzt wird. Das Innenrohr 28 hat ein offenes Ende, * welches mit dem Kanal 21 im Zylinder 10 in Verbindung steht, durch welches Ende Druckmittel eintritt, wie durch Pfeile angegeben. Das Rohr 28 ist an seiner Aussenflache mit einer Rippe 30 ausgebildet, welche die Ventileinrichtung in der Querrichtung in einen ersten und in einen zweiten Teil unterteilt. Im ersten Teil befindet sich benachbart der Rippe 30 mindestens eine Bohrung 29 in¹ der Wand des Innenrohres 28.

Ferner ist im ersten Teil der Ventileinrichtung zwischen .109846/1369

den Rohren 25 und 28 ein gleitbares becherförmiges Steuerelement 31 mit einem rohrförmigen Ansatz 32, der sich in der Richtung zum zweiten Teil das Ventils erstreckt und mit radialen Bohrungen 3 3 versehen ist, und in der einen Stellung lose die Rippe 30 umgibt. Eine radiale Verlängerung 31a des Elements 31 gleitet dichtend in einer Zone 25a von grösserem Durchmesser des Aussenrohres 25. Die radial innere Fläche des Elements 31 gleitet dichtend auf dem Innenrohr 28,

Im zweiten Teil der Ventileinrichtung ist ein gleitbares becherförmiges Element 3t angeordnet, das durch eine Feder 35 belastet ist, welche sich gegen den Zylinderkopf 11 abstützt, um ein Verschlußelement zu bilden. Das Element 3t ist an seiner dem Steuerelement 31 zugekehrten Fläche mit einer ringförmigen Dichtung 36 versehen, die für das Zusammenwirken mit der Rippe 30 bestimmt ist. Das Verschlußelement 34· weist ferner eine Anzahl Bohrungen 38 auf, welche eine Verbindung zwischen einem Ringraum 37, der durch das Element 3t und durch das Innenrohr 28 begrenzt wird, und einem zweiten Ringraum 39 ermöglichen, der durch das Element 34· und das Aussenrohr 25 begrenzt wird.

In den normalen bzw. Ruhestellungen, nämlich beim Fehlen eines Druckes, hält die Feder 35, wie in Fig.2

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dargestellt, das Verschlußelement 34 in einer Stellung, in welcher es die ringförmige Rippe 30 am Innenrohr berührt, wodurch eine Druckmittelströmung aus dem Kanal 21 zur Kammer A des Zylinders verhindert wird.

Die andere Ventileinrichtung 24 ist so angeordnet, daß ihr Verschlußelement 34* an der Rippe 30· anliegt, * um eine Druckmittelströmung aus der Kammer B des Zylinders zum Kanal 33 zu verhindern, der in diesem Falle als Auslaßkanal dient·

Wenn Druckmittel durch den Kanal 21 eintritt, tritt es durch die Bohrungen 29 hindurch und wirkt auf das Verschlußelement 34, so daß dieses in axialer Richtung zum Kopf 11 unter Überwindung der Belastungswirkung der Feder 35 bewegt wird. Auf diese Weise kann Druck- | mittel über den zusammengesetzten Leitungsweg, der durch den Kanal 21, den Raum 37, die radialen Bohrungen 38, den zweiten Raum 39 und die radialen Bohrungen 26 gebildet wird, die Kammer A des Zylinders erreichen. Seine Wirkung in dieser Kammer besteht darin, daß der Kolben 13 zurückgezogen wird, d.h. daß dieser, gesehen in der Zeichnung, eine Bewegung nach links ausführt.

Gleichzeitig wird Druckmittel, das sich in der Kammer B des Zylinders befindet, über den Kanal 23 in den

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Zylinder 10 verdrängt. Diese Strömung kann stattfinden, da der Druck des Druckmittels in der Kammer A eine Bewegung nach links des Steuerelements 31^f der zweiten Ventileinrichtung 24 verursacht und damit eine Bewegung in der gleichen Richtung des Verschlüßelements 34' entgegen der Wirkung der Belastungsfeder 35 ^f. Hierdurch wird eine Verbindung zwischen der Kammer B und dem äusseren Kanal 23 über den zusammengesetzten Leitungsweg 26', 39», 38», 37», 29», 28«, 23 hergestellt.

Wenn der Zufuhrdruck im Kanal 23 in diesem Zustand des Zylinders ausbleibt, bewegen sich die beiden Verschlußelemente 34, 34· der beiden Ventileinrichtungen unter der Wirkung der Federn 35, 35' in die Schließstellung, wodurch der Durchtritt von Druckmittel sowohl in die Kammer A über die Ventileinrichtung 22 als auch aus der Kammer B über die Ventileinrichtung 24 verhindert wird. Der Kolben 13 des Zylinders bleibt in der Stellung gesichert, die er dann einnimmt.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist an der einen äusseren ringförmigen Wand des Zylinders 10 ein ringförmiges Element 40 aus Blech befestigt, in welchem durch Schneiden und Biegen eine Anzahl radialer Rippen 41 geformt sind, welche die Aufgabe haben, eine Lüftungswirkung

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zur Kühlung der Verkleidung 18 zu erzeugen. Diese Rippen saugen Aussenluft durch einen Ringraum 42 zwischen dem Zylinder 10 und einem becherförmigen Ansatz 18b der Verkleidung an und fördern die Luft durch Stirnöffnungen 43 zur Verkleidung in der Weise, daß diese an ihrer Aussenseite beaufschlagt und dadurch ihre Kühlung sichergestellt wird.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. Patentansprüche ;

   ( 1.JRotierender Hydrozylinder zur Steuerung eines Zentrierfutters, welcher Zylinder einen Kolben enthält, der mit einem Zugglied verbunden werden kann, das sich in das Futter erstreckt, welcher Kolben den Zylinder in zwei Kammern unterteilt und einen Kanal aufweist, durch welchen Druckmittel in jede Kammer geleitet werden kann, und ferner Ventileinrichtungen vorgesehen sind, um eine Strömung durch einen Kanal zu verhindern, wenn der Druck des durch den erwähnten Kanal zugeführten Druckmittels unter einen bestimmten Wert abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen (22, 2H) innerhalb des Zylinders (10) angeordnet sind und für jeden Kanal (21, 23) ein Verschlußelement (34, 3M-') aufweisen, welches durch ein Belastungsorgan (35, 35^f) in eine Stellung belastet ist, in welcher es eine Strömung durch den erwähnten Kanal verhindert, welches Verschlußelement nachgibt, um eine Strömung durch den erwähnten Kanal zu ermöglichen, wenn der Druck des Druckmittels in dem erwähnten Kanal das Be-

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   lastungsorgan überwindet, und ferner Elemente (31, 32, 31', 32') vorgesehen sind, die dazu dienen, das Verschlußelement, welches den erwähnten Kanal steuert, zum Nachgeben zu bringen, wenn der Druck in der anderen Kammer (B, A) um einen bestimmten Wert ™ oberhalb des Druckes in der Kammer (A, B) ansteigt,

   in die der erwähnte Kanal führt.

   2, Zylinder nach Anspruch 1, bei welchem die Kanäle je einen Leitungsteil aufweisen, der in einer Wand des Zylinders ausgebildet ist,dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen durch zwei Ventileinheiten (22, 24) gebildet werden, von denen jede ein Aussenrohr (25, 25 ·) aufweist, das dichtend durch den Kolben hindurchgeführt ist und sich von dem einen Ende zum anderen des Zylinders erstreckt, ferner ein Innenrohr (28, 28') mit radialem Spiel im Aussenrohr enthalten ist, um einen Raum zu begrenzen, wobei die Ventileinheit in der Querrichtung in einen ersten und in einen zweiten Teil durch eine ringförmige Rippe (30, 30') an der Oberfläche in dem erwähnten Raum eines der Rdre (25, 28, 25», 28^f) unterteilt ist, welcher erste Teil des Innenrohres mit dem in der Zylinderwand ausgebildeten Leitungsteil (21,

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   23) in Verbindung steht und eine Öffnung (29, 29') benachbart der Rippe zur Verbindung mit dem Raum zwischen den Rohren aufweist, das Aussenrohr mit einer Öffnung (26, 27, 26', 27') in seiner Wand an jedem seiner Enden zur Verbindung mit der Kammer (A, B) an dem jeweiligen Ende versehen ist, das Verschlußelement (3t, 34') durch ein ringförmiges Element gebildet wird, das gleitbar im zweiten Teil der Ventileinheit in dem Raum zwischen den Rohren angeordnet ist und ein radiales Spiel mit dem Rohr (28, 28') hat, an welchem die Rippe ausgebildet ist, sich jedoch in dichtendem Kontakt mit dem anderen Rohr (25, 25') befindet, eine Feder (35, 35») das Verschlußelement' zu einer Stellung belastet, in welcher es dichtend gegen die Rippe anliegt, um eine Strömung im Aussenrohr an der Rippe vorbei zu verhindern, und ferner ein Steuerelement (31, 31¹) vorgesehen ist, das gleitbar und dichtend in dem Raum zwischen den Rohren angeordnet ist und einen Ansatz (32, 32^f) aufweist, der sich zum Verschlußelement erstreckt und der dazu dient, wenn das Steuerelement in Richtung zur Rippe bewegt wird, an dem Verschlußelement anzugreifen und dieses von der Rippe wegzubewegen, da-

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   mit Druckmittel in das Aussenrohr an der Rippe vorbei strömen kann.

   Für: MARIO PINTO S.p.A.

   »PATENTANWÄLTE (ML-WO. K. FINCKE, DiPL-ING. H. BOMR DtPL-INe. S. STAEOER

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