DE19752671B4 - Blockzylinder zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen auf einer Werkzeugmaschine oder auf einem Arbeitstisch - Google Patents

Abstract

Blockzylinder zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen auf einer Werkzeugmaschine oder auf einem Arbeitstisch mit:
a) einem Gehäuse (1), in dem eine zylindrische Bohrung (2) in runder Ausführung eingebracht ist,
b) einer die Bohrung (2) verschließenden Führungsbuchse (7),
c) einem in der Bohrung (2) geführten Arbeitskolben (5) in runder Ausführung,
d) einer dem Kolben (5) zugeordneten Kolbenstange (6),
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6)
einen Querschnitt aufweist, der dem eines regelmäßigen Polygons entspricht und daß die Führungsbuchse (7) mit einer zentral, axial verlaufenden Ausnehmung versehen ist, deren Querschnitt dem des Polygons der Kolbenstange (6) angepaßt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Blockzylinder zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen auf einer Werkzeugmaschine oder auf einem Arbeitstisch mit:
• a) einem Gehäuse, in dem eine zylindrische Bohrung in runder Ausführung eingebracht ist,
• b) einer die Bohrung verschließenden Führungsbuchse,
• c) einem in der Bohrung geführten Arbeitskolben in runder Ausführung,
• d) einer dem Kolben zugeordneten Kolbenstange.
• Ein solcher Blockzylinder ist aus der DE 195 00 137 A1 bekannt. Der Blockzylinder weist einen in einer kreiszylinderischen Bohrung geführten kreisrunden Arbeitskolben und eine Kolbenstange mit kreisrundem Querschnitt auf. Aufgrund dessen kann sich die Kolbenstange zusammen mit dem Arbeitskolben gegenüber dem Zylindergehäuse um Ihre Längsachse verdrehen. Es liegt keine Verdrehsicherung vor.
• Durch die DE 34 27 124 A1 ist eine Halterung für beispielsweise einen Drehmeißel bekannt. Der eigentliche Drehmeißel wird in einem Werkzeughalter gehalten, wobei das Halten und Lösen des eigentlichen Drehmeißels in dem Werkzeughalter über eine Zugstange betätigt wird. Die Zugstange weist einen kreisrunden Querschnitt auf. Um eine Verdrehsicherung des eigentlichen Drehmeißels gegenüber dem Werkzeughalter zu erhalten, werden Keilflächen am Drehmeißel in einen Sitz gezogen, die zueinander korrespondierende polygonale Querschnitte aufweisen. Die Verdrehsicherung ist dabei nur bei vollständig eingespanntem Drehmeißel gegeben.
• Die DE 34 35 964 A1 zeigt einen Blockzylinder, bei dem die Kolbenstange einen elliptischen oder X-förmigen Querschnitt aufweist. Die Kolbenstange ist in einer Buchse geführt. Nachteilig bei Kolbenstangen mit elliptischem oder X-förmigem Querschnitt ist, daß sie je nach Belastungsrichtung eine unterschiedliche Biegesteifigkeit aufweisen.
• Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem (Aufgabe) zugrunde, einen einfach und damit kostengünstig herstellbaren Blockzylinder zu schaffen, der einerseits über eine Verdrehsicherung für die Kolbenstange verfügt und andererseits in alle Belastungsrichtungen über eine möglichst gleich bleibende Biegesteifigkeit verfügt.
• Zur Lösung dieses Problems (Aufgabe) ist der erfindungsgemäße Blockzylinder dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange einen Querschnitt aufweist, der dem eines regelmäßigen Polygons entspricht und daß die Führungsbuchse mit einer zentral, axial verlaufenden Ausnehmung versehen ist, deren Querschnitt dem des Polygons der Kolbenstange angepaßt ist.
• Erfindungsgemäß wird ein kreisrunder Kolben in einer kreisrunden Zylinderbohrung geführt. Die Zylinderbohrung läßt sich durch einfaches Bohren oder Drehen leicht und damit kostengünstig herstellen. Für die eigentliche Verdrehsicherung sorgt die Kolbenstange mit einem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Polygons und einer hierzu korrespondierenden Ausnehmung in der Führungsbuchse. Die als Polygon ausgebildete Kolbenstange weist in jede Richtung eine gleichmäßige Steifigkeit auf.
• Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf konstruktive Ausgestaltungen des Blockzylinders.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
• 1 einen Längsschnitt durch einen Blockzylinder mit den Erfindungsmerkmalen,
• 2 einen Querschnitt durch den Blockzylinder gemäß 1.
• Der Blockzylinder besteht aus einem Gehäuse 1, in dem eine zylindrische Bohrung 2 und eine Gewindebohrung 3 eingebracht sind. Die Gewindebohrung 3 ist unterteilt in den mit einem Innengewinde versehenen oberen Teil 3a und in einen sich zur Zylinderbohrung 2 hin verjüngenden Teil 3b. In der zylindrischen Bohrung 2 ist der Kolben 5 geführt. Dem Kolben 5 ist eine Kolbenstange 6 zugeordnet, deren Querschnitt der eines Polygons entspricht. Das Polygon ist hier dreiecksförmig dargestellt, es kann auch in Form eines Polygon-Vierecks oder Polygon-Fünfecks ausgebildet sein. Die Form der Kolbenstange 6 entspricht der Form eines regelmäßigen Polygons, bei dem alle Seiten und Winkel kongruent sind.
• Die polygonförmige Kolbenstange 6 ist in einer Führungsbuchse 7 geführt. Die Führungsbuchse 7 ist somit in ihrem Inneren dem Polygon angepaßt und weist Dichtungen 8 in Form von Abstreifern auf, die die Kolbenstange 6 gegen die Innenwandung der Führungsbuchse abdichten. Dazu sind in der Innenwandung der Führungsbuchse Nuten eingebracht, die dem Polygon-Querschnitt entsprechen und in die die Dichtungen einlegbar sind. Die Dichtungen 8 weisen hierbei die gleiche Polygon-Form wie Kolbenstange und Führungsbuchse auf. Eine zusätzliche Außenabdichtung 9 sichert das ganze auch noch nach außen ab.
• Die Führungsbuchse 7 ist mit einem Außengewinde 10 versehen, so daß diese in den Gewindeteil 3a der Gewindebohrung 3 einschraubbar ist. Die Führungsbuchse 7 wird unter großer Vorspannung eingeschraubt, wodurch eine zusätzliche Verdrehsicherung gegeben ist. Dementsprechend ist die Führungsbuchse 7 in ihrem unteren Teil 11 ebenfalls verjüngt, zur Einpassung in das Gehäuse 1. Die Kolbenstange 6 ist an ihrem herausragenden Ende 12 konisch ausgebildet zur besseren Aufnahme der Werkzeuge. Damit lassen sich Torsionsmomente besser übertragen und die Werkzeuge können in ihrer Winkelstellung leichter eingestellt werden. Die Konusausführung 12 ist jedoch nur eine der Möglichkeiten zur Werkzeugaufnahme. Jede andere Art zur Aufnahme der Werkzeuge ist hier anbringbar, wie Gewindebefestigung, Bohrungen mit Querstiften usw.
• Die in das Gehäuse 1 eingeschraubte Führungsbuchse 7 wird zweckmäßig festgesetzt, so daß ein unbeabsichtigtes Herausdrehen unmöglich ist. Dazu sind in der Führungsbuchse 7 drei Aussparungen 13 vorgesehen, die einmal dazu dienen, um die Führungsbuchse 7 in das Gehäuse fest eindrehen zu können und die zum anderen in mindest einer der Aussparungen durch eine Klemmvorrichtung 4 festsetzbar sind.
• Damit werden auf die Kolbenstange übertragene Torsionsmomente am Gehäuse 1 bereits abgefangen.
• Bei Bearbeitungsvorgängen ist es oft erforderlich die Stellung der Werkzeuge zu kennen und gegebenenfalls die Werkzeuge zu fixieren. Dazu dienen Magnetsensoren 14 die im Kolben eingebracht sind. Diese Magnetsensoren 14 machen somit jede Hubbewegung des Kolbens 5 mit und geben ein Signal ab, das der jeweiligen Kolbenstellung entspricht. Damit ist auch die Stellung der Werkzeuge erkennbar und diese lassen sich wirksam auf den jeweiligen Bearbeitungsvorgang einstellen. Kolben 5 und Kolbenstange 6 sind formschlüssig mit einander verbunden. Der Blockzylinder bildet somit insgesamt eine steife drehsichere Ausführung von Kolben und Kolbenstange, so daß auf die Kolbenstange aufgesetzte Werkzeuge exakt, drehsicher geführt sind und damit jegliche Arbeit verrichten können.

Claims (8)

1. Blockzylinder zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen auf einer Werkzeugmaschine oder auf einem Arbeitstisch mit: a) einem Gehäuse (1), in dem eine zylindrische Bohrung (2) in runder Ausführung eingebracht ist, b) einer die Bohrung (2) verschließenden Führungsbuchse (7), c) einem in der Bohrung (2) geführten Arbeitskolben (5) in runder Ausführung, d) einer dem Kolben (5) zugeordneten Kolbenstange (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) einen Querschnitt aufweist, der dem eines regelmäßigen Polygons entspricht und daß die Führungsbuchse (7) mit einer zentral, axial verlaufenden Ausnehmung versehen ist, deren Querschnitt dem des Polygons der Kolbenstange (6) angepaßt ist.
2. Blockzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (7) einen kreisförmigen Außendurchmesser aufweist, dessen oberer Teil (3a) mit einem Außengewinde versehen ist.
3. Blockzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) oberhalb der Bohrung (2) des Kolbenzylinders eine abgestufte zylindrische Bohrung (3) mit größerem Durchmesser aufweist und daß in den oberen erweiterten Teil (3a) ein dem Außengewinde der Führungsbuchse (7) angepaßtes Innengewinde eingebracht ist.
4. Blockzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Gehäuse (1) eingeschraubte Führungsbuchse (7) mit Aussparungen (13) versehen ist, in die eine Klemmvorrichtung (4) zur Festsetzung eingreift.
5. Blockzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Führungsbuchse (7) im Bereich der Kolbenstangendurchführung umlaufende Nuten eingebracht sind, in die Dichtungen (8) einbringbar sind, und daß die Dichtungen (8) und Nuten dem Polygon-Querschnitt angepaßt sind.
6. Blockzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (7) an ihrem oberen Austritt der Kolbenstange eine umlaufende dem Polygon angepaßte Aussparung aufweist, in die eine Außenabdichtung (9) eingebracht ist.
7. Blockzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) an ihrem freien aus dem Gehäuse austretenden Ende mit einem Konus (12) versehen ist.
8. Blockzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Kolbenstellung in den Kolben (5) Magnetsensoren (14) eingelassen sind, die in Abhängigkeit der Hubbewegung des Kolbens (5) ein der jeweiligen Kolbenstellung entsprechendes Signal abgeben.