DE1300464B - Hydraulische Einspannvorrichtung - Google Patents

Description

Endlage durch ein in den Zylinder eingeleitetes 15 lung über zwischen Keilflächen verklemmte Kugeln Druckmittel die beiden Spannbacken einander genä- nicht als unbedingt zuverlässig angesehen werden. Es hert werden. Da hierbei der größte Hub des Kolbens
im Zylinder wesentlich kleiner als der Verstellbereich
der Spannbacken gegeneinander ist, hat man zur
Überbrückung dieser Längendifferenz eine der Spann- ao
backen mit einem Teil der hydraulischen Vorrichtung
über eine die Führungsstange bildende Schraubspindel verbunden. Mit deren Hilfe lassen sich die Spannbacken ohne Inanspruchnahme der hydraulischen
Druckvorrichtung so weit gegeneinander verstellen, 25
wie dies einerseits zum Anlegen der Backen an ein
von ihnen zu haltendes Werkstück und andererseits
zum Entfernen der Backen voneinander über eine
größere Strecke erforderlich ist. Bei den bekannten

Vorrichtungen dient mithin die hydraulische Druck- 30 merkmale der Erfindung.

Vorrichtung lediglich dazu, den nötigen Spanndruck Eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemä-

zwischen den Spannbacken und dem Werkstück aufzubringen, während die Leerverstellung der Backen
ausschließlich über die Schraubspindel erfolgt. Dies
ist umständlich und lästig und bedingt auch einen 35 feste Spannbacke 2 in einem Stück mit einem sich zu vergleichsweise hohen Arbeits- und Zeitaufwand. ihren beiden Seiten erstreckenden und lotrecht zu ih-

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- rer Spannfläche liegenden Zylinder 4 sowie eine diesteht darin, eine hydraulische Einspannvorrichtung ser festen Backe 2 zugekehrte bewegliche Spannder eingangs genannten Art zu schaffen, die die in- backe 6. Letztere geht in einen anderen Zylinder 8 folge der bisher benutzten Schraubspindeln bedingten 40 über, der im erstgenannten Zylinder 4 längsbeweglich Nachteile nicht mehr aufweist, sich vielmehr durch geführt ist. Die Bohrung des Zylinders 8 geht an iheine wesentlich einfachere und schnellere Einspannung auszeichnet. Das wird erfindungsgemäß dadurch

sehen einer geradlinigen Rohrführung und einer Schraubspindel vorzusehen. Bei derartigen Spannvorrichtungen ist jedoch zum Herstellen einer festen Verbindung zwischen der Geradführung und der den Spanndruck erzeugenden Schraube und für die dazu nötige Längsverschiebung der über Kugeln zu kuppelnden Teile gegeneinander ein gegenseitiges Verdrehen von Geradführung und Schraube, also ein besonderer Arbeitsgang erforderlich. Bei den beschrie- und die andere 10 benen Vorrichtungen geschieht die Kupplung durch hydraulischen Verklemmen der Kugeln zwischen den Begrenzungsflächen eines Keilspalts. Diese Art von Kugeigesperren beanspruchen die als Kupplungselemente dienenden Kugeln außergewöhnlich stark. Auch kann die Kupp

sind nämlich keineswegs besonders heftige Erschütterungen notwendig, um die Kugeln aus ihrem Klemmsitz zu lösen und die durch sie geschaffene Verbindung aufzuheben. Mit stärkeren Erschütterungen und dem Auftreten von Schwingungen muß aber beim Bearbeiten von in Einspannvorrichtungen eingespannten Werkstücken unbedingt gerechnet werden. Andererseits erfordert das Lösen der Kugeln aus einem wirklich festen Klemmsitz den Aufwand starker Kräfte, deren Aufbringung erhebliche Schwierigkeiten bereiten kann.

Die Gegenstände der Unteransprüche der Erfindung betreffen jeweils vorteilhafte Ausgestaltungs-

ßen Einspannvorrichtung ist in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt.

Die zwingenähnliche Spannvorrichtung besitzt eine

erreicht, daß die Führungsstange bei nicht druckbe-

rem der Spannbacke 6 zugewandten Ende in eine gleichachsige Öffnung geringen Durchmessers über, durch welche sich eine zylindrische Führungsstange 10

aufschlagtem Kolben in diesem axial frei verschiebbar 45 hindurch und über das hintere Ende des Zylinders 8 und bei Druckbeaufschlagung des Kolbens mit die- hinaus erstreckt. Das backenseitige Ende der Fühsem durch ein Gesperre verriegelbar ist. rungsstange besitzt ein Gewinde zum Aufschrauben

Auf diese Weise ist es möglich, bei abgeschalteter eines Bolzens oder einer Mutter 12, der oder die zuHydraulik die bewegliche Spannbacke gegenüber der sammen mit einem Bund 14 der Führungsstange 10 feststehenden Spannbacke von Hand mit geringstem 50 letztere in der Backe 6 festhält. Kraftaufwand in beiden Richtungen frei zu verschie- Eine mit einem Ringflansch 18 versehene Buchse

ben und bei Erreichen der Anlage beider Backen an
einem einzuspannenden Werkstück durch Auslösen
eines Ventils über das dann zuströmende Druckmittel
den nötigen Spanndruck zu erzeugen. Um den äugen- 55 in den Zylinder 4 eingeschraubt. Der an der anderen blicklichen Übergang von der Handverstellung zur Seite des Flansches 18 zum Gewindeteil 20 entgegenhydraulischen Verstellung der beweglichen Spann- gerichtete Teil 24 der Buchse 16 trägt ebenfalls ein backe in jeder beliebigen Stellung zu ermöglichen,
sieht die Erfindung also ein druckmittelgesteuertes
Gesperre vor, welches es erlaubt, in jeder der durch 60
Handverstellung geschaffenen Lage der beweglichen
Spannbacke eine feste Verbindung zwischen dieser
und dem Kolben herzustellen. Dies wird einzig und

16 liegt mit diesem Flansch an dem hinteren offenen Ende des Zylinders 4 an und ist mit einem sich an den Flansch 18 anschließenden Gewindeteil 20 bei 19

allein durch Zuführen des Druckmittels erreicht, das gleichzeitig auch den Spanndruck zwischen den 65 Spannbacken und dem Werkstück erzeugt.

Es ist bei rein mechanischen Einspannvorrichtungen bekanntgeworden, eine einfache Kupplung zwi-

Gewinde und hat den gleichen oder einen ähnlichen Außendurchmesser wie der Teil 20. Auf den Gewindeteil 24 der Buchse ist ein Zylinder 26 so weit aufgeschraubt, daß der Ringflansch 18 auch gegen diesen Zylinder 26 anliegt. Dieser ist hier mit einem Innenbund 28 versehen, der sich in derselben Radialebene befindet wie eine von ihm umgebene Ringnut 30 in der äußeren Mantelfläche des Gewindeteils 24. Hierdurch wird eine geschlossene Ringnut gebildet, in der ein Dichtungsring 32 aus Gummi od. dgl. zum Abdichten der Buchse 16 gegen den Zylinder 26

liegt. Die Innenseite der Buchse 16 enthält eine breite und flache ringförmige Ausnehmung 34, die an ihrer dem Zylinder 8 zugekehrten Seite in eine tiefere Nut 36 mit kreissegmentförmigem Querschnitt übergeht.

Ein zylindrischer hohler Kolben 38 mit einer im Zylinder 26 gleitenden größeren äußeren Mantelfläche 40 und einer in der Buchse 16 laufenden Mantelfläche 42 kleineren Durchmessers weist am Übergang zwischen diesen beiden Mantelflächen einen Bund 44 auf. Dieser Bund 44 dient zur Anlage des Kolbens 38 an der Stirnfläche des Buchsengewindeteils 24. Der zylindrische Kolben 38 ist ferner an seinen Umfang mit ringsum verteilten radialen Ausnehmungen 46 versehen, die mit der Nut 36 fluchten, wenn der Kolben 38 an der Buchse 16 anliegt. Der Zylinder 26 enthält eine zwischen der Stirnwand 50 des Zylinders 26 und dem Kolben 38 liegende Wendelfeder 48, so daß der Kolben 38 gegen die Buchse 16 gedrückt wird.

Die Führungsstange 10 erstreckt sich gleichachsig durch den Kolben 38 und durch eine mittlere Öffnung 52 in der Stirnwand 50. Der Innendurchmesser des Kolbens 38 ist derart bemessen, daß die Führungsstange 10 mit zwar nur geringem Spiel aber doch leicht im Kolben laufen kann. Die Führungsstange 10 besitzt in Längsrichtung mehrere nebeneinanderliegende Ringnuten 54 mit kreissegmentförmigem Querschnitt, die bei weit eingeschobener Führungsstange, d. h. bei gegenseitigem Anliegen der Backen 2, 6 der Spannvorrichtung vorzugsweise etwas vor der Nut 36 der Buchse 16 beginnen und sich in gewünschtem Ausmaß bis hinter die Zylinderstirnwand 50 erstrecken, so wie das aus der Zeichnung ersichtlich ist.

In den Ausnehmungen 46 des Kolbens 38 liegen Kugeln 56, z. B. Kugellagerkugeln, deren Durchmesser etwas geringer als der radiale Abstand zwischen dem Boden der Nut 36 und einer zwei Ringnuten 54 der Führungsstange voneinandertrennenden ringförmigen Fläche (Ringrippe) ist, was auch dem radialen Abstand zwischen dem Boden einer Ringnut 54 und dem Boden der breiten flachen Ausnehmung 34 entspricht.

Die äußere Mantelfläche 40 des Kolbens 38 besitzt eine durch einen Bund begrenzte absatzförmige Ringausnehmung 58. Der Zylinder 26 weist eine radial gerichtete Einlaßöffnung 60 auf, die sich im Bereich der Ringausnehmung 58 befindet, wenn der Kolben 38 an der Buchse 16 anliegt. Die Einlaßöffnung 60 dient zur Zufuhr eines Druckmittels zu dem durch die Ringausnehmung 58 gebildeten Druckmittelkanal und kann ein Innengewinde zur Aufnahme eines nicht dargestellten Schlauch- oder Rohranschlusses enthalten.

Die Abdichtung zwischen der inneren Wandung des Zylinders 26 und der äußeren Mantelfläche 40 des Kolbens 38 sowie zwischen der inneren Bohrungswandung der Buchse 16 und der anderen Mantelfläche 42 des Kolbens 38 wird durch zwei Dichtungsringe 62 bzw. 64 aus Gummi od. dgl. bewirkt. Diese Dichtungsringe 62, 64 befinden sich in je einer Ringnut des Kolbens bzw. des Zylinders. Die Entfernung zwischen den beiden Rändern zweier benachbarter Ringnuten 54 beträgt vorzugsweise einen Bruchteil des Durchmessers der Kugeln 56.

Die obenbeschriebene Spannvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Man legt das Werkstück zwischen die beiden Spannbacken 2 und 6 und verschiebt die bewegliche Backe 6 mit der Hand so weit, bis diese mit dem Werkstück in Berührung gelangt. Dann wird Druckmittel, beispielsweise Drucköl, durch die Einlaßöffnung 60 zugeführt, so daß der Kolben 38 durch den Flüssigkeitsdruck nach links verschoben wird. Hierbei werden die in den Ausnehmungen 46 der Kolbenwand untergebrachten Kugeln 56 aus der tieferen Nut 36 heraus in die ringförmige breitere und flachere Ausnehmung 34 gedrückt, wodurch die Kugeln 56 mit der am nächsten liegenden Ringnut 54 in Eingriff kommen und dadurch die Führungsstange mit dem Kolben 38 kuppeln. Die Führungsstange wird also mit dem Kolben 38 verbunden und gegen ihn verriegelt, so daß sie bei der Bewegung des Kolbens 38 nach links unter Zusammendrücken der Druckfeder 48 mitgenommen wird. Die auf das Werkstück ausgeübte Einspannkraft wird hierbei natürlich durch den Druck des Druckmittels bestimmt. Die Ringnuten 54 in der Führungsstange 10 können beispielsweise durch Reihen sphärischer Vertiefungen auf der Führungsstange 10 ersetzt werden. Die Nut und Vertiefung 34 der Buchse 16 brauchen ebenfalls nicht die dargestellte Form aufzuweisen, sondern können wie es bei der Führungsstange der Fall sein kann, in Umfangsrichtung begrenzt sein.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Einspannvorrichtung mit einer festen Spannbacke und einer gegenüber dieser beweglichen Spannbacke, die mit einem durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben über eine sich gleichachsig durch diesen hindurch erstreckende Führungsstange verbindbar ist, d a durchgekennzeichnet, daß die Führungsstange (10) bei nicht druckbeaufschlagtem Kolben (38) in diesem axial frei verschiebbar und bei Druckbeaufschlagung des Kolbens (38) mit diesem durch ein Gesperre (46, 54, 56) verriegelbar ist.

2. Hydraulische Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre mindestens eine in einer radialen Ausnehmung (46) des Kolbens (38) liegende Kugel (56) aufweist, die bei Druckbeaufschlagung des Kolbens (38) mit einer der in Längsrichtung der Führungsstange (10) mit Abstand voneinander in der Führungsstange (10) befindlichen Ringnuten (54) in Eingriff gelangt.

3. Hydraulische Einspannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel oder Kugeln (56) des Gesperres außerdem teilweise in einer in der den Kolben (38) umgebenden Buchse (16) befindlichen Ausnehmung liegen, die bei nicht druckbeaufschlagtem Kolben (38) mit einem tieferen Teil (36) und bei druckbeaufschlagtem Kolben (38) mit einem flacheren Teil (34) der Kolbenausnehmung (46) gegenüberliegt.

4. Hydraulische Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (38) in seiner durch Druckmittel unbeeinflußten Ruhestellung durch eine zwischen ihm und einer Stirnwand (50) eines ihn (38) umgebenden Zylinders (26) angeordnete Feder (48) gegen einen als Anschlag dienenden Gewindeteil (24) der Buchse (16) gedrückt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen