DE3818312A1

DE3818312A1 - Hydraulically actuated clamping element, in particular a clamping ring, for clamping tools or workpieces in position

Info

Publication number: DE3818312A1
Application number: DE3818312A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Heize
Original assignee: MARTIN SCHAAF HYDRAULIK SPANNT
Current assignee: MARTIN SCHAAF HYDRAULIK SPANNT
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1989-12-07
Also published as: DE8807036U1

Abstract

Hydraulically actuated clamping elements, such as clamping rings seated on a spindle on which the clamping ring is supported axially in one direction by thread, bayonet or supporting ring and annular grooves and in which an annular cylinder space for accommodating an annular piston or several cylinder bores, distributed concentrically about the axis of rotation, for accommodating pistons are made, the annular piston or the pistons exerting a clamping pressure on the tool or a workpiece through the admission of pressure medium, and in which a non-return valve for maintaining the clamping pressure at the annular piston or the pistons and a pressure-relief valve are provided in the pressure-medium feed, have the disadvantage that the clamping pressure drops in the event of the slightest leakage. This is ruled out according to the invention owing to the fact that an accumulator cylinder (26) with spring-pressure-loaded accumulator pistons (27) arranged in it is connected to the pressure-medium feed between non-return valve and annular piston (25) or piston (5). <IMAGE>

Description

Bei hydraulisch betätigten Spannelementen wird die zur Längung eines Zuggliedes und/oder zur Spannung einer im Kraftfluß angeordneten Feder von einer Kolben-Zylinder-Einheit oder mehreren aufgebrachte Spannkraft durch Nachstellen einer Gewindemutter oder durch Einfügen von Beilagen in den durch Längung des Zuggliedes und gegebenenfalls der gleichzeitigen Spannung einer Feder geschaffenen Spalt aufrechtzuerhalten, so daß der hydraulische Druck nur kurzzeitig zum Spannen und Lösen der Verbindung benötigt wird. Soweit solche Spannelemente zum Festspannen von Werkzeugen oder Werkstücken benutzt werden, die schnell und häufig gewechselt werden müssen, kann die für das Nachstellen und Lösen der Gewindemuttern bzw. das Ein- und Ausbringen der Beilagen benötigte Zeit ebenso nachteilig sein, wie es die mit der Handhabung der Muttern oder Beilagen verbundenen Umstände bei eingeschränkter Zugänglichkeit der Spannelemente sein können.In the case of hydraulically operated clamping elements, this is used to elongate one Tension member and / or for tensioning a spring arranged in the power flow of a piston-cylinder unit or several applied clamping forces by adjusting a threaded nut or by inserting inserts in by elongating the tension member and possibly the simultaneous Maintain tension of a spring created gap, so that the hydraulic pressure only for a short time to tighten and loosen the connection is needed. So much for such clamping elements for clamping tools or workpieces that are changed quickly and frequently the adjustment and loosening of the threaded nuts or inserting and removing the inserts also takes time be like those associated with handling the nuts or washers Circumstances with restricted accessibility of the clamping elements can be.

Um die vorerwähnten Nachteile zu beheben ist es bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 19 92 513, deutsche Patentschrift 33 11 078) den hydraulischen Druck aufrechtzuerhalten, so daß zusätzliche mechanische Spannmittel wie Gewindemuttern oder Beilagen entfallen können und die Betätigung der Spannelemente einfacher und schneller möglich ist. Die Dichtungen, die für die Kolben-Zylinder-Einheiten zur Verfügung stehen, schließen einen plötzlichen Druckabfall während des Betriebes aus. Dagegen ist ein allmählicher Druckabfall nicht absolut auszuschließen, so daß in Fällen erhöhter Sicherheitsanforderungen wieder auf zusätzliche mechanische Spannmittel zurückgegriffen werden muß und die damit verbundenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Dies wäre von besonderem Nachteil, wenn mehrere Kolben mit unterschiedlichem Stellweg benötigt werden, wie dies nach der deutschen Patentschrift 36 37 747 vorgesehen ist, denn es wäre mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, hier jedem Kolben ein eigenes mechanisches Spannmittel zuzuordnen.In order to remedy the aforementioned disadvantages, it is known (German Utility model 19 92 513, German patent 33 11 078) den maintain hydraulic pressure so that additional mechanical Clamping devices such as threaded nuts or inserts can be omitted and the Actuation of the clamping elements is easier and faster. The Seals available for the piston-cylinder units preclude a sudden drop in pressure during operation. In contrast, a gradual drop in pressure cannot be completely ruled out that in cases of increased security requirements back to additional mechanical clamping devices must be used and so associated disadvantages must be accepted. This would be from a particular disadvantage if several pistons with different travel are required, as is the case in German Patent 36 37 747 is planned because it would be particularly difficult to assign each piston its own mechanical clamping device.

Aufgabe der Erfindung ist es einen einmal in einem Spannelement aufgebauten Spanndruck mit größtmöglicher Sicherheit aufrechtzuerhalten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem Spannelement nach dem Anspruchs-Oberbegriff an die Druckmittelzufuhr zwischen Rückschlagventil und Ringkolben bzw.Kolben mindestens ein Speicher- Zylinder mit in diesem angeordneten, federdruckbelasteten Speicherkolben angeschlossen ist. Durch den Hub des Speicherkolbens im Speicher zylinder bzw. der mehreren Speicherkolben in den mehreren Speicherzylindern kann ein Volumen verfügbar gemacht werden, welches größer als ein möglicherweise zu erwartendes Leckagevolumen ist, so daß ein Druckabfall in den Spannelementen unter den erforderlichen Mindestdruck für eine sichere Einspannung des Werkzeugs oder Werkstücks ausgeschlossen werden kann.The object of the invention is once in a clamping element maintain the built-up clamping pressure with the greatest possible security. This is achieved according to the invention in that with a tensioning element according to the preamble to the pressure medium supply between Check valve and ring piston or piston at least one storage Cylinder with spring-loaded spring pistons arranged in it connected. By the stroke of the accumulator piston in the accumulator cylinder or the multiple storage pistons in the multiple A volume can be made available to storage cylinders is larger than a possibly expected leakage volume, so that a pressure drop in the clamping elements below the required Minimum pressure for a secure clamping of the tool or workpiece can be excluded.

Vorteilhaft ist es den einseitig geschlossenen, nur mit der Druckmittelzufuhr verbundenen Speicherzylinder gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in einer durch einen Deckel verschlossenen Bohrung größeren Durchmessers fortzusetzen, die zur Aufnahme der Druckfeder dient. Mittels des aufgesetzten Deckels läßt sich die Druckfeder gegen den Speicherkolben leicht vorspannen, so daß mit beginnendem Hub des Speicherkolbens der Unterwert und bei maximalem Hub des Speicherkolbens der Oberwert des Spanndruckes gegeben ist.It is advantageous for the one-sided closed, only with the Pressure medium supply connected storage cylinder according to another Feature of the invention in a hole closed by a lid larger diameter to continue to accommodate the compression spring serves. The compression spring can be counteracted by means of the attached cover preload the accumulator piston slightly so that when the stroke of the Accumulator piston the lower value and at maximum stroke of the accumulator piston the upper value of the clamping pressure is given.

Vorteilhaft ist es weiterhin, den Speicherkolben mit einer Stange zu verlängern, die die Druckfeder durchsetzt und in dem die Bohrung abschließenden Deckel geführt ist. Diese Ausbildung eröffnet die Möglichkeit, die Stange zum Speicherkolben gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einer Positionsanzeige zu verbinden oder als solche auszubilden und zur Leckagenanzeige vorzusehen, so daß als letzte Sicherheit eine unerwartete, das Speichervolumen übersteigende Leckage zur Anzeige gebracht werden und erforderlichenfalls ein Warnsignal auslösen kann.It is also advantageous to close the accumulator piston with a rod extend that penetrates the compression spring and in which the bore final cover is guided. This training opens the Possibility of connecting the rod to the accumulator piston according to another characteristic to connect the invention with a position indicator or as such train and provide for leakage indication, so that as the last Security an unexpected leak that exceeds the storage volume be displayed and, if necessary, a warning signal can trigger.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.The drawing shows two embodiments of the invention.

Fig. 1 zeigt in einer Stirnansicht eine Hälfte eines Spannringes, der in Fig. 1 shows a front view of one half of a clamping ring, which in

Fig. 2 in einem Schnitt nach der in Fig. 1 eingetragenen Linie II-II und in Fig. 2 in a section along the line II-II entered in Fig. 1 and in

Fig. 3 in einem Schnitt nach der Fig. 1 eingetragenen Linie III-III dargestellt ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 is shown in a section along the line III-III shown in FIG. 1.
The second embodiment is in

Fig. 4 in einer Stirnansicht einer Hälfte des Spannringes und in Fig. 4 in an end view of one half of the clamping ring and in

Fig. 5 in einem Schnitt nach der in Fig. 4 eingetragenen Linie V-V dargestellt. Fig. 5 shown in a section along the line VV shown in Fig. 4.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit 1 der Spannring bezeichnet, der mit einem Innengewinde 2 versehen ist. Der Ring 1 kann auf den Gewindeteil eines hier nicht dargestellten Zapfens beispielsweise einer Rollenrichtmaschine aufgeschraubt sein und zum Festspannen einer Richtrolle dienen, die auf den Zapfen aufgesetzt ist und sich an einer Schulter des Zapfens axial abstützt. Von einer Stirnseite des Ringes 1 ausgehend sind in den Ring 1 abgesetzte Bohrungen eingebracht, die in ihrem Teil größeren Durchmessers als Zylinderbohrungen 3 und in ihrem Teil geringeren Durchmessers als Führungsbohrung 4 zur Aufnahme von Kolben 5 mit Führungszapfen 6 dienen. An der dem Führungszapfen 6 abgewandten Seite sind die Kolben 5 mit Kolbenstangen 7 versehen, mit denen sie durch Bohrungen 8 in die Zylinderbohrungen 3 abschließenden Deckeln 9 aus deren Stirnfläche heraustreten. Jeder Kolben 5 mit seinem Führungszapfen 6 und seiner Kolbenstange 7 ist von einer absetzten Bohrung 10 durchbohrt. In Gewindebohrungen 11, die zentrisch zu den abgesetzten Bohrungen 3/4 in den Ring 1 eingebracht sind, sind Bolzen 12 eingeschraubt, die mit ihren Köpfen 13 Federn 14 abstützen, die zwischen den Köpfen 13 und den Absätzen 15 in den Bohrungen 10 der Kolben 5 eingespannt sind. Die Federn 14 halten die druckentlasteten Kolben 5 in ihrer Ausgangsstellung bzw. führen sie in diese zurück. Beaufschlagt werden die Kolben 5 in den Zylinderbohrungen 3 über Stichbohrungen 16, die die Zylinderräume 17 mit einem Ringkanal 18 verbinden, an den über ein nicht dargestelltes Rückschlagventil eine Druckmittelversorgung anschließbar ist. Ferner ist mit dem Ringkanal 18 ein nicht dargestelltes Druckentlastungsventil verbunden, über welches der Spannring durch Ablassen des Druckmittels wieder gelöst werden kann.In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, 1 is the tension ring, which is provided with an internal thread 2 . The ring 1 can be screwed onto the threaded part of a pin, not shown here, for example a roller straightening machine, and can be used to clamp a straightening roller which is placed on the pin and is axially supported on a shoulder of the pin. Offset holes are introduced from an end face of the ring 1 to the ring 1, the larger in their diameter portion as the cylinder bores 3 and reduced in their diameter portion as the guide hole 4 serve to hold piston 5 with guide pins. 6 On the side facing away from the guide pin 6 , the pistons 5 are provided with piston rods 7 , by means of which they emerge from their end face through holes 8 in the covers 9 closing the cylinder holes 3 . Each piston 5 with its guide pin 6 and its piston rod 7 is pierced by a stepped bore 10 . Bolts 12 are screwed into threaded bores 11 , which are introduced centrally into the offset bores 3/4 into the ring 1 , and their heads 13 support springs 14 between the heads 13 and the shoulders 15 in the bores 10 of the pistons 5 are clamped. The springs 14 hold the pressure-relieved pistons 5 in their starting position or guide them back into this. The pistons 5 are acted upon in the cylinder bores 3 via branch bores 16 , which connect the cylinder spaces 17 with an annular channel 18 , to which a pressure medium supply can be connected via a check valve (not shown). Furthermore, a pressure relief valve, not shown, is connected to the ring channel 18 , via which the clamping ring can be released again by releasing the pressure medium.

Anstelle der mehreren Kolben 5 ist bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen ein einziger Ringkolben 25 vorgesehen, wozu der mit einem Innengewinde 22 versehene Ring 21 mit einem Ringzylinder 23 versehen ist. Ein nicht dargestelltes Rückschlagventil und ein ebenfalls nicht dargestelltes Druckentlastungsventil sind unmittelbar an den Ringzylinder 23 zur Beaufschlagung des Ringkolbens 25 und zu dessen Entlastung angeschlossen.Instead of the plurality of pistons 5 , a single annular piston 25 is provided in the exemplary embodiments shown in FIGS . 4 and 5, for which purpose the ring 21 provided with an internal thread 22 is provided with an annular cylinder 23 . A check valve, not shown, and a pressure relief valve, also not shown, are connected directly to the ring cylinder 23 to act upon the ring piston 25 and to relieve it.

Erfindungswesentlich ist die den Ausführungsbeispielen gemeinsame Anordnung von Speicherzylindern 26, Speicherkolben 27 und die Speicherkolben 27 druckbelastenden Federn 28, wobei die Zylinderräume der Speicherzylinder 26 im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 durch Stichbohrungen 19 mit dem Ringkanal 18 und im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 durch Stichbohrungen 29 mit dem Zylinderraum des Ringzylinders 23 verbunden sind. Die Bohrungen der Speicherzylinder 26 gehen über in Bohrungen 30 größeren Durchmessers, die die Federn 28 aufnehmen und die durch Deckel 31 verschlossen sind. Jeder Deckel 31 ist mit einer Bohrung 32 und einer in die Bohrung 32 eingesetzten Büchse 33 versehen. Die Speicherkolben 27 sind von Stangen 34 verlängert, die die Federn 28 durchsetzen und mit Zapfen 35 in den Büchsen 33 der Deckel 31 geführt sind. Indem die Deckel 31 mittels der Schrauben 36 mit dem Ring 1 bzw. 21 verschraubt werden, werden die Federn 28 gespannt, wobei sich die Federn 28 an den Speicherkolben 27 und diese sich auf den Böden der Speicherzylinder 26 abstützen. Die so erzielte Vorspannung der Federn 28 entspricht dem bei dem minimalen Spanndruck auftretenden Flüssigkeitsdruck.Essential to the invention is the common arrangement of the storage cylinders 26 , storage pistons 27 and the storage pistons 27 pressure-loading springs 28 , the cylinder spaces of the storage cylinders 26 in the embodiment according to FIGS . 1 to 3 through tap holes 19 with the annular channel 18 and in the embodiment according to FIGS. 4 and 5 are connected to the cylinder space of the ring cylinder 23 by tap holes 29 . The bores of the storage cylinders 26 pass into bores 30 of larger diameter which accommodate the springs 28 and which are closed by covers 31 . Each cover 31 is provided with a bore 32 and a bush 33 inserted into the bore 32 . The accumulator pistons 27 are extended by rods 34 which pass through the springs 28 and are guided with pins 35 in the sleeves 33 of the cover 31 . By screwing the cover 31 to the ring 1 or 21 by means of the screws 36 , the springs 28 are tensioned, the springs 28 being supported on the accumulator pistons 27 and these being supported on the bottoms of the accumulator cylinders 26 . The preload of the springs 28 thus obtained corresponds to the fluid pressure occurring at the minimum clamping pressure.

Die Erfindung ist nicht an die Ausführungsbeispiele gebunden, sondern kann allgemein bei Spannelementen nicht nur solchen ringförmiger Ausbildung Anwendung finden.The invention is not tied to the exemplary embodiments, but rather can generally not only ring-shaped in clamping elements Training apply.

Claims

1.Hydraulically actuated clamping element, in particular a clamping ring with a seat on an axis on which it is axially supported in one direction by thread, bayonet or support ring and ring groove and in which an annular cylinder space for receiving an annular piston or several concentrically arranged around the axis of rotation is arranged Cylinder bores for receiving pistons are incorporated, the annular piston or pistons exerting or exerting a clamping pressure on a tool or a workpiece and a check valve in the pressure medium supply for maintaining the clamping pressure on the ring piston or the piston and A pressure relief valve is provided, characterized in that a storage cylinder ( 26 ) with spring pressure-loaded storage pistons ( 27 ) arranged therein is connected to the pressure medium supply between the check valve and the annular piston ( 25 ) or piston ( 5 ).

2. Clamping element according to claim 1, characterized in that the storage cylinder ( 26 ) which is closed on one side merges into a bore ( 30 ) of larger diameter for receiving the compression spring ( 28 ) which is closed by a cover ( 31 ).

3. Clamping element according to claim 2, characterized in that the storage piston ( 27 ) is extended with a rod ( 34 ) which passes through the compression spring ( 28 ) and in which the bore ( 30 ) closing cover ( 31 ) is guided.

4. Clamping element according to claim 3, characterized in that the rod ( 34 ) to the accumulator piston ( 27 ) is connected to a position indicator or is designed as such and is provided for leakage indication.