DE69114538T2 - Gas spring operated clamping element for various workpieces. - Google Patents
Gas spring operated clamping element for various workpieces.Info
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die unbewegliche Festlegung verschiedener Teile auf Grundplatten, Werkplatten, Arbeitstischen oder Werktischen oder auf allen anderen, analogen Unterlagen, bezüglich welcher irgendein Teil zeitweise ortsfest und unbeweglich gehalten werden soll.The present invention relates to the immobilization of various parts on base plates, worktops, work tables or workbenches or on any other analogous support with respect to which any part is to be kept temporarily stationary and immobile.
Was die bevorzugte Anwendungsweise angeht, betrifft die Erfindung die unbewegliche Festlegung von Werkstücken auf den Tischen von Werkzeugmaschinen.As regards the preferred application, the invention relates to the immobile fixing of workpieces on the tables of machine tools.
Die unbewegliche Festlegung von Teilen auf irgendeiner Unterlage findet im allgemeinen durch mechanische, unmittelbare oder mittelbare Einspannung statt.The immobilization of parts on any support generally takes place by mechanical, direct or indirect clamping.
Unter mittelbarer Einspannung muß man die Heranziehung eines Klemmteiles auf der Unterlage ansehen, in oder an dieses das unbeweglich festzulegende Teil einbzw. angepaßt ist.Indirect clamping must be understood as the use of a clamping part on the base, into which or to which the part to be fixed in an immovable manner is fitted or adapted.
Unter unmittelbarer Einspannung versteht man üblicherweise die unbewegliche Festlegung des Teiles selbst unmittelbar auf dem Tisch mittels Spannbrücken, die eine Wirkung des Festklemmens des Werkstücks auf der Unterlage ausüben.Direct clamping is usually understood to mean the immobilization of the part itself directly on the table by means of clamping bridges, which have the effect of clamping the workpiece to the base.
Die Erfindung betrifft die unmittelbare Einspannung.The invention relates to direct clamping.
Die Spannbrücken, die zum Sicherstellen einer unmittelbaren, unbeweglichen Festlegung eingesetzt werden, sind im allgemeinen mechanischer Art und weisen am häufigsten einen leistenartigen Verankerungsfuß auf, der imstande ist, in eine T-artige Nut schlüssig eingesetzt zu werden, die von der Unterlage dargeboten wird. Die mechanische Spannbrücke weist, vom Fuß nach oben ausgehend, eine Art Zugstrebe oder derlei auf, sogar einen Körper, der eine bewegliche Spannstange trägt, deren Lage durch eine Schrauben- oder Kniehebelsteuerung eingestellt werden kann.The tension bridges used to ensure an immediate, immovable fixation are generally mechanical and most often have a strip-like anchoring foot that can be inserted into a T-shaped groove provided by the base. The mechanical tension bridge has, from the foot upwards, a kind of tension strut or similar, even a body that supports a movable tension rod, the position of which can be adjusted by a screw or toggle lever control.
Die sperrende Festlegung des unbeweglich festzulegenden Werkstücks mittels einer Kniehebelvorrichtung ist unbefriedigend, weil der Andruck, der ausgeübt werden kann, verhältnismäßig schwach ist.The locking of the workpiece to be immobilized by means of a knee lever device is unsatisfactory because the pressure that can be exerted is relatively weak.
Eine Schraubensteuerung gestattet es, eine unbewegliche Festlegung sicherzustellen, die imstande ist, erhöhte Spannungen aufzunehmen, aber ihre verhältnismäßig lange Zeit der Inbetriebnahme gestattet keine Anpassung an Arbeitsfolgen mit erhöhten Eingriffsfrequenzen. Außerdem ist die Klemmkraft alleine abhängig von der von der Hand der Bedienungsperson ausgeübten Wirkung, und zwar derart, daß veränderliche Druckspannungen auftreten können, mit allen schädlichen Folgen, die einer zu schwachen oder zu starken Einklemmung zugeordnet sein können.A screw control makes it possible to ensure a fixed position capable of absorbing high tensions, but its relatively long start-up time does not allow adaptation to work sequences with high intervention frequencies. In addition, the clamping force depends solely on the action exerted by the operator's hand, so that variable compressive stresses can occur, with all the harmful consequences that can be associated with too weak or too strong clamping.
In allen Bereichen, wo die unbewegliche Festlegung eines Werkstücks sichergestellt sein muß, ist demnach das Bedürfnis erkennbar, eine Spannbrücke bereitzustellen, die beim Einspannen und Ausspannen rasch bedient werden kann, imstande ist, eine bekannte und konstante Klemmkraft auf das festzulegende Teil auszuüben, einen einfachen und robusten Aufbau hat und bei der die Betriebssicherheit gegeben ist.In all areas where the immovable fixation of a workpiece must be ensured, there is a need to provide a clamping bridge that can be operated quickly during clamping and unclamping, is capable of providing a known and constant clamping force on the part to be fixed, has a simple and robust structure and is safe to operate.
Um diesem Bedürfnis zu entsprechen, hat der Stand der Technik den Einsatz von Spannbrücken mit hydraulischer Steuerung vorgeschlagen. Man sollte diesbezüglich insbesondere die Patente US-A-4 504 046 und US-A-4 721 293 und das Patent DE-C-3 736 421 nennen, die jeweils in einem Tragekörper einen doppeltwirkenden, hydraulischen Kolben aufweisen, dessen Stange über einen Keil auf eine Rampe einwirkt, die die Betätigung einer Spannbacke steuert, die im Körper geführt ist.To meet this need, the state of the art has proposed the use of hydraulically controlled clamping bridges. In this regard, mention should be made in particular of patents US-A-4 504 046 and US-A-4 721 293 and of patent DE-C-3 736 421, each of which has a double-acting hydraulic piston in a support body, the rod of which acts via a wedge on a ramp which controls the operation of a clamping jaw guided in the body.
Solche Lösungen bieten gewiß eine wünschenswerte Entwicklung, die jedoch aus den folgenden Gründen noch nicht vollständig zufriedenstellend ist.Such solutions certainly represent a desirable development, but are not yet fully satisfactory for the following reasons.
Wenn die hydraulischen Spannbrücken eine höhere Wirkungsgeschwindigkeit als die mechanischer Spannbrücken besitzen, dann ist es erforderlich, daß sie ständig an zwei hydraulische Kreis angeschlossen sind, deren Abmessungen stets störend sind. Eine solche Abhängigkeit unterdrückt jede Möglichkeit zur selbständigen Nutzung.If hydraulic tension bridges have a higher speed of action than mechanical tension bridges, then they must be permanently connected to two hydraulic circuits, the dimensions of which are always disturbing. Such a dependency eliminates any possibility of independent use.
Die Bereitstellung eines hydraulischen Spanndruckes muß während dieser ganzen Phase aufrechterhalten werden, was einen gewissen Energieaufwand während einer Zeitdauer mit sich bringt, die äquivalent zu der der Spannphase ist.The provision of hydraulic clamping pressure must be maintained throughout this phase, which entails a certain energy expenditure during a period of time equivalent to that of the clamping phase.
Wenn man davon ausgeht, daß der hydraulische Spanndruck während längerer Zeitspannen aufgebracht wird, ist es notwendig, die Spannbrücke mit Bestandteilen hoher Qualität aufzubauen, die imstande sind, dauerhaft und verlustfrei der aufgebrachten Spannung zu widerstehen. Dieses Erfordernis erhöht gewiß die Herstellungskosten, aber auch die Unterhaltskosten solcher Spannbrücken.If it is assumed that the hydraulic clamping pressure is applied for longer periods of time, it is necessary to build the clamping bridge with high quality components that are able to withstand the applied tension permanently and without loss. This This requirement certainly increases the manufacturing costs, but also the maintenance costs of such tension bridges.
Es ist in gleicher Weise durch das Dokument EP 0 087 041 (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1) eine Spannbrücke bekannt, die einen Brückenkörper aufweist, der einen Zylinder umgrenzt und dazu eingerichtet ist, einen Verbindungs- und Verankerungsfuß zu umgrenzen. Die Spannbrücke weist in gleicher Weise einen Kolben auf, der im Zylinder sitzt, in welchem er zwei Kammern mit umgekehrt variablen Volumina abgrenzt, von denen die erste Kammer mit einer Feder versehen ist, die wirksam ist, den Kolben in einer Richtung zu versetzen, in der eine Klemm- Wirkung zwischen der Spannbacke und dem Fuß auftritt, während die zweite Kammer einem Stutzen zur Verbindung mit einem Umlauf zugeordnet ist, der imstande ist, in die genannte Kammer in gesteuerter Weise einen Strömungsmitteldruck abzugeben, der eine Kraft entwickelt, die größer ist als die, die durch die Feder erzeugt wird. Im übrigen weist die Spannbrücke eine Spannbacke zur Einklemmung auf, die teilweise dem Kolben zugeordnet ist.Likewise, from document EP 0 087 041 (corresponding to the preamble of claim 1) a clamping bridge is known which comprises a bridge body which defines a cylinder and is designed to define a connecting and anchoring foot. The clamping bridge also comprises a piston which is housed in the cylinder in which it defines two chambers with inversely variable volumes, the first chamber of which is provided with a spring which acts to displace the piston in a direction in which a clamping action occurs between the clamping jaw and the foot, while the second chamber is associated with a connection piece for connection to a circuit which is able to deliver, in a controlled manner, a fluid pressure into said chamber which develops a force which is greater than that generated by the spring. Furthermore, the clamping bridge has a clamping jaw for clamping, which is partially assigned to the piston.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Nachteile zu lösen, indem sie eine selbständige Spannbrücke vorschlägt, die in Form einer Grundbaugruppe ausgebildet ist, die der Funktion nach selbständig ist und an alle Anwendungsbereiche jedesmal dann angepaßt werden kann, wenn es notwendig ist, zeitweise das unbewegliche Festlegen irgendeines Werkstücks oder Gegenstandes auf einer Unterlage sicherzustellen.The present invention aims to solve the above drawbacks by proposing an independent clamping bridge, designed in the form of a basic assembly, which is functionally independent and can be adapted to all fields of application whenever it is necessary to ensure the temporary immobilization of any workpiece or object on a support.
Um die obigen Ziele zu erreichen, betrifft der Gegenstand der Erfindung eine selbständige Spannbrücke für diverse Werkstücke, die der Art nach folgende Merkmale aufweist:In order to achieve the above objectives, the subject of the invention relates to an independent clamping bridge for various workpieces, which has the following characteristics:
- einen Brückenkörper, der einen Zylinder umgrenzt,- a bridge body that encloses a cylinder,
- einen Verbindungs- und Verankerungsfuß, der vom Körper getragen ist,- a connecting and anchoring foot supported by the body,
- einen Kolben, der im Zylinder aufgenommen ist, in welchem er zwei Kammern mit umgekehrt veränderlichen Volumina begrenzt, wobei die erste Kammer mit Mitteln versehen ist, die wirksam sind, um den Kolben in der Richtung zu versetzen, bei welcher eine Spannwirkung zwischen einer Spannbacke und dem Fuß wirksam wird, während die zweite Kammer mit einem Stutzen zur Verbindung mit einem Umlauf verbunden ist, der imstande ist, in die genannte Kammer in gesteuerter Weise einen Strömungsmitteldruck abzugeben, der eine Kraft entwickelt, die größer ist als die, die durch die Mittel zum Versetzen des Kolbens erzeugt wird, die die erste Kammer ausstatten, und- a piston housed in the cylinder, in which it delimits two chambers with inversely variable volumes, the first chamber being provided with means effective to displace the piston in the direction in which a clamping action between a clamping jaw and the foot is effective, while the second chamber is connected to a connection piece for connection to a circuit capable of delivering, in a controlled manner, into said chamber a fluid pressure developing a force greater than that generated by the means for displacing the piston which equip the first chamber, and
- die Spannbacke ist teilweise dem Kolben zugeordnet.- the clamping jaw is partially assigned to the piston.
Gemäß der Erfindung ist die Spannbrücke dadurch gekennzeichnet, daßAccording to the invention, the tension bridge is characterized in that
- die Mittel zum Versetzen des Kolbens durch eine Menge unter Druck stehenden, gasförmigen Strömungsmittels gebildet sind, die in der ersten Kammer eingeschlossen ist, die in Form eines abgeschlossenen Volumens ausgebildet ist, und- the means for displacing the piston are formed by a quantity of pressurised gaseous fluid enclosed in the first chamber which is in the form of a closed volume, and
- daß die Spannbacke teilweise dem Kolben über ein keilartiges Steuersystem zugeordnet ist.- that the clamping jaw is partially associated with the piston via a wedge-like control system.
Verschiedene andere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung, die unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausgeführt ist, die beispielsweise Ausführungsformen des Gegenstands der Erfindung zeigen.Various other features will become apparent from the description given below with reference to the accompanying drawings which show, by way of example, embodiments of the subject matter of the invention.
Fig. 1 ist ein Aufriß eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spannbrücke.Fig. 1 is an elevational view of a first embodiment of the tension bridge according to the invention.
Fig. 2 ist eine Ansicht in Querrichtung, die längs der Linie II-II der Fig. 1 erfolgt.Fig. 2 is a transverse view taken along the line II-II of Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Aufriß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannbrücke.Fig. 3 is an elevational view of another embodiment of the tension bridge according to the invention.
Fig. 4 ist ein Aufriß einer anderen Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung.Fig. 4 is an elevational view of another embodiment of the subject invention.
Fig. 5 bis 7 sind Schnitte, die längs Linie V-V bis VII-VII der Fig. 4 jeweils vorgenommen sind.Fig. 5 to 7 are sections taken along lines V-V to VII-VII of Fig. 4, respectively.
Fig. 8 ist ein Teilschnitt, der längs Linie VIII-VIII in Fig. 7 vorgenommen ist.Fig. 8 is a partial section taken along line VIII-VIII in Fig. 7.
Fig. 9 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung, die die spezielle Ausbildung zweier Elemente zeigt, die das Beispiel gemäß Fig. 4 bis 8 bilden.Fig. 9 is an exploded perspective view showing the specific configuration of two elements constituting the example of Figs. 4 to 8.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer selbständigen Spannbrücke 1, die gemäß der Erfindung dazu ausgelegt wurde, um ein Werkstück 2 bezüglich einer Unterlage 3 unbeweglich festzulegen, die in Form eines Werkzeugmaschinentisches dargestellt ist. In herkömmlicher Weise weist ein solcher Tisch mit Abstand angeordnete Nuten 4 in Form eines umgedrehten T dar, die bezwecken, die Einstellung der Spannbrücke 1 sicherzustellen. Zu diesem Zweck weist die Spannbrücke 1 einen Körper 5 auf, der an seinem Unterteil unmittelbar einen leistenartigen Verbindungs- und Verankerungsfuß 6 bildet, um seinerseits in einer Nut 4 mit komplementärem Profil in Eingriff zu stehen.Figures 1 and 2 show a first embodiment of an independent clamping bridge 1 designed according to the invention to immobilize a workpiece 2 with respect to a support 3, which is in the form of a machine tool table. In a conventional manner, such a table has spaced-apart grooves 4 in the shape of an inverted T, which are intended to ensure the adjustment of the clamping bridge 1. For this purpose, the clamping bridge 1 has a body 5 which directly forms on its lower part a strip-like connecting and anchoring foot 6 in order to engage in a groove 4 with a complementary profile.
Der Körper 5 weist bevorzugt eine galgenförmige Formgebung auf und weist einen oberen Teil 7 auf, der sich auskragend vom Körper 5 aus und parallel zum Fuß 6 erstreckt. Der obere Teil 7 umgrenzt einen Zylinder 8, der insbesondere durch einen Stopfen 9 verschlossen ist, der abnehmbar ist oder nicht. Der Zylinder 8 steht durch seinen Boden mit einer konzentrischen Bohrung 10 in Verbindung, die in das Innere eines Blindsitzes 11 einmündet, der an der Fläche des Endteiles 7 offen ist, das in Richtung auf den Fuß 6 ausgerichtet ist.The body 5 preferably has a gallows-shaped configuration and has an upper part 7 which projects from the body 5 and extends parallel to the base 6. The upper part 7 defines a cylinder 8 closed in particular by a plug 9, which may or may not be removable. The cylinder 8 communicates through its bottom with a concentric bore 10 which opens into the interior of a blind seat 11 open on the surface of the end part 7 oriented towards the foot 6.
Der Zylinder 8 enthält einen Kolben 12, der im Inneren des Zylinders 8 zwei Kammern mit umgekehrt variablen Volumina 13 und 14 begrenzt. Der Kolben 12, der imstande ist, abgedichtet im Inneren des Zylinders 8 zu gleiten, ist durch eine Stange 15 verlängert, die abgedichtet in der Bohrung 10 gleitet. Die Stange 15 bildet an der Spitze einen Keil 16, der in den Sitz 11 hineinragt, um mit einer Rampe 17 zusammenzuwirken, die durch eine Klemmbacke 18 gebildet ist und imstande ist, im Sitz 11 zu gleiten. In diesem Beispiel steht die Gleitrichtung x-x' der Spannbacke 18 senkrecht zur Gleitrichtung y-y' des Kolbens 12. Die Spannbacke 18 steht bevorzugt ständig von der unteren Fläche 7a aus über und kann im Inneren des Sitzes 11 durch jedes geeignete technische Mittel gehalten werden, wie etwa eine Schulter, einen Sprengring oder sogar ein elastisches Rückstellelement, wie 18a.The cylinder 8 contains a piston 12 which delimits, inside the cylinder 8, two chambers with inversely variable volumes 13 and 14. The piston 12, which is able to slide in a sealed manner inside the cylinder 8, is extended by a rod 15 which slides in a sealed manner in the bore 10. The rod 15 forms, at its tip, a wedge 16 which projects into the seat 11 to cooperate with a ramp 17 formed by a clamping jaw 18 and able to slide in the seat 11. In this example, the sliding direction x-x' of the jaw 18 is perpendicular to the sliding direction y-y' of the piston 12. The jaw 18 preferably protrudes permanently from the lower surface 7a and can be held inside the seat 11 by any suitable technical means, such as a shoulder, a snap ring or even an elastic return element such as 18a.
Die Rampe 17 kann unmittelbar durch die Spannbacke 18 oder bevorzugt eine kugelige oder im wesentlichen halbzylindrische Kniegelenknuß 19 gebildet sein, die in einer komplementären Vertiefung angeordnet ist, die durch die Spannbacke 18 gebildet ist, um die Rampe 17 in Zusammenwirkung mit dem Keil 16 darzubieten.The ramp 17 can be formed directly by the clamping jaw 18 or preferably a spherical or substantially semi-cylindrical knee joint nut 19 arranged in a complementary recess formed by the clamping jaw 18 to present the ramp 17 in cooperation with the wedge 16.
Erfindungsgemäß bildet die Kammer 13 einen geschlossenen Hohlraum, in den eine Füllung aus bevorzugt gasförmigem Strömungsmittel unter Druck eingeschlossen ist, beispielsweise mittels eines Nippelventiles 20 eingeleitet, das eine Leitung 21 verschließt, die in die Kammer 13 einmündet.According to the invention, the chamber 13 forms a closed cavity into which a filling of preferably gaseous fluid is enclosed under pressure, for example introduced by means of a nipple valve 20, which closes a line 21 that opens into the chamber 13.
Die Kammer 14 des Zylinders 8 steht mit einer Leitung 22 in Verbindung, die außerhalb des Körpers 7 durch einen Verbindungsstutzen 23, bevorzugt einen Schnellanschluß, verlängert ist, der es gestattet, die Kammer 14 mit einem Umlauf 24 zu verbinden, der dazu eingerichtet ist, in gesteuerter Weise einen Strömungsmitteldruck, bevorzugt einen hydraulischen Druck, abzugeben, der in der Kammer 14 eine Gegenkraft bildet, die größer ist als jene, die in der Kammer 13 durch die Gasfüllung erzeugt ist.The chamber 14 of the cylinder 8 is connected to a line 22 which is extended outside the body 7 by a connecting piece 23, preferably a quick connector, which allows the chamber 14 to be connected to a circuit 24 which is designed to deliver in a controlled manner a fluid pressure, preferably a hydraulic pressure, which forms in the chamber 14 a counterforce which is greater than that generated in the chamber 13 by the gas filling.
Bevorzugt bildet die Rampe 17 bezüglich einer Ebene P-P', die senkrecht zur Achse x-x' liegt, einen Winkel α, der komplementär ist zum Winkel α', den der Keil 16 aufweist. Die Winkel α und α' sind der Art nach selbstsperrend, d.h. daß die Verschiebung des Kolbens 12 in Richtung des Pfeiles f&sub2; die Verschiebung der Spannbacke 18 im Verlauf der Einspannung in Richtung des Pfeiles f&sub1; erzeugt, ohne daß eine gegenseitig umgekehrte Wirkung eingreifen kann.Preferably, the ramp 17 forms an angle α with respect to a plane P-P' perpendicular to the axis x-x', which is complementary to the angle α' formed by the wedge 16. The angles α and α' are self-locking in nature, i.e. the displacement of the piston 12 in the direction of the arrow f2 causes the displacement of the clamping jaw 18 during the clamping in the direction of the arrow f1, without any mutually opposite effect being able to intervene.
Soweit diese Bedingung nicht beachtet ist, kann in der Kammer 13 ein elastisches Element 25 angeordnet werden kann, das auf Druck arbeitet und stets den Kolben 12 in Richtung des Pfeiles f&sub2; vorspannt.If this condition is not observed, an elastic element 25 can be arranged in the chamber 13, which works under pressure and always preloads the piston 12 in the direction of the arrow f₂.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Spannbrücke erfolgt auf die folgende Weise.The clamping bridge described above works as follows.
Wenn es zweckmäßig ist, das Werkstück 2 auf die Unterlage oder den Tisch 3 aufzusetzen, wird die Spannbrücke durch den Anschlußstutzen 23 mit der Quelle 24 verbunden, die in die Kammer 14 ein Strömungsmittel unter einem Druck einspeist, der höher ist als der Einschließdruck der Gasfüllung im Inneren der Kammer 13. Der Kolben 12 wird somit in der Richtung entgegen der des Pfeiles f&sub2; derart belastet, daß er unmittelbar oder mittelbar zum Freisetzen der Spannbacken 18 führen kann.If it is appropriate to place the workpiece 2 on the support or table 3, the clamping bridge is connected through the connecting piece 23 to the source 24, which supplies a fluid into the chamber 14 under a pressure which is higher than the confinement pressure of the gas filling inside the chamber 13. The piston 12 is thus loaded in the direction opposite to that of the arrow f₂ in such a way that it can lead directly or indirectly to the release of the clamping jaws 18.
Eine solche Phase findet bevorzugt nach dem passenden Einsetzen der Spannbrücke 1 auf dem Tisch 3 durch Zusammenwirkung zwischen dem Fuß 6 und mindestens einer der Nuten 4 statt.Such a phase preferably takes place after the clamping bridge 1 has been correctly inserted on the table 3 by interaction between the foot 6 and at least one of the grooves 4.
Wenn das Stück 2 in der geforderten Lage angesetzt wurde, dann wird die Strömungsmittelquelle 24 vom Anschlußstutzen 23 abgeklemmt, um den Druck freizusetzen, der in der Kammer 14 herrscht. Die in der Kammer 13 eingeschlossene Gasfüllung ruft nun die Verschiebung des Kolbens 12 in Richtung des Pfeiles f&sub2; hervor. Der Keil 16 wirkt auf die Rampe 17 ein, die die Backe 18 in Richtung des Pfeils f&sub1; derart drückt, daß eine Klemmwirkung zwischen der Spannbacke und dem Fuß 6 ausgeübt wird, um das Werkstück 2 zwischen dem Tisch 3 und der Spannbacke 18 einzuspannen.When the piece 2 has been placed in the required position, the fluid source 24 is disconnected from the connection piece 23 in order to release the pressure existing in the chamber 14. The gas charge enclosed in the chamber 13 now causes the displacement of the piston 12 in the direction of the arrow f2. The wedge 16 acts on the ramp 17 which pushes the jaw 18 in the direction of the arrow f1 in such a way as to exert a clamping action between the jaw and the foot 6 in order to clamp the workpiece 2 between the table 3 and the jaw 18.
Die Klemmwirkung wird durch die Spannbrücke 1 auf selbständige Weise aufgrund der Tatsache ausgeübt, daß die unter Druck stehende Strömungsmittelfüllung in der Kammer 13 eingeschlossen ist. Die unbewegliche Festlegung des Werkstückes 2 bleibt demnach wirksam, ohne daß man irgendeinen Eingriff der Betätigungsperson ausübt, noch daß der Anschluß an die Quelle 24 hergestellt ist.The clamping effect is exerted by the clamping bridge 1 in an independent manner due to the fact that the pressurized fluid filling is enclosed in the chamber 13. The immobilization of the workpiece 2 therefore remains effective without any intervention by the operator, nor without the connection to the source 24 being established.
Es ist zweckmäßig, zu vermerken, daß die erfindungsgemäße Spannbrücke einen selbstsperrenden Keil- und Rampenmechanismus aufweist, der es gestattet, eine relative Klemmkraft zu speichern, sogar dann, wenn der Gasdruck in der Kammer 13 versehentlich abfällt.It is useful to note that the clamping bridge according to the invention has a self-locking wedge and ramp mechanism which allows a relative clamping force to be stored even if the gas pressure in the chamber 13 accidentally drops.
Der Klemmechanismus mittels des Keiles 16 und der Spannbacke 18 führt zu einer steifen Einspannung, die in dem Fall einen bestimmten Vorteil bietet, in dem die unbewegliche Festlegung des Werkstücks 2 wesentlichen, dynamischen Relativkräften unterzogen werden muß, die sogar Schwingungen erzeugen.The clamping mechanism by means of the wedge 16 and the clamping jaw 18 results in a rigid clamping, which offers a particular advantage in the case in which the immobile fixation of the workpiece 2 must be subjected to significant, dynamic relative forces, which even generate vibrations.
Die zum Ausspannen erforderliche Energie, die durch die Quelle 24 geliefert wird, veranlaßt das Auftreten eines erhöhten Relativdruckes, der nur in der Phase des Ausspannens auf die Spannbacke aufgebracht wird.The energy required for unclamping, which is supplied by the source 24, causes the occurrence of an increased relative pressure which is only applied to the clamping jaw during the unclamping phase.
Außer der erreichten Energieeinsparung gestattet es diese Form der Wirkungsweise, den erhöhten Druck zu verringern, der für gewöhnlich erforderlich wäre, wenn die Spannbrücke durch Verbindung zwischen der Kammer 13 und der Quelle 24 dadurch wirksam würde, daß man etwas von der eingefüllten Gasfüllung austauscht.In addition to the energy saving achieved, this form of operation makes it possible to reduce the increased pressure that would normally be required if the tension bridge were to act by connecting the chamber 13 and the source 24 by replacing some of the gas charge.
Die Aufbringung des Ausspanndruckes findet in einer im allgemeinen sehr kurzen Zeit derart statt, daß die Spannbrücke nur sehr leicht durch diesen Druck belastet ist und demnach in einer zuverlässigen und robusten Weise ausgeführt werden kann, ohne daß man auf mobile Einrichtungsteile mit sehr hohem technischem Niveau zurückgreifen muß, sowie imstande ist, wirksam und dauerhaft beim Ausspanndruck zu arbeiten.The application of the release pressure takes place in a generally very short time in such a way that the clamping bridge is only very slightly loaded by this pressure and can therefore be designed in a reliable and robust manner without having to resort to mobile equipment with a very high technical level, and is able to work effectively and permanently under the release pressure.
Eine andere Ausführungsform ist durch Fig. 3 dargestellt, worin die Stange des Kolbens 15 durch den Keil 16 verlängert ist, der auf ein Spannsystem mittelbarer Art einwirkt. In diesem Beispiel wirkt der Keil 16 auf eine Spannbacke 18&sub1; innerhalb des Sitzes 11 ein, der durch einen möglichen Führungsstopfen 30 dieser Spannbacke verschlossen ist.Another embodiment is shown in Fig. 3, in which the rod of the piston 15 is extended by the wedge 16 which acts on a clamping system of an indirect type. In this example, the wedge 16 acts on a clamping jaw 18₁ inside the seat 11 which is closed by a possible guide plug 30 of this clamping jaw.
Eine Zugstange 31 befindet sich in Anlage auf der Spannbacke 18&sub1; gegenüber der Rampe 17. Die Zugstange durchsetzt frei die Spannbacke 18&sub1;, den Keil 16 durch eine Aussparung 32 und den Körper 5, der einen Absatz 33 aufweist, der die Spannbacke 18 des vorausgehenden Beispiels bildet, in Zuordnung zur Spannbacke 18&sub1;. Außerhalb des Körpers 5 weist die Zugstange einen Fuß 6 auf, der seinerseits mit einer Nut 4 zusammenwirkt. Die Auflage der Spannstange auf der Spannbacke 181 ist bevorzugt durch einen mit einem Gewinde versehenen Ansatz 34 sichergestellt, der es gestattet, die nutzbare Länge der Zugstange 31 einzustellen.A tie rod 31 is located in abutment on the clamping jaw 181 opposite the ramp 17. The tie rod freely passes through the clamping jaw 181, the wedge 16 through a recess 32 and the body 5, which has a shoulder 33 forming the clamping jaw 18 of the previous example, in association with the clamping jaw 181. Outside the body 5, the tie rod has a foot 6 which in turn cooperates with a groove 4. The support of the tie rod on the clamping jaw 181 is preferably ensured by a threaded projection 34 which allows the usable length of the tie rod 31 to be adjusted.
Die Wirkung des Festspannens des Werkstücks 2 auf der Unterlage 3 findet, wie schon vorher, durch Wirkung der Gasfüllung statt, die den Kolben in Richtung des Pfeiles f&sub2; drückt. Der Keil 16 wirkt auf die Rampe 17 ein, um die Spannbacke 18&sub1; anzuheben, die die Zugstange 31 mitnimmt, die durch den Fuß 6 in der Nut 4 festgelegt ist. Eine relative, abwärts gerichtete Verlagerung des Körpers 5 wird auf diese Weise mit Anwendung der ortsfesten Spannstange 33 beim Stück 2 erzeugt, das auf den Tisch 3 gepreßt wird.The effect of clamping the piece 2 on the support 3 takes place, as before, by the action of the gas filling which pushes the piston in the direction of the arrow f2. The wedge 16 acts on the ramp 17 to raise the clamping jaw 181, which drives the tie rod 31, which is fixed by the foot 6 in the groove 4. A relative downward displacement of the body 5 is thus produced by the use of the fixed tie rod 33 on the piece 2 which is pressed onto the table 3.
In diesem Beispiel ist der Keil 16 um einen Zapfen 36 verlängert, der geeignet ist, aus dem Körper 5 heraus überzustehen, um eine sichtbare Anzeige über den Zustand der hergestellten oder gelösten Spannwirkung der Spannbrücke zu bilden.In this example, the wedge 16 is extended by a pin 36 which is suitable for protruding from the body 5 in order to form a visible indication of the state of the clamping effect of the clamping bridge established or released.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung ist durch die Fig. 4 bis 9 dargestellt, in denen dieselben Bezugszeichen dieselben Bauelemente wie die bezeichnen, die schon vorher beschrieben wurden.A preferred embodiment of the subject matter of the invention is illustrated by Figs. 4 to 9, in which the same reference numerals designate the same components as those already described previously.
In diesem Beispiel ist die Spannbacke 18, deren allgemeine Anordnung senkrecht zur Achse y-y' verläuft, in Form eines massiven Stücks ausgebildet, das die Nase 41 bildet. Die Spannbacke 18 bildet entgegengesetzt zu einem Anlageabsatz 43 ein konvexes Profil 44, das mit einer komplementären Wand 11b des Sitzes 11 zusammenwirkt. Der Nase 41 entgegengesetzt, besitzt die Spannbacke 18 eine Kante 45 zur Anpassung an ein elastisches Element 46, das auf Zug wirksam ist und zum Mitnehmen der Spannbacke 18 in eine Rückzugslage bezüglich des Sitzes 11 belastet ist.In this example, the jaw 18, whose general arrangement is perpendicular to the axis y-y', is in the form of a solid piece forming the nose 41. The jaw 18 forms, opposite a bearing shoulder 43, a convex profile 44 which cooperates with a complementary wall 11b of the seat 11. Opposite the nose 41, the jaw 18 has an edge 45 for adaptation to an elastic element 46 which acts in tension and is loaded to drive the jaw 18 into a retracted position with respect to the seat 11.
Der Endteil der Spannbacke 18, der der Nase 41 entgegengesetzt ist, weist unter der Kante 45 zwei geneigte Rampen 47 und 48 auf, die unterschiedliche Ebenen entsprechend zweier zueinander senkrechter Steuerrichtungen senkrecht zur Achse x-x' einnehmen. Die Rampen 47 und 48 sind dazu bestimmt, mit zwei komplementären Rampen 49 bis 50 zusammenzuwirken, die durch den Keil 16 gebildet sind, der unmittelbar durch die Stange des Kolbens 12 oder durch ein unabhängiges Teil, wie etwa die Feder der Fig. 9, gebildet sein kann.The end part of the jaw 18 opposite the nose 41 has, under the edge 45, two inclined ramps 47 and 48 which occupy different planes corresponding to two mutually perpendicular control directions perpendicular to the axis x-x'. The ramps 47 and 48 are intended to cooperate with two complementary ramps 49 to 50 formed by the wedge 16, which can be formed directly by the rod of the piston 12 or by an independent part such as the spring of Fig. 9.
Unter der Wirkung der Füllung des Strömungsmittels, das die Kammer 13 einnimmt, wird der Kolben 12 in Richtung des Pfeiles f&sub2; derart versetzt, daß der Keil 16 zunächst durch die Rampe 49 zur Zusammenwirkung mit der Rampe 47 der Spannbacke 18 gelangt.Under the effect of the filling of the fluid that occupies the chamber 13, the piston 12 is displaced in the direction of the arrow f₂ in such a way that the wedge 16 initially passes through the ramp 49 to interact with the ramp 47 of the clamping jaw 18.
Wie es sich aus dem Vergleich der Fig. 7 und 8 ergibt, ruft die Verschiebung in Richtung des Pfeiles f&sub2; das Ausfahren der Nase 41 aus dem Körper 5 längs einer Richtung hervor, die senkrecht zur Achse y-y' verläuft. Als zweites veranlaßt die Zusammenwirkung der Rampe 50 mit der Rampe 48 die Spannbacke 18, gleichmäßig mit dem Verlauf ihres Ausfahrens zu kippen oder zu schwenken, durch Anlage auf dem Absatz 43 mit einer Führung, zusammen mit der Zusammenwirkung des Profils 44 mit der Wand 11b.As can be seen from comparing Figs. 7 and 8, the displacement in the direction of arrow f₂ causes the projection 41 of the nose 41 from the body 5 along a direction perpendicular to the axis yy'. Secondly, the cooperation of the ramp 50 with the ramp 48 causes the clamping jaw 18 to tilt or pivot uniformly with the course of its projection, by Installation on the step 43 with a guide, together with the interaction of the profile 44 with the wall 11b.
Die Wirkung des Kolbens 12 erzeugt somit in einem ersten Takt einen Ausfahrhub, der das Ausfahren der Nase 41 aus dem Körper 5 mit sich bringt, und dann nachfolgend durch Schwenk-/Kippbewegung das Einspannen des Werkstücks 2 zwischen der Nase 41 und der Unterlage oder dem Tisch 3.The action of the piston 12 thus produces an extension stroke in a first cycle, which causes the nose 41 to extend out of the body 5, and then subsequently clamps the workpiece 2 between the nose 41 and the base or table 3 by means of a pivoting/tilting movement.
Die Verschiebung der Spannbacke 18 findet, wie schon oben erwähnt, gegen die Wirkung des elastischen Organs 46 statt, das die Spannbacke in die Ausgangslage zurücknimmt, sobald der Kolben 12 in der Richtung, die zu der des Pfeiles f&sub1; umgekehrt ist, durch Anschluß der Kammer 14 an die Druckströmungsmittelquelle 24 angetrieben wird.The displacement of the jaw 18 takes place, as already mentioned above, against the action of the elastic member 46, which returns the jaw to its initial position as soon as the piston 12 is driven in the direction opposite to that of the arrow f₁ by connecting the chamber 14 to the pressurized fluid source 24.
In diesem Ausführungsbeispiel kann es vorgesehen sein, an den Körper 5 eine Handsteuerung 51 anzupassen, die es nötigenfalls gestattet, die Bewegung des Kolbens 12 in der Richtung, die zu der des Pfeiles f&sub2; umgekehrt ist, hervorzurufen.In this embodiment, it may be provided to adapt to the body 5 a manual control 51 which, if necessary, makes it possible to cause the movement of the piston 12 in the direction opposite to that of the arrow f2.
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