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Hydraulische Einspannvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Einspannvorrichtung, insbesondere für schwere Werkzeugmaschinen.
Das Einspannen von Werkstücken bei. schweren Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänken und Karusselln, erfolgt meistens derart, dass auf der Planscheibe drei bzw. vier Spannbacken vorgesehen sind, die je nach dem Durchmesser des Werkstückes eingestellt werden können. Durch einen, in den Vierkant der Stellschraube einsteckbaren Schlüssel werden die Backen verstellt und der Spanndruck auf das Werkstück ausgeübt.
Um den notwendigen Druck der Spannbacken und somit das einwandfreie Einspannen des Werkstückes sicherzustellen, ist es notwendig, an dem Schlüssel eine verhältnismässig grosse Kraft auszuüben, oft auch mit einem verlängerten Schlüsselhebel, was in manchen Fällen ein einziger Arbeiter nicht zu bewältigen vermag. Die Spannbacken haben weiters nicht die notwendige Lebensdauer, da die zugehörigen Schrauben- gewinde einem starken Verschleiss unterliegen.
Um beim Einspannen von Werkstücken bei schweren Werkzeugmaschinen nicht grosse körperliche Kraft aufwenden zu müssen, wurden mechanische, aus Hebel- und Zahnradübersetzungen bestehende Einspannvorrichtungen vorgeschlagen. Diese Einrichtungen erfüllen jedoch nicht ganz die an sie gestellten Forderungen, da die zum einwandfreien Einspannen notwendige körperliche Kraft immer noch zu gross ist ; ein ausreichendes Übersetzungsverhältnis kann nämlich nicht erzielt werden, wenn die Einrichtung einfach und in entsprechenden Abmessungen ausgeführt werden soll. Die bisher vorgeschlagenen hydraulischen Einspannvorrichtungen haben keine Möglichkeit, Werkstücke von der Innenseite einzuspannen.
Durch die erfindungsgemässe hydraulische Einspannvorrichtung werden alle angeführten Nachteile beseitigt, und es wird das Einspannen der Werkstücke sowohl von der Innen - als auch von der Aussenseite bei geringem Kraftaufwand des die Maschine bedienenden Arbeiters ermöglicht.
Das Wesen der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass jeder fest in die Planscheibe eingebaute Druckzylinder mit zwei durch eine nicht drehbare und mittels einer Mutter verschiebbare Kolbenstange verbundenen Kolben von kleineren Durchmessern als die Druckzylinderbohrung und einem zwischen den beiden Kolben angeordneten freien, auf der Kolbenstange verschiebbaren Kolben versehen ist. Dabei greift ein Daumen eines radial in der Planscheibe beweglichen Trägers eines radial verstellbaren Halters der an diesem Halter durch eine Bewegungsschraube radial verschiebbaren Spannbacken in die Aussparung des freien Kolbens ein. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist der Druckzylinderdeckel im Druckzylinder axial einstellbar.
Der Daumen des angeführten Trägers kann als eine Gabel ausgeführt werden, die zwischen zwei auf der Kolbenstange verschiebbaren Kolben eingelegt ist.
In den Zeichnungen ist ein praktisches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, wobei Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Druckzylinder samt dem freien Kolben und der Spannbacke, Fig. 2 die Ansicht von oben auf einen Teil der Planscheibe, Fig. 3 den Querschnitt durch die Einspannvorrichtung und Fig. 4 eine andere Ausführungsart des freien Kolbens (aus zwei gleichen Teilen) darstellen.
In der Planscheibe 1 sind die hydraulischen Einspannelemente angeordnet. Jedes dieser Elemente ist mit einem Druckzylinder 2 versehen, der mittels eines Flansches an der Planscheibe 1 befestigt ist. Der Innenraum des Druckzylinders ist in zwei Kammern 3 und 4 durch einen freien Kolben 5 geteilt, in dessen Aussparung ein Daumen des Trägers 6 eingreift und in welchem die Kolbenstange 13 angeordnet ist.
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Mit dem Träger 6 ist der verstellbare Halter 7 der Spannbacke 15 fest verbunden. In die mit dem Druckmedium gefüllten Räume 3 und 4 dringen die Kolben 8 und 9 ein, die miteinander durch die Kolbenstange 13 verbunden sind, welche am Ende mit einem Gewinde versehen ist. Die Kolben 8 und 9 werden mittels diesen Gewinden und der drehbaren Mutter 10, die mit einem Vierkant versehen ist, betätigt.
Will man das Werkstück einspannen, so stellt man den am Träger 6 radial verstellbaren Halter 7 der Spannbacke 15 annähernd nach den Abmessungen des Werkstückes ein und spannt denselben durch Anziehen der Schrauben 12 am Träger 6 fest. Mittels der Schraube 14 spannt man nun das Werkstück mit einer solchen Kraft vor, die annähernd der Kraft einer an einem Schraubstock auszuübenden Kraft entspricht. Der Schlüssel wird dann in den Vierkant der Mutter 10 eingesteckt, und durch das Drehen der Mutter 10 an dem Gewinde der Kolbenstange 13, die verschiebbar, jedoch nicht drehbar ist, dringt der Kolben 8 in die Kammer 4 hinein, und der Druck in dieser Kammer wird gesteigert.
Der Druck wirkt auf den freien Kolben 5 ein, und da dieser eine grössere Fläche als der Kolben 8 aufweist, wird durch diese hydraulische Übersetzung eine grössere Kraft auf den freien Kolben 5, über den Träger 6, den Halter 7, die Spannbacke 15 auf das Werkstück ausgeübt, wodurch die nötige Einspannung des Werkstückes erzielt wird. DieSpannkraft wird durch Einstellen des Drehmomentes an dem Schlüssel erzielt. Zur anfänglichen Druckvorspannung in den Kammern 3 und 4 dient der einstellbare Deckel 11.
Das Einspannen eines z. B. ringförmigen Werkstückes von der Innenseite geht in ähnlicher Weise vor sich wie das soeben beschriebene Einspannen eines solchen Werkstückes von der Aussenseite. Die Spann-
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entgegengesetzten Sinne gedreht, so dass die Spannbacke 15 sich von. der Planscheibenmitte radial nach aussen bewegt, wodurch das Einspannen des Werkstückes von der Innenseite verwirklicht wird.
Fig. 4 stellt eine andere Ausführung des freien Kolbens 5 dar, derart. dass dieser in zwei selbständige Kolben16und 16'geteilt ist, die durch die Gabel 17 getrennt sind. Durch diese Ausführung selbständiger Kolben 16 und 16'gemäss Fig. 4 wird gewährleistet, dass beim Einspannen in einer Richtung, wo in der Kammer 4ein Überdruck und der in der Kammer 3 ein teilweiser Unterdruck vorherrschen, die Möglichkeit des Ansaugens von Luft ausgeschieden wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Einspannvorrichtung, insbesondere für schwere Werkzeugmaschinen mit gegenseitig unabhängig betätigten Spannbacken, dadurch gekennzeichnet, dass jeder fest in die Planscheibe (1) eingebaute Druckzylinder (2) mit zwei durch eine nicht drehbare und mittels einer Mutter (10) verschiebbare Kolbenstange (13) verbundenen Kolben (8,9) von kleineren Durchmessern als die Druckzylinderbohrung und einem zwischen den beiden Kolben angeordneten freien, auf der Kolbenstange verschiebbaren Kolben (5) versehen ist, wobei ein Daumen eines radial in der Planscheibe beweglichen Trägers (6) eines radial verstellbaren Halters (7) der an diesem Halter durch die Bewegungsschraube (14) radial verschiebbaren Spannbacke (15) in die Aussparung des freien Kolbens eingreift.