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Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine Spannvorrichtung, mit einem Spannglied, welches durch einen in einem Zylinder, insbesondere Pneumatikzylinder, verschiebbaren, vom Spannglied entkuppelbaren und von einer mit dem Spannglied verbundenen Stange durchsetzten Antriebskolben über einen Anstellhub unmittelbar und über einen Arbeitshub durch ein mechanisches Übersetzungsgetriebe mit grösserer Kraft angetrieben wird, wobei am Ende des Arbeitsraumes des Zylinders ein Deckel vorgesehen ist.
Derartige Stellvorrichtungen sind aus der AT-PS Nr. 321677 und aus der AT-PS Nr. 326976 bekannt. Hiebei weist das Obersetzungsgetriebe am Spannglied gelagerte winkelförmige Schwenkhebel mit einem Abstützteil und einem Führungsteil auf, welche vorzugweise Rollen tragen, wobei der Abstützteil über den Abstellhub am Zylinder geführt ist und mit dem Antriebskolben eine mit dem Zylinder gleichachsig angeordnete, an der Stange gleitende Hülse verbunden ist, deren äussere Oberfläche entgegen der Hubrichtung ansteigende Keil- oder Konusflächen aufweist, welche mit dem Führungsteil der Schwenkhebel zusammenwirken, und wobei am Zylinder eine quer zur Zylinderachse liegende Stützfläche vorgesehen ist, gegen welche die Abstützteile der Schwenkhebel während des Arbeitshubes gedrückt werden.
Die Stützfläche kann eine Begrenzungsfläche eines ringförmigen Eintauchraumes des Zylinders bilden, in welchen die Abstützteile der Schwenkhebel zu Beginn des Arbeitshubes eintreten, oder es kann ein die Stützfläche aufweisender Teil getrennt von den übrigen Begrenzungswänden des Eintauchraumes ausgebildet und starr mit diesem verbunden sein. Der ringförmige Eintauchraum ist an der der Stützfläche abgewendeten Seite durch einen ringförmigen Wandteil abgeschlossen, der gegenüber dem Spannglied abgedichtet sein kann. Ober einen Druckmittelanschluss kann in den Eintauchraum Druckmittel zum Bewirken des Rückhubes des Antriebskolbens eingeleitet werden.
Die Gestalt der Stützfläche ist entscheidend für den Verlauf von Kraft und Weg in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck beim Arbeitshub und im Falle der Austauschbarkeit der Stützflächen besteht die Möglichkeit, die Spannvorrichtung den jeweiligen Erfordernissen anzupassen.
Der Rückhub des Antriebskolbens und des Spanngliedes erfolgt bei den bekannten Konstruktionen ebenso wie der Anstellhub stets über die durch die Länge des Zylinders gegeben volle Höhe. Zur Vermeidung einer Beschädigung der Rollen und der Anlenkstellen des Übersetzungsgetriebes am Ende des Rückhubes wurde bereits vorgeschlagen, am freien Ende der Stange und bzw. oder an der Innenseite des den Zylinder abschliessenden Deckels eine stossdämpfende Vorrichtung vorzusehen.
Dabei blieb aber unberücksichtigt, dass die hohe Endgeschwindigkeit der bewegten Teile am Ende des Rückhubes eine Folge der Beschleunigung derselben über eine verhältnismässig lange Wegstrecke, nämlich den Anstellhub, ist. welcher Weg für den normalen Betrieb der Spannvorrichtung häufig gar nicht erforderlich oder erwünscht ist und welche Betriebsweise einen unnötig grossen Verbrauch an Druckmittel mit sich bringt.
Die Erfindung zielt darauf ab. diese Nachteile zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, dass bei einer Stellvorrichtung der eingangs angegebenen Art im Arbeitsraum des Zylinders in einstellbarem Abstand von seinem Deckel ein Anschlag oder Stossdämpfer für das Ende der den Antriebskolben durchsetzenden Stange angeordnet und mit dem Deckel verbunden ist. Durch diese Massnahme kann die Grösse des Anstellhubes den jeweiligen Betriebserfordernissen der Spannvorrichtung angepasst werden und es kann, falls erforderlich, der Anstellhub sogar völlig unterbunden und nur der Arbeitshub ganz oder teilweise ausgenutzt werden.
Dadurch wird der Druckmittelverbrauch gesenkt und die Beschleunigung des Antriebskolbens und des Spanngliedes beim Rückhub über eine kürzere Wegstrecke hat eine geringere Endgeschwindigkeit dieser bewegten Teile zur Folge, so dass die Stossbelastung am Ende des Rückhubes geringer ist und durch die Ausbildung des Anschlags oder Stossdämpfers auf für die bewegten Teile unschädliche Weise gedämpft wird.
Zweckmässig ist die Ausbildung so getroffen, dass der Anschlag oder Stossdämpfer an einer Gewindespindel befestigt ist, die in ein Muttergewinde des Deckels eingeschraubt ist, und dass ausserhalb des Deckels eine Kontramutter auf die Gewindespindel aufgeschraubt ist. Dies ermöglicht eine stufenlose und sicherbare Einstellung der Lage des Anschlags oder Stossdämpfers im Zylinder.
Wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung der Anschlag oder Stossdämpfer als eine den Zylinder abdichtende Scheibe ausgebildet ist, ergibt dies einerseits eine besonders gute Führungsund Lagesicherung des Anschlags oder Stossdämpfers im Zylinder und anderseits die ökonomischeste
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mengenmässige Ausnutzung des Druckmittels, da nur der tatsächlich gebrauchte Hubraum mit Druckmittel gefüllt zu werden braucht. Der am Ende des Arbeitsraumes des Zylinders vorgesehene Deckel dient hiebei im wesentlichen als Halterung für den Anschlag oder Stossdämpfer und braucht nicht in abdichtender Weise mit dem Zylinder verbunden zu sein.
Die Zuführung des Druckmediums, insbesondere Druckluft, erfolgt zweckmässig in der Weise, dass die Gewindespindel wenigstens eine achsparallele Bohrung aufweist.
Eine besonders einfache und dennoch wirksame Ausführung ergibt sich, wenn gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wenigstens die dem Ende der Stange zugewendete Seite des Anschlags oder Stossdämpfers aus einem Material mit hohem dynamischen Arbeitsaufnahmevermögen, z. B. aus Polyamid, Polyacetal, Polyolefin oder einem Elastomeren, besteht.
Alternativ kann an der dem Ende der Stange zugewendeten Seite des Anschlags oder Stossdämpfers ein in diesem mittels einer Feder abgestützter Anschlagstempel angeordnet sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass in einer von der dem Ende der Stange zugewendeten Seite des Anschlags oder Stossdämpfers ausgehenden zylindrischen Bohrung ein Anschlagstempel gleitet und dass die zur Zuführung des Druckmediums in den Arbeitsraum dienende Bohrung an der zylindrischen Bohrung seitlich vorbeigeführt ist. Die als Zylinder für den Anschlagstempel wirkende Bohrung kann abgeschlossen und zur Bildung eines Stossdämpfers mit Gas und bzw. oder Flüssigkeit gefüllt sein, es können aber auch Leitungen daran angeschlossen sein, über welche das gleiche Druckmedium wie für den Antriebskolben in gesteuerter Weise zu- und abgeführt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Stellvorrichtung, Fig. 2 eine ähnliche Ausführungsform bei drei verschiedenen Einstellungen des Anschlags oder Stossdämpfers, Fig. 3 eine Stellvorrichtung mit einer abgewandelten Ausführungsform des Anschlags oder Stossdämpfers und Fig. 4 eine Stellvorrichtung mit einer weiteren Ausführungsform des Anschlags oder Stossdämpfers.
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schiebbar angeordneten Antriebskolben --2-- auf, auf den durch Einleiten von Druckluft in einen Arbeitsraum --3-- des Zylinders --1-- eine Kraft ausgeübt werden kann. Der Antriebskolben - dient zum Bewegen bzw. Übertragen einer Kraft auf ein Spannglied --4--, das mit einer Stange --5-- verbunden ist, welche den Antriebskolben --2-- durchsetzt.
Zur Bildung eines Übersetzungsgetriebes sitzen an Lagerzapfen --6-- des Spanngliedes - 4-- winkelförmige Schwenkhebel --7-- mit Rollen --8--, die mit einer Konusfläche --9-- einer mit dem Antriebskolben --2-- verbundene Hülse --10-- zusammenwirken. und mit Rollen --11--, die mit der Lauffläche des Zylinders-l-bzw. mit einer Stützfläche --12-- zusammenwirken. Die Rollen --8-- bilden Führungsteile an den Schwenkhebeln --7-- und die Rollen --11-- bilden Abstützteile.
Am Ende des Arbeitsraumes --3-- des Zylinders --1-- ist ein Deckel --13-- vorgesehen. der aus Stahlguss bestehen kann. Zwischen dem Antriebskolben --2-- und dem Deckel --13-- befindet sich im Arbeitsraum --3-- des Zylinders --1-- ein kolbenartig ausgeführter Anschlag oder Stossdämpfer Der Anschlag oder Stossdämpfer --14-- ist mit einer Gewindespindel --15-- verbunden, die in ein entsprechendes Muttergewinde des Deckels --13-- eingeschraubt ist. Ausserhalb des Deckels --13-- ist eine Kontrarnutter --16-- auf die Gewindespindel --15-- aufgeschraubt.
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--14-- anspindel --15-- leicht drehen und es kann dann der Anschlag oder Stossdämpfer --14-- aus der mit vollen Linien gezeichneten Lage beispielsweise in die strichliert angedeutete Lage --14a-gebracht werden.
Die Gewindespindel --15-- weist eine axiale Bohrung --17-- zur Zu- und Abführung von Druckluft in den bzw. aus dem Arbeitsraum --3-- des Zylinders --1-- auf. In einer Umfangsnut des Anschlags oder Stossdämpfers --14-- ist ein am Zylinder-l-anliegender Dichtungs- ring --18-- vorgesehen. wodurch der Arbeitsraum --3-- im Zylinder --1-- auf den Bereich zwischen dem Antriebskolben --3-- und dem Anschlag oder Stossdämpfer --14-- begrenzt ist.
Zur Befestigung der Stellvorrichtung an einem Teil einer Maschine dient ein die Stützfläche - 12-tragender Basisteil-19-, der einen Eintauchraum --20-- für die Abstützteile der Schwenkhebel --7-- aufweist. Das Spannglied --4-- ist durch eine am Basisteil --19-- vorgesehene Dichtungs-
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anordnung --21-- hindurchgeführt und der Basisteil ist mit einem Anschlussnippel --22-- für Druckluft versehen, so dass zum Bewirken des Rückhubes des Antriebskolbens --2-- auch der in den Zeichnungen unterhalb dieses Kolbens gelegene Zylinderraum unter Druck gesetzt werden kann.
Um beim Hochfahren des Antriebskolbens --2-- entlang der Stange --5-- den Kraftschluss mit der Stange weich einzuleiten, ist am Kopf der Stange --5-- eine Pufferscheibe --23-- mit einem Paket von Tellerfedern --24-- vorgesehen.
In der Ausgangsstellung liegt der Antriebskolben --2-- an der Pufferscheibe --23-- an und das untere Ende der Konusfläche --9-- berührt die den Führungsteil der Schwenkhebel --7-bildenden Rollen Wenn durch die Bohrung --17-- Druckluft in den Arbeitsraum --3-- des Zylinders-l-eingeleitet wird. bewegt sich der Antriebskolben --2-- abwärts und nimmt dabei das Spannglied --4-- und die Stange --5-- über die Rollen --8-- und die Schwenkhebel --7-- mit der auf ihn ausgeübten Kraft und gleicher Geschwindigkeit mit, solange die von den Rollen - gebildeten Abstützteile der Schwenkhebel --7-- an der Lauffläche des Zylinders --1-entlangrollen und nicht auswärts ausweichen können. Dies ist der Anstellhub.
Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Antriebskolbens --2-- gelangen die Rollen --11-- an den gekrümmten Bereich der Stützfläche --12-- und unter dem Einfluss der vom unteren Rand der Konusfläche --9-- auf die Rollen --8-- ausgeübten Kraft werden im Zusammenwirken mit der vom Spannglied --4-- ausgeübten Reaktionskraft die Schwenkhebel --7-- auswärts in den Eintauchraum - geschwenkt, wobei die Rollen --8-- auf die Konusfläche --9-- auflaufen. Dies ist der Arbeitshub.
Während des Arbeitshubes ist der vom Spannglied --4-- zurückgelegte Weg viel kleiner als der vom Antriebskolben --2-- zurückgelegte Weg, jedoch beträgt dank der durch die Schwenkhebel - bewirkten Übersetzung die vom Spannglied --4-- ausübbare Kraft ein Vielfaches der vom Antriebskolben --2-- aufgebrachten Kraft.
Beim Rückhub schnellt der Antriebskolben --2-- hoch und stösst zunächst gegen die am Kopf der Stange-S-mittels der Tellerfedern --24-- nachgiebig angeordnete Pufferscheibe --23--, über die das Spannglied --4-- mit den Schwenkhebeln --7-- mitgenommen wird, welche infolge des Abrollens der Rollen --11-- an der Stützfläche --12-- einwärtsgeschwenkt werden. Bei ungedämpftem Anstossen der nun gemeinsam mit dem Antriebskolben --2-- weiter hochfahrenden Stange --5-- am Deckel des Zylinders bestünde die Gefahr, dass die Rollen oder die Anlenkstellen des Übersetzungsgetriebes in ungedämpfte Kollision mit dem Ende der mit dem Antriebskolben --2-- verbundenen Konusfläche --9- gelangen, wodurch Beschädigungen möglich sind.
Eine stossdämpfende Ausbildung des Deckels --13-- selbst ist nicht immer möglich bzw. nicht erwünscht, da man diesen von aussen zugänglichen Bauteil im allgemeinen lieber aus einem robusten Material, wie Stahlguss, herstellt. Zur Abhilfe ist gemäss der Erfindung der Anschlag oder Stossdämpfer --14-- in das Innere des Zylinders --1-- verlegt, wodurch sich nebenbei noch die Möglichkeit ergibt, den Anstellhub stufenlos einstellen zu können. Die einfachste Ausführung des Anschlags oder Stossdämpfers - ohne mechanisch bewegte Teile ergibt sich durch die Wahl eines Materials mit einem hohen dynamischen Arbeitsaufnahmevermögen für dieses Element, welches dadurch stoss- und schwingungsdämpfend ist. Als Materialien kommen hiefür Polyamid, Polyacetal. Polyolefine und Elastomeren in Frage.
Die vom Anschlag oder Stossdämpfer --14-- über die Gewindespindel --15-- auf den Deckel - 13-- ausgeübten Kräfte werden bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 nicht über den Mantel des Zylinders --1-- auf den Basisteil übertragen, sondern es ist hiefür eine Anzahl über den Zylinderumfang verteilt angeordneter Zuganker --25-- vorgesehen, welche durch Bohrungen des Deckels --13-- reichen, mit Köpfen oben an diesem anliegen und mit ihrem anderen Ende in den Basisteil eingeschraubt sind.
Die Konstruktion der in Fig. 2 dargestellten Stellvorrichtung ähnelt weitgehend derjenigen gemäss Fig. 1. Da hier aber der Mantel des Zylinders-l-eine grössere Wandstärke aufweist, eignet er sich zum Übertragen von axialen Kräften, so dass die Zuganker --25-- von Fig.1 entfallen können und der Deckel --13-- mittels Schrauben --26-- am Zylinder --1-- befestigt ist. In Fig. 2 sind drei verschiedene Einstellungen des Anschlags oder Stossdämpfers --14-- gezeigt.
In Fig. 2a hat der Anstellhub den grösstmöglichen Wert s. und der Arbeitshub beträgt t.. In Fig. 2b hat der Anstellhub den sehr kleinen Wert s2, während der Arbeitshub unverändert t1
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ein gesonderter Anstellhub nicht mehr vorhanden und der Arbeitshub ist auf einen Wert t2 einge- stellt, der kleiner ist als der normale Wert t1. Die Stange --5-- befindet sich bei allen drei
Darstellungen der Fig. 2 in ihrer Ausgangslage.
Dagegen ist der Antriebskolben --2-- nur in
Fig. 2a und 2b in der Ausgangslage gezeichnet, wogegen er sich gemäss Fig. 2c in einer
Zwischenstellung befindet. in welche er bei seiner Abwärtsbewegung gerade in Kraftschluss mit dem Übersetzungsgetriebe gelangt, da infolge der Einstellung des Anschlags für die Stange --5-- nicht mehr der seitens des Übersetzungsgetriebes mögliche volle Arbeits- oder Spannhub ausnütz- bar ist. Die letztere Einstellung ist bei der Serienfertigung von in der Spannrichtung bereits eng tolerierten Werkstücken sehr vorteilhaft, weil das Ein- und Ausspannen rasch vor sich geht und der Druckluftverbrauch für die Stellvorrichtung minimal wird.
Fig. 3 zeigt bei einer im übrigen mit Fig. 1 übereinstimmenden Konstruktion der Stellvorrichtung eine andere Ausführungsform des Anschlags oder Stossdämpfers. Der Hauptteil des An- schlags oder Stossdämpfers --27-- ist wieder als den Zylinder --1-- abdichtender Kolben --28-- ausgebildet, der in einer Umfangsnut einen Dichtungsring --18-- aufweist und der an einer Ge- windespindel --15-- befestigt ist, die in ein Muttergewinde des Deckels --13-- eingeschraubt und ausserhalb des Deckels mittels einer Kontramutter --16-- gesichert ist. Eine axiale Bohrung --17-- in der Gewindespindel --15-- dient zur Zu- und Abführung von Druckluft. An der dem Ende der Stange --5-- zugewendeten Seite des Anschlags oder Stossdämpfers --27-- ist ein Anschlagstempel --29-- axial beweglich angeordnet.
Für den Durchgang der Druckluft weist der Anschlagstempel --29-- eine Bohrung --30-- auf. Zwischen dem Boden des Kolbens --28-und dem inneren Ende des Anschlagstempels --29-- ist eine Tellerfeder --31-- eingesetzt, die beispielsweise auch durch eine Schraubendruckfeder ersetzt werden könnte. Der Anschlagstempel - weist bei seinem inneren Ende einen radial auswärts vorspringenden Ringbund --32-- auf, der von einem radial einwärts ragenden Ringbund --33-- eines am Kolben --28-- befestigten Halteringes --34-- übergriffen ist. Der Anschlagstempel --29-- wird in unbelastetem Zustand von der Feder --31-- in die durch die beiden Ringbunde bestimmte Anschlaglage gedrückt. Beim Anstossen des Kopfes der Stange --5-- an den Anschlagstempel am Ende der Rückhubbewegung wird der Stoss durch die Tellerfedern --31-- weich aufgenommen.
Fig. 4 zeigt eine Stellvorrichtung mit pneumatischer Anschlagdämpfung, wobei die prinzipielle Konstruktion des Antriebes jener gemäss Fig. 1 entspricht. In einer von der dem Ende der Stange - zugewendeten Seite des Anschlags oder Stossdämpfers --35-- ausgehenden zylindrischen Bohrung --36-- gleitet ein Anschlagstempel --37--.
Die zur Zu- und Abführung von Druckluft in den bzw. aus dem Arbeitsraum --3-- des Zylinders --1-- dienende Bohrung --38-- ist an der zylindrischen Bohrung --36-- seitlich vorbeigeführt. Von der Bohrung --38-- führt eine Querbohrung --39-- zu einer Drosselschraube - und von dort parallel zur Achse des Anschlags oder Stossdämpfers --35-- in die zylindrische Bohrung --36--.
Die Beaufschlagung des Antriebskolbens --2-- mit Druckluft für den Rückhub erfolgt über einen Anschluss --41--. Von diesem Anschluss --41-- führt ausserdem eine Leitung --42-- über ein Rückschlagventil --43--'zu einer achsparallelen Bohrung --44-- im Anschlag oder Stossdämpfer welche in die zylindrische Bohrung --36-- mündet.
Bei der Beaufschlagung des Arbeitsraums --3-- des Zylinders --1-- für den Anstellhub und den Arbeitshub des Spanngliedes --4-- gelangt eine gedrosselte Druckluftströmung auch in die zylindrische Bohrung --36-- hinter dem Anschlagstempel-37-. wodurch dieser in Richtung zum Ende der Stange --5-- vorgespannt wird. Ein Entweichen von Druckluft aus der zylindrischen Bohrung --36-- zu dem zu dieser Zeit offenen Anschluss --41-- ist durch das Rückschlagventil - verhindert.
Während des Rückhubes kann die hiebei am Anschluss --41-- zugeführte Druckluft durch das Rückschlagventil --43-- ungehindert in die zylindrische Bohrung --36-- einströmen, aus dieser jedoch in Abhängigkeit von der Einstellung der Drosselschraube --40-- nur gedrosselt abströmen, so dass hinter dem Anschlagstempel --37-- für das bevorstehende Anstossen des Kopfes der Stange --5-- ein Luftpolster bereitgehalten wird, dessen Druck mit der Drosselschraube - einstellbar ist, welche somit den Dämpfungsgrad bestimmt. Der Anschlagstempel --37-- ist
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durch einen Sprengring --45-- gegen Herausfallen aus der zylindrischen Bohrung --36-- gesichert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stellvorrichtung für eine Spannvorrichtung, mit einem Spannglied. welches durch einen in einem Zylinder, insbesondere Pneumatikzylinder, verschiebbaren, vom Spannglied entkuppelbaren und von einer mit dem Spannglied verbundenen Stange durchsetzten Antriebskolben über einen Anstellhub unmittelbar und über einen Arbeitshub durch ein mechanisches Übersetzungsgetriebe mit grösserer Kraft angetrieben wird. wobei am Ende des Arbeitsraums des Zylinders ein Deckel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Arbeitsraum (3) des Zylinders (1) in einstellbarem Abstand von seinem Deckel (13) ein Anschlag oder Stossdämpfer (14 ; 27 ; 35) für das Ende der den Antriebskolben (2) durchsetzenden Stange (5) angeordnet und mit dem Deckel (13) verbunden ist.