DD241388B1

DD241388B1 - CLAMPING DEVICE, ESPECIALLY FOR LIFTING WORKPIECES

Info

Publication number: DD241388B1
Application number: DD28122985A
Authority: DD
Inventors: Bernd Lehmann; Wolfgang Glass
Original assignee: Werkzeugmasch Heckert Veb
Priority date: 1985-10-01
Filing date: 1985-10-01
Publication date: 1989-10-04
Also published as: DD241388A1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung, insbesondere für hebeiförmige Werkstücke, die mehrere Spannstellen aufweisen, unter Verwendung von der Übertragung der Spannkraft dienenden Kugeln, die mit schräg zur Bewegungsrichtung verlaufenden Flächen eines Antriebs- bzw. Betätigungselementes in Wirkverbindung stehen.The invention relates to a clamping device, in particular for hebeiförmige workpieces having a plurality of clamping points, using the transmission of the clamping force serving balls, which are connected to obliquely to the direction of movement surfaces of a drive or actuating element in operative connection.

Characteristic of the known technical solutions

Werkstücke mit einer komplizierten bzw. unregelmäßigen Form werden zur Gewährleistung einer sicheren Bearbeitungslage an mehreren Stellen gespannt.Workpieces with a complicated or irregular shape are stretched in several places to ensure a safe working position.

So war es bisher üblich, relativ kleine, hebeiförmige Werkstücke, die mehrere, auf engstem Räume angeordnete Spannstellen benötigen, mittels einiger Spanneisen zu befestigen. Diese manuell durchgeführte Methode der Festklemmung hat den Nachteil, daß die Gefahr des Verschiebens des Werkstückes sowohl während des Einspan"nvorganges als auch während des Bearbeitungsvorganges auf Grund der nacheinander erfolgenden Festklemmung der einzelnen Spannstellen sowie der relativ geringen Spannkraft des Spanneisens groß ist. Hinzu kommt ein hoher Aufwand an Zeit und Arbeitskraft.So far, it has been customary to attach relatively small, hebeiförmige workpieces that require several, arranged in tight spaces clamping points by means of some clamps. This manually performed method of clamping has the disadvantage that the risk of moving the workpiece both during Einspan "nvorganges and during the machining process due to the successive taking place clamping of the individual clamping points and the relatively low clamping force of the clamping iron is large high expenditure of time and labor.

Zur Erreichung einer großen Spannkraft ist die Anordnung von als Übertragungsglieder der Spannkraft dienenden Kugeln im Zusammenwirken mit entsprechend angeordneten schrägen Flächen von Antriebs- bzw. Betätigungselementen bekannt.To achieve a large clamping force, the arrangement of serving as transmission elements of the clamping force balls in cooperation with correspondingly arranged inclined surfaces of drive or actuating elements is known.

Hierbei werden die an der schiefen Ebene wirkenden bekannten Kräfteverhältnisse ausgenutzt, die eine wesentliche Erhöhung der Spannkraft bewirken.In this case, the forces acting on the inclined plane known force ratios are exploited, which cause a substantial increase in the clamping force.

So ist in der DE-OS 1502830 ein pneumatischer Spannstock beschrieben, bei dem mit einem verhältnismäßig kleinen Luftdruck eine hohe Spannkraft erzeugt wird. Gemäß dieser Lösung ist zwischen dem pneumatischen Kolben und einer die Spannzange betätigenden Hülse ein Übersetzungstrieb geschaltet, der die vom Kolben ausgeübte Betätigungskraft in eine erhöhte, in anderer Richtung verlaufenden Kraft umwandelt.Thus, in DE-OS 1502830 a pneumatic vise is described in which a relatively high air pressure creates a high clamping force. According to this solution, a transmission drive is connected between the pneumatic piston and a collet-actuating sleeve, which converts the actuating force exerted by the piston in an increased, extending in the opposite direction force.

Dabei weisen der Kolben und ein fest mit der Hülse verbundener Übertragungsring schräge Betätigungsflächen auf, die zwischen sich eine Anzahl von an einem Kreisumfang entlang in gleichmäßigen Abständen angeordneten Übertragungsgliedern, z. B.In this case, the piston and a fixedly connected to the sleeve transmission ring on inclined actuating surfaces which between them a number of along a circumference along uniformly spaced transmission members, z. B.

Kugeln enthalten.Balls included.

Wird nun durch Einleiten der Druckluft der Kolben nach unten bewegt, drängt dessen schräge Betätigungsfläche die Kugeln radial nach innen, wobei über die ebenfalls schräg verlaufende Betätigungsfläche des Übertragungsringes eine Bewegung der Hülsein axialer Richtung nach oben erzeugt wird und die Spannbewegung der Spannzange bewirkt.Now, if the piston moves down by introducing the compressed air, its oblique actuating surface urges the balls radially inward, wherein on the also oblique actuating surface of the transfer ring movement of the sleeve axial direction is generated upward and causes the clamping movement of the collet.

Diese hauptsächlich der Kraftverstärkung dienende Einrichtung zeigt einige Nachteile. So ermöglicht sie keinen Ausgleich von Werkstücktoleranzen und ist sehr verschmutzungsanfällig. Insbesondere im konkreten Anwendungsfall bei Werkstücken mit mehreren, auf engstem Räume angeordneten Spannstellen ist diese Lösung auf Grund ihrer relativ großen Ausmaße nicht anwendbar.This mainly power amplification device has some disadvantages. So it does not compensate for workpiece tolerances and is very susceptible to contamination. In particular, in the concrete application case of workpieces with multiple, located in tight spaces clamping points this solution is not applicable due to their relatively large size.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Spanneinrichtung, insbesondere für hebeiförmige Werkstücke zu schaffen, die eine große Spannkraft bei einer robusten, wenig platzaufwendigen Bauweise erreicht und einen Ausgleich von Werkstücktoleranzen ermöglicht.The object of the invention is to provide a clamping device, in particular for hoist-shaped workpieces, which achieves a large clamping force in a robust, less space-consuming design and allows compensation of workpiece tolerances.

Explanation of the essence of the invention

Die Ursachen der Mängel der bekannten technischen Lösung liegen im wesentlichen in der Art und der Anordnung der verwendeten Betätigungs-, bzw. Spannelemente begründet. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Spanneinrichtung, insbesondere für hebeiförmige Werkstücke, die mehrere Spannstellen aufweisen, unter Verwendung von der Übertragung der Spannkraft dienenden Kugeln, die mit schräg zur Bewegungsrichtung verlaufenden Flächen eines mit einem externen Antrieb gekoppelten, innerhalb eines hülsenförmigen Aufnahmeteiles geführten Betätigungselementes in Wirkverbindung stehen, wobei unter Ausnutzung der beim Zusammenwirken von Kugeln mit schrägen Flächen entstehenden Kräfteverhältnisse die relativ starren Spannelemente durch bewegliche ersetzt werden.The causes of the deficiencies of the known technical solution are essentially based on the type and arrangement of actuation or clamping elements used. The object of the invention is to provide a clamping device, in particular for hoist-shaped workpieces having a plurality of clamping points, using the transmission of the clamping force serving balls, which are guided with obliquely to the direction of movement surfaces of an external drive coupled within a sleeve-shaped receiving part Actuating element are in operative connection, taking advantage of the resulting in the interaction of balls with inclined surfaces of force ratios, the relatively rigid clamping elements are replaced by movable.

Erfindungsgemäß greift eine von dem externen Antrieb betätigbare, im Aufnahmeteil axial verschiebbare Stange mittig an einem senkrecht zu ihr angeordneten Hebel an, der in Bewegungsrichtung der Stange verschiebbar und um seinen Mittelpunkt schwenkbar gelagert ist, wobei die Enden des Hebels jeweils mit einem parallel zur Stange in einer Längsbohrungeines sich an das Aufnahmeteil anschließenden Anlageteiles geführten Stößel in Eingriff stehen, über dessen schräge, selbsthemmend ausgebildete Fläche die beweglich gelagerte Kugel in direkten Kontakt mit dem Werkstück bringbar ist. Dabei weist der Hebel an seinen Kontaktstellen mit der Stange und den Stößeln je ein kreisförmiges Formelement auf.In accordance with the invention, a rod which can be actuated by the external drive and which is axially displaceable in the receiving part engages centrally on a lever arranged perpendicularly to it, which is displaceably mounted in the direction of movement of the rod and pivotable about its center, the ends of the lever each having a parallel to the rod in FIG a longitudinal bore of an adjoining the receiving part of the bearing member guided ram are in engagement, on the inclined, self-locking surface formed the movably mounted ball can be brought into direct contact with the workpiece. In this case, the lever at its contact points with the rod and the plungers depending on a circular form element.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer SchnittdarstellungThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. They show in a schematic sectional view

Fig. 1: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung Fig. 2: einen Schnitt A-A nach Fig. 1 Fig.3: einen Schnitt B-B nach Fig. 1 sowie Fig.4: ein Werkstück mit vier Spannstellen.Fig. 1: a side view of the clamping device according to the invention Fig. 2: a section A-A of Figure 1 Figure 3: a section B-B of Figure 1 and Figure 4: a workpiece with four clamping points.

Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung besteht aus einem Grundkörper 1, der sich aus einem hülsenförmigen Aufnahmeteil 2 und einem sich an diesem anschließenden Anlageteil 3 zusammensetzt. In einem vom Aufnahmeteil 2 aufgenommenen und dieses zugleich abdeckenden Einsatz 4 wird eine Stange 5 geführt. Letztere ist mit einem extern angeordneten — hier nicht gezeigten — Antrieb gekoppelt. Weiterhin greift die Stange 5 an einem senkrecht zu ihr angeordneten Hebel 6, der in einer Aussparung 7 des Einsatzes 4 in Bewegungsrichtung der Stange 5 verschiebbar ist, mittig an. Die beiden Enden des Hebels 6 stehen mit je einem, zwischen Einsatz 4 und der Außenwand des Aufnahmeteiles 2 sowie in Längsbohrungen 8 des Anlageteiles 3 parallel zur Stange 5 geführten Stößel 9 in Eingriff. Der Hebel 6 weist dabei an seinen Kontaktstellen mit der Stange 5 bzw. den Stößeln 9 je ein kreisförmiges Formelement 6' auf, die ein geringes Spiel auch bei Schrägstellung des Hebels 6 gewährleisten. Zwischen den beiden Längsbohrungen 8 befindet sich im Anlageteil 3 eine Aussparung 10 zur Aufnahme des Werkstückes 11. Quer zur Bewegungsrichtung der Stößel 9 sind im Anlageteil 3 außerdem zwei Durchgangsbohrungen 12 angebracht, die jeweils eine Längsbohrung 8 mit der Aussparung 10 verbinden und je eine Kugel 13 aufnehmen.The clamping device according to the invention consists of a base body 1, which is composed of a sleeve-shaped receiving part 2 and an adjoining this plant part 3. In a recorded by the receiving part 2 and this same time covering insert 4, a rod 5 is guided. The latter is coupled to an externally arranged - not shown here - drive. Furthermore, the rod 5 engages centrally on a lever 6 arranged perpendicular to it, which is displaceable in a recess 7 of the insert 4 in the direction of movement of the rod 5. The two ends of the lever 6 are connected to one, between insert 4 and the outer wall of the receiving part 2 and in longitudinal bores 8 of the contact part 3 parallel to the rod 5 guided ram 9 in engagement. The lever 6 in this case has at its contact points with the rod 5 and the plungers 9 each have a circular shaped element 6 ', which ensure a low clearance even when tilted the lever 6. Transverse to the direction of movement of the plunger 9 are in the system part 3 also two through holes 12 are mounted, each connecting a longitudinal bore 8 with the recess 10 and one ball 13th take up.

Dabei weisen die Durchgangsbohrungen 12 an ihren dem Werkstück 11 zugewandten Enden eine Begrenzung 14 auf, die ein Herausrollen der beweglich angeordneten Kugel 13 verhindert. Auf der gegenüberliegenden Seite wird das durch die Stößel 9, die eine schräge, selbsthemmend ausgebildete Fläche 15 besitzen, verhindert. Des weiteren ist das Anlageteil 3 mit Öffnungen 16 für die Ableitung von eventuell eingedrungenen Spänen und anderer Verschmutzungen aus den Durchgangsbohrungen 12 bzw. aus den Längsbohrungen 8 versehen.In this case, the through holes 12 at their ends facing the workpiece 11 on a boundary 14, which prevents rolling out of the movably arranged ball 13. On the opposite side, this is prevented by the plungers 9, which have an oblique, self-locking surface 15. Furthermore, the system part 3 is provided with openings 16 for the removal of any chips and other contaminants from the through holes 12 or from the longitudinal bores 8.

In Fig. 4 ist vereinfacht ein Werkstück 11 gezeigt, bei dem die erfindungsgemäße Spanneinrichtung (hier nur durch die Kugeln 13 angedeutet) viermal zur Anwendung kommt:FIG. 4 shows in simplified form a workpiece 11 in which the clamping device according to the invention (indicated here only by the balls 13) is used four times:

Spannstellen I, II, III und IV.Clamping points I, II, III and IV.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung ist folgende:The operation of the clamping device according to the invention is the following:

Wird die Stange 5 zum Zwecke der Werkstückspannung über den externen Antrieb angetrieben, bewegt sie sich zum Anlageteil 3 hin. Mit ihr wird gleichzeitig der Hebel 6 in die gleiche Richtung verschoben. Dieser nimmt wiederum die mit seinen Enden verbundenen Stößel 9 mit. Bei dieser Bewegung der Stößel 9 in den Längsbohrungen 8 gleiten die Kugeln 13 entlang der schrägen Flächen 15 und werden dadurch an das Werkstück 11 gedrückt. Weist das Werkstück 11 Toleranzen auf, so kann es beispielsweise vorkommen, daß dereine Stößel 9 weiter herausfahren muß, um über seine schräge Fläche 15 die Kugel 13 mit dem Werkstück 11 in Eingriff zu bringen, während die zweite Kugel 13 bereits am Werkstück 11 anliegt, bevor der ihr zugeordnete Stößel 9 das Ende der Längsbohrung 8 erreicht hat. Der Hebel 6 nimmt eine Schrägstellung ein.If the rod 5 driven by the external drive for the purpose of workpiece clamping, it moves to the plant part 3 out. With her, the lever 6 is simultaneously moved in the same direction. This in turn takes with its associated end tappets 9. During this movement of the plunger 9 in the longitudinal bores 8, the balls 13 slide along the inclined surfaces 15 and are thereby pressed against the workpiece 11. If the workpiece 11 has tolerances, it may happen, for example, that a plunger 9 must continue to move outward in order to bring the ball 13 into engagement with the workpiece 11 via its inclined surface 15, while the second ball 13 is already in contact with the workpiece 11, before the associated tappet 9 has reached the end of the longitudinal bore 8. The lever 6 assumes an inclined position.

Der Spannvorgang ist abgeschlossen.The clamping process is completed.

Beim Lösevorgang werden die Stange 5 und damit auch der Hebel 6 und die Stößel 9 in die entgegengesetzte Richtung bewegt.During the release process, the rod 5 and thus also the lever 6 and the plunger 9 are moved in the opposite direction.

Die Kugeln 13 gleiten wieder an den schrägen Flächen 15 entlang, diesmal aber in Richtung der sich verjüngenden Enden der Stößel 9, und lösen sich dadurch wieder vom Werkstück 11.The balls 13 slide again on the inclined surfaces 15 along, but this time in the direction of the tapered ends of the plunger 9, and thereby dissolve again from the workpiece eleventh

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung liegen im wesentlichen in folgendem begründet:The advantages of the clamping device according to the invention are based essentially on the following:

Die Spanneinrichtung weist auf Grund ihrer kleinen Ausmaße einen geringen Platzbedarf auf. Sie ist damit vorzüglich geeignet für die Spannung von Werkstücken mit mehreren Spannstellen auf engstem Räume. Die an den einzelnen Spannstellen angeordneten Spanneinrichtungen können dabei eine zentrale Betätigung erfahren, wodurch das Werkstück an allen Spannstellen gleichzeitig gespannt wird. Diese Art der Spannung unter Verwendung von unmittelbar mit dem Werkstück in Kontakt tretenden Kugein bedeutet in der Summe aller Spanneinrichtungen eine formschlüssige Verbindung mit dem Werkstück. Die Kugeln stellen dabei robuste Spannelemente dar, die nicht anfällig gegenüber Verschmutzungen sind.The clamping device has a small footprint due to their small dimensions. It is therefore excellently suited for clamping workpieces with several clamping points in the tightest spaces. The arranged at the individual clamping points clamping devices can experience a central operation, whereby the workpiece is clamped at all clamping points simultaneously. This type of tension using the ball directly in contact with the workpiece means in the sum of all clamping devices a positive connection with the workpiece. The balls represent this robust clamping elements that are not prone to contamination.

Über die Elemente Hebel — Stößel — Kugel ist der Ausgleich auch von größeren Werkstücktoleranzen und damit ein sicheres und gleichmäßiges Festklemmen der Werkstücke gewährleistet. Die selbsthemmend ausgebildeten schrägen Flächen der Stößel verhindern ein unerwünschtes Lösen der Spannelemente. Insbesondere für Mehrfachspannvorrichtungen, bei denen mehrere Werkstücke auf engstem Räume gespannt werden müssen, sind diese Spanneinrichtungen gut geeignet.Lever - plunger - ball balancing also ensures larger workpiece tolerances and thus a secure and uniform clamping of the workpieces. The self-locking inclined surfaces of the plunger prevent unwanted loosening of the clamping elements. Especially for multi-clamping devices, in which several workpieces must be clamped in confined spaces, these clamping devices are well suited.

Claims

1. clamping device, in particular for hebeiförmige workpieces having a plurality of clamping points, using the transmission of the clamping force serving balls, which are connected with obliquely to the direction of movement surfaces of an external drive coupled, guided within a sleeve-shaped receiving member actuating element in operative connection, characterized in that a rod (5) which can be actuated axially by the external drive and engages in the receiving part (2) centrally acts on a lever (6) arranged perpendicular to it, which is displaceably mounted in the direction of movement of the rod (5) and pivotable about its center. wherein the ends of the lever (6) in each case with a parallel to the rod (5) in a longitudinal bore (8) of a to the receiving part (2) adjoining the plant part (3) guided ram (9) are engaged, via its oblique, self-locking trained surface (15) the movably mounted ball (13) in directly en contact with the workpiece (11) can be brought.

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the lever (6) at its contact points with the rod (5) and the plungers (9) each have a circular shaped element (6 ').