DD249430A5 - CLAMPING DEVICE FOR WORKSTUECKE - Google Patents
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Abstract
Description
Hierzu δ Seiten ZeichnungenFor this δ sides drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für Werkstücke, mit einem schwenkbar und längsverschiebbar gelagerten Spannfinger und einem druckmittelbetriebenen Kolben, der den Spannfinger in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung derart steuert, daß die Schwenkbewegung und die Verschiebebewegung nacheinander durchgeführt werden.The invention relates to a clamping device for workpieces, with a pivotally and longitudinally displaceably mounted clamping fingers and a fluid-operated piston which controls the clamping finger in response to the piston movement such that the pivoting movement and the sliding movement are performed sequentially.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Zur Bearbeitung von Werkstücken mit Werkzeugmaschinen werden Spannvorrichtungen benötigt, um die Werkstücke in der für die Bearbeitung erforderlichen Weise zu fixieren. Vielfach werden noch manuelle Spannvorrichtungen benutzt, auf denen das Werkzeug festgespannt wird. Bekannt sind auch hydraulisch oder pneumatisch betriebene Spannvorrichtungen, die mehrere Spannfinger aufweisen, welche bei Betätigung am Werkstück angreifen. Die automatischen Spannvorrichtungen haben verschiedene Nachteile. Sie haben große bauliche Abmessungen und sind relativ kompliziert. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß sie im Spannzustand verriegelt werden müssen, um bei Ausbleiben des hydraulischen oder pneumatischen Drucks das Werkstück festzuhalten. Spannvorrichtungen, die von einer Bearbeitungsstation zu einer anderen bewegt werden, um das Werkstück zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen zu transportieren, werden während der Transportbewegung von der Druckmittelquelle abgekoppelt. Um die Spannvorrichtungen während dieses Transports im gespannten Zustand zu halten, ist es auch bekannt, die Spannvorrichtung mit einem Druckgasspeicher zu versehen, der den Betriebsdruck während des abgekoppelten Zustands aufrechterhält und der an der nächsten Bearbeitungsstation wieder aufgeladen wird. In jedem Fall sind zusätzliche Mittel erforderlich, um den Spannzustand aufrechtzuerhalten, während der Betriebsdruck nicht zur Verfügung steht.For machining of workpieces with machine tools clamping devices are required to fix the workpieces in the manner required for processing. In many cases manual clamping devices are still used, on which the tool is tightened. Also known are hydraulically or pneumatically operated clamping devices which have a plurality of clamping fingers, which engage on actuation of the workpiece. The automatic tensioners have several disadvantages. They have large structural dimensions and are relatively complicated. A major disadvantage is that they must be locked in the clamping state to hold the workpiece in the absence of hydraulic or pneumatic pressure. Clamping devices that are moved from one processing station to another to transport the workpiece between two processing operations are decoupled from the pressure medium source during the transport movement. In order to keep the tensioning devices in the tensioned state during this transport, it is also known to provide the tensioning device with a compressed gas reservoir which maintains the operating pressure during the decoupled state and which is recharged at the next processing station. In any case, additional means are required to maintain the clamping condition while operating pressure is not available.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften derartiger Spannvorrichtungen auf kostengünstige Weise zu erhöhen.The aim of the invention is to increase the utility value properties of such tensioning devices in a cost-effective manner.
- 2 - Z4S- 2 - Z4S
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für Werkstücke der eingangs genannten Art zu schaffen, die raumsparend ausgebildet ist und die die Schwenkbewegung und die Verschiebebewegung nacheinander mit relativ geringem Kolbenhub steuert.The invention has for its object to provide a clamping device for workpieces of the type mentioned, which is designed to save space and controls the pivoting movement and the sliding movement successively with relatively little piston stroke.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Kolben eine schräge Steuerfläche aufweist, auf der ein Gleitelement des Spannfingers gleitet und den Spannfinger zur Kolbenrichtung verstellt, und daß am Ende der Gleitbewegung ein Anschlag am Kolben den Spannfinger in Kolbenrichtung mitnimmt.The solution of this object is achieved according to the invention in that the piston has an inclined control surface on which a sliding element of the clamping finger slides and adjusts the clamping finger to the piston direction, and that at the end of the sliding movement a stop on the piston takes the clamping fingers in the piston direction.
Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung bewirkt der pneumatisch oder hydraulische betätigte Kolben über die an ihm angebrachte Steuerfläche unmittelbar die Steuerung der beiden nacheinander durchzuführenden Bewegungen des Spannfingers. Die schräge Steuerfläche des Kolbens ist durch einen Anschlag begrenzt. Während des ersten Teils der Kolbenbewegung bewirkt der Kolben eine Bewegung des Spannfingers quer zur Kolbenrichtung, und zwar solange, bis der Anschlag des Kolbens den Spannfinger mitnimmt. Wenn dies geschieht, wird der Spannfinger in Achsrichtung des Kolbens bewegt. Zusätzlich zum Kolben und zum Spannfinger sind keine Steuerungselemente mit Kulissenführungen und dgl. erforderlich. Die gesamte Bewegungssteuerung erfolgt ausschließlich über den Kolben und eventuell durch Anschlagflächen oder dgl. am Gehäuse. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Winkel der Steuerfläche zur Kolbenrichtung so spitz, daß Selbsthemmung auftritt und der vom Druckmittel entlastete Kolben durch eine auf den Spannfinger einwirkende Kraft nicht bewegbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die schräge Steuerfläche, bei der es sich um eine geradlinige Keilfläche handelt, die Kolbenkraft rückwirkungsfrei auf den Spannfinger überträgt, daß aber bei einer auf den Spannfinger ausgeübten Kraft keine Verschiebung des Kolbens erfolgen kann. Wenn die Spannvorrichtung von der Druckmittelversorgung abgekoppelt ist, bleibt somit der Spannzustand aufrechterhalten, ohne daß hierzu eine spezielle Verriegelung vorgenommen werden müßte. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben quer zum Spannfinger angeordnet ist und daß der Spannfinger ein Führungselement aufweist, das an einem Anschlag des Gehäuses angreift und den Spannfinger in axialer Richtung hält, solange der Spannfinger nicht in seiner obersten Stellung ist, und das im angehobenen Zustand den Anschlag zur Ermöglichung der Schwenkbewegung verläßt. Eine derartige Spannvorrichtung hat eine extrem kurze Baulänge, weil das Gehäuse mit dem Kolben etwa mittig unterhalb des Spannfingers angeordnet werden kann. Die Führungsfläche kann im Mittelbereich des Kolbens vorgesehen werden.In the clamping device according to the invention causes the pneumatically or hydraulically actuated piston via the attached control surface directly to the control of the two successive movements to be performed by the clamping finger. The oblique control surface of the piston is limited by a stop. During the first part of the piston movement, the piston causes a movement of the clamping finger transversely to the piston direction, and that until the stop of the piston entrains the clamping finger. When this happens, the clamping finger is moved in the axial direction of the piston. In addition to the piston and the clamping fingers no control elements with slide guides and the like. Necessary. The entire motion control takes place exclusively on the piston and possibly by stop surfaces or the like. On the housing. According to a preferred embodiment of the invention, the angle of the control surface to the piston direction is so acute that self-locking occurs and the pressure medium relieved piston is not movable by a force acting on the clamping finger force. This ensures that the oblique control surface, which is a straight wedge surface, the piston force transmits without action on the clamping fingers, but that no displacement of the piston can take place at a force exerted on the clamping finger force. If the clamping device is disconnected from the pressure medium supply, thus the clamping state is maintained, without the need for a special lock should be made. A preferred embodiment of the invention is characterized in that the piston is arranged transversely to the clamping finger and that the clamping finger has a guide element which engages a stop of the housing and holds the clamping finger in the axial direction as long as the clamping finger is not in its uppermost position, and leaves the stop in the raised state to allow the pivoting movement. Such a clamping device has an extremely short length, because the housing with the piston can be arranged approximately centrally below the clamping finger. The guide surface can be provided in the central region of the piston.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolben in Längsrichtung des Spannfingers verläuft und eine durch die Steuerfläche begrenzte Ausnehmung aufweist, in die der Spannfinger hineinragt, und daß der am Kolben vorgesehene Anschlag in der Nähe der Öffnung der Ausnehmung angeordnet ist. Bei dieser Variante sind Spannfinger und Kolben in Längsrichtung hintereinander angeordnet und die Steuerfläche befindet sich in der Nähe des einen stirnseitigen Endes des Kolbens. Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens erfolgt zunächst eine Verschiebung des schrägstehenden Spannfingers nach außen, weil der Spannfinger die Kolbenbewegung mitmacht. Wenn der Spannfinger gegen einen Anschlag des Gehäuses stößt und der Kolben noch weiterbewegt wird, erfolgt durch die Wirkung der Steuerfläche eine Schwenkung des Spannfingers in die Spannposition.In an alternative embodiment of the invention it is provided that the piston extends in the longitudinal direction of the clamping finger and having a limited by the control surface recess into which projects the clamping finger, and that the stopper provided on the piston is arranged in the vicinity of the opening of the recess. In this variant, the clamping fingers and pistons are arranged one behind the other in the longitudinal direction and the control surface is located in the vicinity of the one end face of the piston. During the forward movement of the piston, a displacement of the inclined clamping finger initially takes place to the outside, because the clamping finger participates in the piston movement. If the clamping finger abuts against a stop of the housing and the piston is still moved, takes place by the action of the control surface, a pivoting of the clamping finger in the clamping position.
Wenn aus baulichen Gründen der Keilwinkel der Steuerfläche nicht klein genug gemacht werden kann, um Selbsthemmung zu erreichen, kann zusätzlich eine Feder vorgesehen werden,.die am Gehäuse abgestützt ist und den Kolben in diejenige Endlage drückt, in der er den Spannfinger in axialer Stellung im Spannzustand festhält. Die Aufrechterhaltung des Spannzustandes bei Ausbleiben des hydraulischen oder pneumatischen Druckes wird dann unter Mitwirkung der Feder erzielt.If, for structural reasons, the wedge angle of the control surface can not be made small enough to achieve self-locking, in addition a spring can be provided, which is supported on the housing and pushes the piston in that end position in which he the clamping finger in the axial position in Clamping state holds. The maintenance of the clamping state in the absence of hydraulic or pneumatic pressure is then achieved with the cooperation of the spring.
Ausführungsbeispieleembodiments
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
einen mit mehreren Spannvorrichtungen ausgestatteten Werkstückhalter mit eingespanntem Werkstück; eine Darstellung des Werkstückhalters ohne Werkstück;a workpiece holder equipped with a plurality of clamping devices with a clamped workpiece; a representation of the workpiece holder without a workpiece;
einen Schnitt durch eine Spannvorrichtung entlang der Linie Ill-Ill aus Fig. 1, einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3;a section through a tensioning device along the line Ill-Ill of Figure 1, a section along the line IV-IV of Fig. 3.
einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 3;a section along the line V-V of Fig. 3;
in gleicher Darstellung wie Fig. 3 den Freigabezustand der Spannvorrichtung; eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Werkstückhalters, der mit mehreren Spannvorrichtungen ausgestattet ist;in the same representation as Figure 3 the release state of the clamping device. a perspective view of a second embodiment of a workpiece holder, which is equipped with a plurality of clamping devices;
einen Schnitt durch die Spannvorrichtung entlang der Linie VIII-VlII von Fig. 7; in gleicher Darstellung wie Fig. 8 die Spannvorrichtung im Freigabezustand; einen Schnitt entlang der Linie X-X von Fig. 8, unda section through the tensioning device along the line VIII-VII of FIG. 7; in the same representation as Figure 8, the clamping device in the release state. a section along the line X-X of Fig. 8, and
eine modifizierte Ausführung des Kopfstücks des Spannfingers.a modified embodiment of the head piece of the clamping finger.
Der Werkstückträger 10 der Fig. 1 und 2 besteht aus einer Palette 11, die mit einer (nicht dargestellten) Fördervorrichtung entlang einer Förderstrecke von einer Werkzeugmaschine zu einer anderen Werkzeugmaschine bewegt werden kann. Auf der Palette 11 ist ein Gehäuse 12 montiert, das mehrere Spannvorrichtungen 13 enthält, deren Spannköpfe aus dem Gehäuse herausragen. Das Gehäuse 12 weist ferner eine Anschlußkupplung 14 für zwei Hydraulikleitungen auf.The workpiece carrier 10 of FIGS. 1 and 2 consists of a pallet 11 which can be moved by means of a conveying device (not shown) along a conveying path from one machine tool to another machine tool. On the pallet 11, a housing 12 is mounted, which includes a plurality of clamping devices 13, the clamping heads protrude from the housing. The housing 12 also has a connection coupling 14 for two hydraulic lines.
Fig. 1 zeigt den Zustand der Spannvorrichtung 13 bei einem aufgespannten Werkstück 15. Das Werkstück 15 ruht auf vier Auflagepunkten (Gegenhalter 17) des Gehäuses 12 und die Köpfe der Spannvorrichtungen 13 übergreifen Stege oder Ränder des Werkstückes 15, um das Werkstück fest gegen die Auflagepunkte des Gehäuses gedrückt zu halten. In Fig. 2 sind die Köpfe der Spannvorrichtungen 13 im Freigabezustand dargestellt. Die Köpfe sind dann angehoben und um jeweils eine horizontale Achse herum seitlich nach außen geschwenkt. Zum Festspannen des Werkstücks 15 werden alle Köpfe zunächst in die vertikale Position geschwenkt und anschließend in das Gehäuse 12 hinein heruntergezogen. Diese Vorgänge werden nachfolgend noch erläutert werden. Jeder Kopf einer Spannvorrichtung ist an einem Spannfinger 16 befestigt, der aus dem Gehäuse 12 nach oben herausragt.The workpiece 15 rests on four bearing points (counter-holder 17) of the housing 12 and the heads of the clamping devices 13 engage over webs or edges of the workpiece 15 to the workpiece firmly against the support points to keep the housing pressed. In Fig. 2, the heads of the clamping devices 13 are shown in the release state. The heads are then lifted and pivoted laterally outward about a horizontal axis. For clamping the workpiece 15, all heads are first pivoted to the vertical position and then pulled down into the housing 12 inside. These processes will be explained below. Each head of a tensioning device is attached to a clamping finger 16, which protrudes from the housing 12 upwards.
Auf der Oberseite des Gehäuses 12 ist jedem Spannfinger 16 ein Gegenhaiter 17 zugeordnet, auf den das Werkstück 15 aufgestellt wird. Der Kopf des Spannfingers 16 drückt im gespannten Zustand das Werkstück von oben gegen den Gegenhalter 17. Fig. 3 bis 5 zeigen den Aufbau der Spannvorrichtung 13. Das Gehäuse der Spannvorrichtung 13 weist ein äußeres Gehäuseteil 18 auf, das eine Bohrung enthält, in die von den entgegengesetzten Seiten her zwei rohrförmige Gehäuseteile 19 und 20 eingesetzt sind. Die inneren Enden der Gehäuseteile 19 und 20 sind mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet. Die Gehäuseteile 19 und 20 weisen miteinander fluchtende Bohrungen 21 auf, die den Zylinderraum für den Kolben 22 bilden. Die äußeren Enden der Bohrungen 21 sind geschlossen. Der Kolben 22 erstreckt sich zwischen beiden Gehäuseteilen 19 und 20 und in jedem dieser Gehäuseteile befindet sich ein Zylinderraum 23 bzw. 24, der über Anschlußbohrungen 25 mit einer Hydraulikleitung verbindbar ist, so daß der Kolben abwechselnd in die eine oder andere Richtung bewegt werden kann.On the upper side of the housing 12 each clamping finger 16 is assigned a counterpart 17, on which the workpiece 15 is placed. The head of the clamping finger 16 presses in the clamped state, the workpiece from above against the anvil 17. Fig. 3 to 5 show the structure of the clamping device 13. The housing of the clamping device 13 has an outer housing part 18 which contains a bore in which the opposite sides are two tubular housing parts 19 and 20 are used. The inner ends of the housing parts 19 and 20 are arranged at a mutual distance from each other. The housing parts 19 and 20 have mutually aligned bores 21, which form the cylinder space for the piston 22. The outer ends of the holes 21 are closed. The piston 22 extends between the two housing parts 19 and 20 and in each of these housing parts is a cylinder chamber 23 and 24, which is connectable via connecting bores 25 with a hydraulic line, so that the piston can be moved alternately in one or the other direction.
An der Oberseite des äußeren Gehäuseteils 18 ist der Gegenhalter 17 befestigt. Außerdem befindet sich in der oberen Wand des Gehäuseteils 18 eine Öffnung, in derein Kugelgelenk 26 befestigt ist. Durch eine Bohrung 27 der Gelenkkugel des Kugelgelenks 26 führt der Spannfinger 16 hindurch. Der Spannfinger kann somit um die Gelenkachse 28 des Kugelgelenks 26 herum geschwenkt und außerdem axial zu der Bohrung 27 verschoben werden. Der Spannfinger 16 weist zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete Schenkel 29 auf, die den Steg 30 der den mittleren Abschnitt des Kolbens 22 bildet, gabelförmig umgreifen. An den unteren Enden der Schenkel 29 ist das Führungselement 31 mit Schrauben 32 befestigt. Das Führungselement 31 verläuft quer unter dem Steg 33 des Kolbens. Die Unterseite des Steges 33 bildet die Steuerfläche 34. Diese Steuerfläche besteht aus den folgenden Abschnitten: einem geradlinigen schrägen Abschnitt 34a, der unter einem Winkel von etwa 10° zur Längsrichtung des Kolbens verläuft und sich von der Wand des Zylinderraums 23 aus erstreckt, einem sich an den Abschnitt 34a anschließenden Abschnitt 34b, dessen Begrenzung parallel zur Längsrichtung des Kolbens 22 verläuft, einem weiteren schrägen Abschnitt 34c und einem weiteren parallelen Abschnitt 34d. Die Abschnitte 34a und 34c verlaufen in einer gemeinsamen Ebene. Das Ende des Abschnitts 34d wird von dem Anschlag 35 des Kolbens 22 gebildet.At the top of the outer housing part 18 of the anvil 17 is attached. In addition, located in the upper wall of the housing part 18 an opening in which a ball joint 26 is fixed. Through a bore 27 of the joint ball of the ball joint 26 of the clamping fingers 16 passes. The clamping finger can thus be pivoted about the hinge axis 28 of the ball joint 26 around and also axially displaced to the bore 27. The clamping finger 16 has two spaced-apart legs 29 which form the web 30 which forms the central portion of the piston 22, fork-like manner. At the lower ends of the legs 29, the guide member 31 is secured by screws 32. The guide member 31 extends transversely below the web 33 of the piston. The underside of the web 33 forms the control surface 34. This control surface consists of the following sections: a rectilinear oblique section 34a extending at an angle of approximately 10 ° to the longitudinal direction of the piston and extending from the wall of the cylinder chamber 23 to the portion 34 a subsequent portion 34 b, the boundary of which extends parallel to the longitudinal direction of the piston 22, a further inclined portion 34 c and a further parallel portion 34 d. The sections 34a and 34c extend in a common plane. The end of the portion 34 d is formed by the stopper 35 of the piston 22.
Die Oberseite des Gleitelementes 31 hat die gleiche Schrägstellung wie die Bereiche 34a und 34c, an denen diese Oberseite entlanggleitet. Die Unterseite des Gleitelements 31 verläuft parallel zur Oberseite und sie wird seitlich durch zwei Stege 31 a begrenzt.The top of the slider 31 has the same inclination as the portions 34a and 34c along which this top slides. The underside of the sliding member 31 is parallel to the top and it is bounded laterally by two webs 31 a.
In einer Sackbohrung des Spannfingers 16 ist ein Druckstück 36 quer zur Längsrichtung des Kolbens 22 verschiebbar angebracht. Das Druckstück 36 wird von einer Feder 37 gegen die Oberseite des Steges 33 gedruckt. Durch die Wirkung der Feder 37 wird der Spannfinger 16 in bezug auf den Kolben 22 hochgedrückt, so daß das Gleitelement 31 in fester Anlage an der Steuerfläche 34 gehalten wird.In a blind bore of the clamping finger 16, a pressure piece 36 is mounted transversely to the longitudinal direction of the piston 22 slidably. The pressure piece 36 is printed by a spring 37 against the top of the web 33. By the action of the spring 37, the clamping finger 16 is pushed up with respect to the piston 22, so that the sliding member 31 is held in firm contact with the control surface 34.
Wenn bei einem Spannvorgang die Oberseite des Gleitelements 31 mit dem schrägen Abschnitt 34a zusammenwirkt, wird das Gleitelement in den Raum 38 zwischen den beiden Gehäuseteilen 19 und 20 hineingedrückt. Das eine (linke) Ende des Gleitelements 31 stößt dabei gegen den Anschlag 39a, der von.dem Ende des Gehäuseteiles 20 gebildet wird.When, in a clamping operation, the top of the sliding member 31 cooperates with the inclined portion 34 a, the sliding member is pressed into the space 38 between the two housing parts 19 and 20. The one (left) end of the sliding member 31 abuts against the stop 39a, which is formed by.the end of the housing part 20.
In Fig. 3 ist der Spannzustand des Spannfingers 16 dargestellt. Der Spannfinger 16 befindet sich in senkrechter Position und er ist in das Gehäuse hineingezogen, so daß der an seinem Ende befestigte Kopf das Werkstück gegen den Gegenhalter 17 ziehen kann. In diesem Zustand liegt das Gleitelement 31 an dem Abschnitt 34a der Steuerfläche an, so daß das Gleitelement in den Raum 38 gedrückt wird und der Spannfinger 16 heruntergezogen wird. Wird in diesem Zustand der Zylinderraum 24 mit Druck beaufschlagt und der Zylinderraum 23 entlastet, dann bewegt sich der Kolben 22 gemäß Fig. 3 nach rechts. Da das rechte Ende des Gleitelements 31 am Anschlag 39 liegt, bleibt die Ausrichtung des Spannfingers 16 unverändert, bis der Anschlag 35 des Kolbens gegen die linke Seite des Gleitelementes 31 stößt. Wenn dies geschieht, befindet sich das Gleitelement im Bereich der Abschnitte 34b, 34c und 34d, die so weit zurückliegen, daß das Gleitelement von der Ausnehmung 401 des Kolbens 22 im wesentlichen aufgenommen wird, so daß sein rechtes Ende nicht mehr gegen den Anschlag 39 stößt. Zusammen mit dem Gleitelement 31 ist auch der Spannfinger hochgedrückt worden. Nachdem der Spannfinger 16 seine höchste Position erreicht hat, wird das Gleitelement 31 von dem Anschlag 35 mitgenommen, bis die in Fig. 6 dargestellte Freigabeposition erreicht ist. Dabei wird der Finger 16 um die Gelenkachse 28 des Kugelgelenks 26 herum verschwenkt, während die Unterseite des Gleitstücks 31 über den Steg 40 hinweggleitet. Die Oberseite des Steges 40 ist abgeschrägt, so daß das Gleitstück 31 die in Fig. 6 dargestellte Position einnehmen kann, in der seine linke obere Kante gegen den Anschlag 35 stößt, während die rechte obere Kante gegen die Stufe des Abschnitts 34b der Steuerfläche 34 drückt und die rechte untere Kante auf der Oberseite des Steges 40 ruht. In diesem Zustand ist der Gleitfinger 16 nicht nur angehoben, sondern auch von dem Gegenhalter 17 fortgeschwenkt. Die Spannvorrichtung ist nunmehr zum Aufsetzen eines neuen Werkstücks frei. Wird anschließend der Zylinderraum 23 mit Druck beaufschlagt, dann bewegt sich der Kolben 22 aus der in Fig. 6 dargestellten Stellung nach links, wobei die Schulter des Abschnittes 34b das Gleitelement 31 mitnimmt, so daß der Spannfinger 16 zunächst in die senkrechte Position gebracht wird. Wenn das rechte Ende des Gleitelementes 31 den Anschlag 39 überschritten hat, befindet sich der Spannfinger in der senkrechten Position und durch die Weiterbewegung des Kolbens 22 nach links wird der Spannfinger heruntergezogen, indem der Abschnitt 34a der Steuerfläche 34 gegen das Gleitelement 31 drückt. Der Winkel der Abschnitte 34 und 34c der Steuerfläche 34 in bezug auf die Richtung des Kolbens 22 ist so klein, daß Selbsthemmung auftritt. Dies bedeutet, daß eine den Spannfinger 16 nach oben ziehende Zugspannung nicht imstande ist, den Kolben 22 über das Gleitelement 31 zu verschieben. Gegen äußere Schwenkkräfte ist der Spannfinger 16 dadurch gesichert, daß das rechte Ende des Gleitelements 31 gegen den Anschlag 39 stößt.In Fig. 3, the clamping state of the clamping finger 16 is shown. The clamping finger 16 is in a vertical position and it is drawn into the housing, so that the head fixed at its end can pull the workpiece against the anvil 17. In this state, the sliding member 31 abuts against the portion 34 a of the control surface, so that the sliding member is pressed into the space 38 and the clamping finger 16 is pulled down. If, in this state, the cylinder chamber 24 is pressurized and the cylinder chamber 23 is relieved, then the piston 22 moves according to FIG. 3 to the right. Since the right end of the sliding member 31 abuts on the stopper 39, the alignment of the tensioning finger 16 remains unchanged until the stopper 35 of the piston abuts against the left side of the sliding member 31. When this happens, the slider is in the region of the portions 34 b, 34 c and 34 d, which lie so far back that the slider is received by the recess 401 of the piston 22 substantially, so that its right end no longer abuts against the stop 39 , Together with the sliding member 31 and the clamping finger has been pushed up. After the clamping finger 16 has reached its highest position, the sliding member 31 is taken from the stop 35 until the release position shown in Fig. 6 is reached. In this case, the finger 16 is pivoted about the hinge axis 28 of the ball joint 26 around, while the underside of the slider 31 slides over the web 40 away. The top of the web 40 is chamfered so that the slider 31 can assume the position shown in Fig. 6, in which its left upper edge abuts against the stop 35, while the right upper edge presses against the step of the portion 34 b of the control surface 34 and the right lower edge rests on top of the web 40. In this state, the sliding finger 16 is not only raised, but also pivoted away from the anvil 17. The clamping device is now free for placing a new workpiece. If then the cylinder chamber 23 is pressurized, then the piston 22 moves from the position shown in Fig. 6 to the left, wherein the shoulder of the portion 34b, the sliding member 31 entrains, so that the clamping finger 16 is first brought into the vertical position. When the right end of the slider 31 has exceeded the stopper 39, the clamping finger is in the vertical position and by the further movement of the piston 22 to the left of the clamping finger is pulled down by the portion 34 a of the control surface 34 presses against the sliding member 31. The angle of the portions 34 and 34c of the control surface 34 with respect to the direction of the piston 22 is so small that self-locking occurs. This means that a tensile stress pulling up the clamping finger 16 is unable to move the piston 22 via the sliding element 31. Against external pivoting forces of the clamping fingers 16 is secured by the fact that the right end of the sliding member 31 abuts against the stopper 39.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bis 9 ist die Spannvorrichtung 400 auf dem Gehäuse 12 befestigt, welches seinerseits auf der Palette 11 angebracht ist. Der Spannfinger ist horizontal ausgerichtet und sein Kopf 41 drückt ein Teil des Werkstücks 15 gegen den vertikalen Gegenhalter 42.In the embodiment of FIGS. 7 to 9, the clamping device 400 is mounted on the housing 12, which in turn is mounted on the pallet 11. The clamping finger is oriented horizontally and its head 41 presses a part of the workpiece 15 against the vertical counter-holder 42.
Der Spannfinger 44 ragt axial aus dem einen Ende des langgestreckten Gehäuses 43 heraus. Im Gehäuse 43 ist der Spannfinger 44 mit einem Kugelgelenk 45 gelagert, in dessen Bohrung 46 er verschiebbar geführt ist. Die Gelenkkugel bildet zugleich einen Anschlag zur Begrenzung der Auswärtsbewegung des Spannfingers 44. In eine Längsnut 47 des Spannfingers 44 ragt ein am Gehäuse 43 befestigter Bolzen 48 hinein, um den Spannfinger gegen Verdrehung zu sichern.The clamping finger 44 protrudes axially out of the one end of the elongated housing 43. In the housing 43 of the clamping fingers 44 is mounted with a ball joint 45, in the bore 46, it is guided displaceably. The joint ball also forms a stop for limiting the outward movement of the clamping finger 44. In a longitudinal groove 47 of the clamping finger 44 protrudes a fortified on the housing 43 bolt 48 in order to secure the clamping finger against rotation.
Im Innern des Gehäuses 43 ist der Kolben 49 verschiebbar geführt. Auf jeder Seite des Kolbens 49 befindet sich ein Zylinderraum bzw. 51, der über einen Anschluß 52 bzw. 53 mit Druck versorgt werden kann. Der Kolben 49 ist mit einer Feder 54 an der rückwärtigen Stirnwand des Gehäusedeckels 43a abgestützt.In the interior of the housing 43, the piston 49 is guided displaceably. On each side of the piston 49 is a cylinder chamber or 51, which can be supplied via a port 52 and 53 with pressure. The piston 49 is supported by a spring 54 on the rear end wall of the housing cover 43 a.
Das dem Spannfinger 44 zugewandte Ende des Kolbens 49 enthält eine Ausnehmung 55 in Form einer schräg verlaufenden Sackbohrung. Die Umfangsfläche der Ausnehmung 55 bildet die Steuerfläche 56, die unter spitzem Winkel zur Längsrichtung des Kolbens 49 verläuft. In der Nähe der Öffnung der Ausnehmung 55 sind am Kolben 49 zwei parallele Stifte 57 befestigt, die in dieThe clamping finger 44 facing the end of the piston 49 includes a recess 55 in the form of an inclined blind bore. The peripheral surface of the recess 55 forms the control surface 56 which extends at an acute angle to the longitudinal direction of the piston 49. In the vicinity of the opening of the recess 55, two parallel pins 57 are fixed to the piston 49, which in the
Ausnehmung 55 hineinragen und einen Anschlag bilden, der mit einem Querstift 58 des Spannfingers 44 in noch zu erläuternder Weise zusammenwirkt.Recess 55 protrude and form a stop which cooperates with a transverse pin 58 of the clamping finger 44 in a manner yet to be explained.
Das in die Ausnehmung 55 hineinragende rückwärtige Ende des Spannfingers 44 besteht aus einem an den entgegengesetzten Seitenwänden abgeflachten Kopfstück 59, dessen ballige Umfangsfläche an der Steuerfläche 5,6 anliegt, und zwar am oberen und unteren Ende, so daß das Kopfstück 59 in der Ausnehmung 55 im wesentlichen spielfrei geführt wird. Das Kopfstück 59 ist über einen Hals 60 von verringertem Querschnitt mit dem durch das Kugelgelenk 45 hindurchgehende Hauptteil des Spannfingers 44 verbunden. Das Kopfstück 59 steht von dem Hals 60 zur Anpassung an den Verlauf der Ausnehmung 55 schräg ab. Gegen eine Abflachung 61 am Ende des Kopfstücks 59 stößt der Zapfen 62 einer Hülse 63, die von einer Feder 64 koaxial zum Kolben 49 in Richtung auf den Spannfinger 44 gedruckt wird. Die Feder 64 ist an der rückwärtigen Stirnwand des Gehäusedeckels 43a abgestützt. Der Zapfen 62 ragt durch eine Axialbohrung des Kolbens 49 hindurch in die Ausnehmung 55 hinein. Die Funktion der Feder 64 entspricht derjenigen der Feder 37 des ersten Ausführungsbeispiels. Sie besteht darin, den Spannfinger 44 aus dem Gehäuse herauszudrücken. Die genannten Federn brauchen nur relativ geringe Kräfte aufzubringen.The protruding into the recess 55 rear end of the clamping finger 44 consists of a flattened on the opposite side walls head piece 59 whose spherical peripheral surface rests against the control surface 5,6, at the upper and lower end, so that the head piece 59 in the recess 55th is performed essentially free of play. The head piece 59 is connected via a neck 60 of reduced cross section with the main part of the clamping finger 44 passing through the ball joint 45. The head piece 59 is inclined from the neck 60 to adapt to the course of the recess 55. Against a flattening 61 at the end of the head piece 59, the pin 62 abuts a sleeve 63 which is printed by a spring 64 coaxial with the piston 49 in the direction of the clamping finger 44. The spring 64 is supported on the rear end wall of the housing cover 43a. The pin 62 protrudes into the recess 55 through an axial bore of the piston 49. The function of the spring 64 corresponds to that of the spring 37 of the first embodiment. It consists in pushing out the clamping finger 44 out of the housing. The said springs need only apply relatively small forces.
Wenn der Spannfinger 44 in der in Fig. 8 dargestellten Spannposition ist, ist er aus dem Gehäuse 43 herausgefahren und er verläuft im wesentlichen koaxial zur Richtung des Kolbens 49. Der Kopf drückt dabei das Werkstück vertikal gegen den Gegenhalter 42. In diesem Zustand wird ein Anheben des Werkstücks durch den Spannfinger 44 auch dann verhindert, wenn beide Zylinderräume 50 und 51 drucklos sind. Dies liegt daran, daß ein Anheben des Werkstücks nur möglich wäre, wenn der Spannfinger 44 um die Achse des Kugelgelenks 45 herum verschwenkt würde. Dazu müßte das Kopfstück 59 den Kolben 49 durch Druck auf die Steuerfläche 56 zurückschieben können. Selbst wenn der Winkel der Steuerfläche 56 so groß ist, daß keine Selbsthemmung eintritt, wird das Zurückschieben des Kolbens 49 durch die relativ starke Feder 54 verhindert:When the clamping finger 44 is in the clamping position shown in Fig. 8, it has moved out of the housing 43 and it is substantially coaxial with the direction of the piston 49. The head presses the workpiece vertically against the anvil 42. In this state, a Lifting of the workpiece by the clamping finger 44 is prevented even if both cylinder chambers 50 and 51 are depressurized. This is because a lifting of the workpiece would only be possible if the clamping finger 44 was pivoted about the axis of the ball joint 45 around. For this purpose, the head piece 59 would have to push back the piston 49 by pressure on the control surface 56. Even if the angle of the control surface 56 is so large that no self-locking occurs, the pushing back of the piston 49 is prevented by the relatively strong spring 54:
Zum Lösen der Spannvorrichtung wird der Zylinderraum 51 mit Druck beaufschlagt. Dadurch bewegt sich der Kolben 49 entgegen der Wirkung der Feder 54 nach rechts. Das Kopfstück 59 gleitet entlang der Steuerfläche 56, wodurch der Spannfinger 44 um den Mittelpunkt des Kugelgelenks 45 herum im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Dadurch wird der Druck auf das Werkstück beendet. Im Verlauf der Rückwärtsbewegung des Kolbens 49 stoßen die Anschläge 57 gegen die seitlich vorstehenden Enden des Querstiftes des Kopfstücks 59, wodurch im weiteren Verlauf der Rückwärtsbewegung der Spannfinger 44 in das Gehäuse 43 einbezogen wird, so daß sich der in Fig. 9 dargestellte Zustand ergibt. Hierbei ist der Kopf 41 von dem Werkstück zurückgezogen, so daß dieses nach oben von dem Gegenhalter 42 abgenommen werden kann.To release the clamping device, the cylinder chamber 51 is pressurized. As a result, the piston 49 moves against the action of the spring 54 to the right. The head 59 slides along the control surface 56, whereby the clamping finger 44 is pivoted about the center of the ball joint 45 in the clockwise direction. This stops the pressure on the workpiece. In the course of the backward movement of the piston 49, the stops 57 abut against the laterally projecting ends of the transverse pin of the head piece 59, whereby in the course of the rearward movement of the clamping fingers 44 is included in the housing 43, so that the state shown in Fig. 9 results. Here, the head 41 is withdrawn from the workpiece, so that it can be removed from the counter-holder 42 upwards.
Zur Vermeidung zu hoher Flächenpressungen kann gemäß Fig. 11 an der Ausnehmung 55 ein Druckstück 65 vorgesehen sein, das in einer Scheibenfeder mit kreisförmiger Längsnut des Kopfstücks schwenkbar angebracht ist und dessen vorstehender Teil der zylindrischen Form der Steuerfläche 56 angepaßt ist, so daß sich die Anpreßkraft über größere Flächenbereiche verteilt. Zum Spannen der Spannvorrichtung wird - ausgehend von dem in Fig. 9 dargestellten Zustand - der Zylinderraum 51 druckentlastet, so daß die Feder 54 den Kolben 49 vorschiebt. Dieses Vorschieben kann auch durch Druckbeaufschlagung des Zylinderraums 50 erfolgen. Durch das Vorschieben des Kolbens 49 (nach links) wird durch die Wirkung der Feder 64 auch der Spannfinger 44 vorgeschoben, wobei die Enden des Querstiftes 58 zunächst gegen die Anschläge 57 gedrückt sind. Während des Vorschiebens behält der Spannfinger 44 zunächst seine Schwenkposition bei. Wenn dann der Ringkragen 66 des Spannfingers 44 gegen das Kugelgelenk 45 stößt, ist die äußere Endstellung des Spannfingers erreicht. Wird nun der Kolben 49 noch weiter vorgeschoben, dann lösen sich die Anschläge 57 von den Enden des Querstiftes 58 und das Kopfstück 59 dringt in die Ausnehmung 55 ein, wodurch der Schwenkvorgang des Spannfingers 44 um den Mittelpunkt des Kugelgelenks 45 durchgeführt wird, bis der in Fig. 8 dargestellte Spannzustand erreicht ist.To avoid excessive surface pressures can be provided as shown in FIG. 11 at the recess 55, a pressure piece 65 which is pivotally mounted in a disc spring with a circular longitudinal groove of the head piece and whose protruding part of the cylindrical shape of the control surface 56 is adapted, so that the contact pressure distributed over larger areas. For tensioning the tensioning device, starting from the state shown in FIG. 9, the cylinder space 51 is pressure-relieved, so that the spring 54 advances the piston 49. This advancing can also be done by pressurizing the cylinder chamber 50. By advancing the piston 49 (to the left) is pushed by the action of the spring 64 and the clamping finger 44, wherein the ends of the transverse pin 58 are first pressed against the stops 57. During advancement, the clamping finger 44 initially maintains its pivotal position. Then, when the annular collar 66 of the clamping finger 44 abuts against the ball joint 45, the outer end position of the clamping finger is reached. Now, if the piston 49 further advanced, then the stops 57 are released from the ends of the transverse pin 58 and the head 59 penetrates into the recess 55, whereby the pivoting operation of the clamping finger 44 is performed around the center of the ball joint 45 until the in Fig. 8 shown clamping state is reached.
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