DE10115864C1 - Fluidbetätigter Zangenspannstock - Google Patents

Abstract

Es wird ein fluidbetätigter Zangenspannstock vorgeschlagen, der eine mit einer ersten Beaufschlagungsfläche (18) versehene hülsenartige Spannzange (5) aufweist, die von einem eine zweite Beaufschlagungsfläche (24) aufweisenden Beaufschlagungskörper (22) umschlossen ist. Es sind ferner Betätigungsmittel vorgesehen, die durch Fluidbeaufschlagung eine das Zusammenwirken zwischen den Beaufschlagungsflächen (18, 24) steuernde axiale Relativbewegung zwischen dem Beaufschlagungskörper (22) und der Spannzange (5) hervorrufen können. Diese Betätigungsmittel enthalten eine zwischen die Spannzange (5) und den Beaufschlagungskörper (22) zwischengeschaltete fluidbetätigte Kontraktionseinrichtung (33), die einen bei Innendruckbeaufschlagung eine Längenkontraktion erfahrenden Kontraktionsschlauch (34) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Zangenspann­ stock.

Aus dem Fachbuch "Spannen mit Druckluft und Vakuum", Stefan Hesse, Herausgeber: FESTO AG & Co, 1999, Seite 89, geht ein in pneumatisch betätigter Bauweise ausgeführter Zangenspann­ stock hervor. Er ermöglicht das Spannen von Werkstücken bei­ spielsweise auf Bohr- und Fräsmaschinen oder bei Montagear­ beiten. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind diejenige eines Spannelementes bei Rundtaktmaschinen, Sondermaschinen oder Trasferstraßen. Er enthält eine am Außenumfang eine erste Be­ aufschlagungsfläche aufweisende hülsenartige Spannzange und einen die Spannzange umschließenden, eine zum Zusammenwirken mit der ersten Beaufschlagungsfläche vorgesehene zweite Be­ aufschlagungsfläche aufweisenden ring- oder hülsenartigen Be­ aufschlagungskörper. Ferner ist er mit Betätigungsmitteln ausgestattet, die durch Fluidbeaufschlagung eine das Aneinan­ derabgleiten zwischen der ersten und zweiten Beaufschlagungs­ fläche steuernde axiale Relativbewegung zwischen dem Beauf­ schlagungskörper und der Spannzange hervorrufen können. Das Funktionsprinzip basiert auf der radialen Verlagerung mehre­ rer Spannarme einer hülsenartigen Spannzange durch einen be­ züglich der Spannzange beweglichen Beaufschlagungskörper, wobei diese Komponenten über schräg verlaufende Beaufschla­ gungsflächen zusammenwirken. Die vorhandenen Betätigungsmit­ tel enthalten einen durch Druckbeaufschlagung verstellbaren Betätigungskolben, der über eine die Kraftübersetzung bewir­ kende Kugel-Keil-Kombination auf den Beaufschlagungskörper einwirkt, so dass sehr hohe Spannkräfte erreicht werden. Der damit verbundene konstruktive Aufwand ist allerdings relativ groß.

Ein weiterer Zangenspannstock geht aus der US 2,873,121 her­ vor. Dieser verfügt über eine Spannzange, deren Klauen so ge­ bogen sind, dass sich ein Ringraum ergibt, in dem ein mit ei­ nem Fluid, beispielsweise Öl oder Luft, gefüllter Schlauch­ körper untergebracht ist. An dem Schlauchkörper greifen meh­ rere über den Umfang verteilte Bolzen an, die durch einen axial verschiebbaren Stößel so verlagert werden können, dass sie mehr oder weniger stark in den Schlauchkörper eindringen. Beim Eindringen der Bolzen in den Schlauchkörper wird das eingeschlossene Fluid verdrängt, so dass die Klauen der Spannzange radial verformt und gegen ein eingestecktes Werk­ stück gedrückt werden.

Aus der EP 0 503 191 A1 geht ein Parallelgreifer hervor, des­ sen Spannbacken durch lineare Verschiebung eines Betätigungs­ gliedes verlagert werden, wobei durch das Aneinanderabgleiten einander paarweise zugeordneter Schrägflächen die erforderli­ che Kraftumlenkung stattfindet. Eine auf dem gleichen Betäti­ gungsprinzip basierende Greifvorrichtung geht auch aus der DE 33 06 526 A1 hervor.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fluidbe­ tätigten Zangenspannstock zu realisieren, der auch ohne auf­ wendige Kraftübersetzungsmaßnahmen hohe Spannkräfte entwic­ kelt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen fluidbetätigten Zangen­ spannstock, mit einer am Außenumfang eine erste Beaufschla­ gungsfläche aufweisenden hülsenartigen Spannzange, mit einem die Spannzange umschließenden, eine zum Zusammenwirken mit der ersten Beaufschlagungsfläche vorgesehene zweite Beauf­ schlagungsfläche aufweisenden ring- oder hülsenartigen Beauf­ schlagungskörper und mit Betätigungsmitteln, die durch Fluid­ beaufschlagung eine ein geringfügiges Aneinanderabgleiten zwischen der ersten und zweiten Beaufschlagungsfläche steu­ ernde axiale Relativbewegung zwischen dem Beaufschlagungskör­ per und der Spannzange hervorrufen können, wobei die Betäti­ gungsmittel eine zwischen die Spannzange und den Beaufschla­ gungskörper zwischengeschaltete fluidbetätigte Kontraktions­ einrichtung enthalten, die einen bei Innendruckbeaufschlagung eine Längenkontraktion erfahrenden Kontraktionsschlauch auf­ weist.

Auf diese Weise liegt ein Zangenspannstock vor, der auch ohne konstruktiv aufwendige Kraftübersetzungsmaßnahmen hohe Spann­ kräfte erzeugen kann. Die Herstellung gestaltet sich daher relativ kostengünstig, und es lassen sich äußerst kompakte Abmessungen verwirklichen. Die Kontraktionseinrichtung arbei­ tet nach dem Prinzip der Kontraktion natürlicher Muskeln, wobei in den Kontraktionsschlauch einströmendes Druckmedium ei­ ne Dehnung in Umfangsrichtung hervorruft, die mit einer gleichzeitigen Verkürzung des Kontraktionsschlauches einher­ geht, woraus in Axialrichtung eine Zugkraft resultiert. Da Zangenspannstöcke mit einem relativ geringen Arbeitshub be­ trieben werden und bei der erwähnten Kontraktionseinrichtung die höchsten Kräfte zu Beginn des Kontraktionsprozesses auf­ treten, können die gewünschten Spannkräfte durch Einsatz der Kontraktionseinrichtung unmittelbar und somit kostengünstig erzeugt werden. Das Bau- und Funktionsprinzip der Kontrakti­ onseinrichtung kann beispielsweise demjenigen entsprechen, wie es in dem Prospekt "Fluidic Muscle", April 1999, der FESTO AG & Co beschrieben wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un­ teransprüchen hervor.

Besonders kompakte Abmessungen ergeben sich, wenn die Kon­ traktionseinrichtung koaxial zur Spannzange und zum Beauf­ schlagungskörper angeordnet ist. Eine sehr kurze Baulänge kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass eine koa­ xiale Verschachtelung der verschiedenen Komponenten reali­ siert wird, wobei die Kontraktionseinrichtung mit ihrem Kon­ traktionsschlauch zumindest die Spannzange entlang zumindest eines Teils ihrer Länge außen umschließt.

Die Kontraktionseinrichtung ist zweckmäßigerweise geschützt in einem auch die Spannzange enthaltenden Spannstockgehäuse untergebracht.

Zur Fluidbeaufschlagung des vom Kontraktionsschlauch begrenz­ ten Arbeitsraumes ist zweckmäßigerweise ein das Spannstockge­ häuse durchsetzender Fluidkanal vorgesehen, an den sich eine Druckmittelleitung anschließen lässt.

Die Kontraktionseinrichtung kann beispielsweise derart in­ stalliert sein, dass die von ihr durch die Längenverkürzung erzeugte Zugkraft verwendet wird, um den Beaufschlagungskör­ per und die Spannzange aus einer zuvor eingenommenen Löse­ stellung in eine Beaufschlagungsstellung vorzuspannen, in der die Spannzange eine das Festhalten eines zu spannenden Werk­ zeuges gewährleistende Spannstellung einnimmt. Die Rückstel­ lung kann in der Regel allein durch einen Druckabbau in der Arbeitskammer hervorgerufen werden, wenngleich bei Bedarf auch noch eine zusätzliche mechanische Rückstellfedereinrich­ tung vorgesehen werden könnte.

Bei einer alternativen Bauform sind mechanische Federmittel vorgesehen, die im unbetätigten Zustand der Kontraktionsein­ richtung die Beaufschlagungsstellung vorgeben, so dass die Kontraktionseinrichtung betätigt wird, um in die Lösestellung umzuschalten.

Der vom Kontraktionsschlauch radial außen begrenzte Arbeits­ raum der Kontraktionseinrichtung wird radial innen zweckmäßi­ gerweise von dem Beaufschlagungskörper oder einem mit diesem fest verbundenen Teil begrenzt. Auf diese Weise handelt es sich bei dem Arbeitsraum lediglich um einen Ringraum, so dass für die Betätigung wenig Füllvolumen benötigt wird, was einen sparsamen Betrieb des Zangenspannstockes ermöglicht.

Der Zangenspannstock kann auch mit Positionserfassungsmitteln ausgestattet sein, die die Erfassung mindestes einer Relativ­ position zwischen der Spannzange und dem Beaufschlagungskör­ per ermöglichen, so dass eine Integration in einen elektro­ nisch gesteuerten Arbeitsablauf möglich ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zan­ genspannstockes wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt des Zangenspannstockes im unbetätigten Zustand.

Der Zangenspannstock des Ausführungsbeispiels verfügt über ein Spannstockgehäuse 1 mit einer außen zweckmäßigerweise kreiszylindrisch konturierten Seitenwand 2 und einer im Be­ reich einer Stirnseite der Seitenwand 2 befestigten Bodenwand 3. Seitenwand 2 und Bodenwand 3 könnten auch einstückig aus­ gebildet sein. Zweckmäßigerweise besteht das Spannstockgehäu­ se 1 aus Aluminiummaterial.

Das Spannstockgehäuse 1 definiert einen Gehäuse-Innenraum 4, in dem eine hülsenartige Spannzange 5 angeordnet ist. Die Spannzange 5 ist koaxial zum Spannstockgehäuse 1 ausgerich­ tet, dessen Längsachse bei 6 eingezeichnet ist.

Mit einem vom einen Endbereich gebildeten Fußabschnitt 7 ist die Spannzange 5 gehäusefest fixiert. Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die Befestigung an der Bodenwand 3. Letztere verfügt über eine zentrale Ausnehmung 8, die als Durchbre­ chung ausgeführt sein kann und mit einem Innengewinde verse­ hen ist, in das der mit einem Außengewinde versehene Fußab­ schnitt 7 der Spannzange 5 zur Herstellung einer axial festen Verbindung eingeschraubt ist.

Die Spannzange 5 ist in dem sich an den Fußabschnitt 7 an­ schließenden Bereich mehrfach längsgeschlitzt. Mehrere Längs­ schlitze 13 sind über den Umfang der Spannzange 5 verteilt angeordnet und münden jeweils zur axial orientierten Stirn­ fläche 12 des dem Fußabschnitt 7 entgegengesetzten Kopfab­ schnittes 14 der Spannzange 5 aus sowie zur radial orientier­ ten Außenfläche und Innenfläche der hohlen Spannzange 5. Auf diese Weise ist die zweckmäßigerweise aus Federstahl beste­ hende Spannzange 5 in mehrere über den Umfang verteilte Spannarme 15 unterteilt, die über den Fußabschnitt 7 fest miteinander verbunden und zum Kopfabschnitt 14 hin radial be­ züglich der Längsachse 6 verschwenkbar sind. Die möglichen Schwenkbewegungen sind bei 16 durch Doppelpfeile markiert.

In der Zeichnung ist die Schnittebene so gelegt, dass sie links von der Längsachse 6 einen Spannarm 15 durchsetzt und rechts von der Längsachse 6 durch einen Längsschlitz 13 hin­ durch verläuft.

Zwischen dem Fußabschnitt 7 und dem Kopfabschnitt 14 verläuft ein Schaftabschnitt 17 der Spannzange 5 mit kreiszylindri­ scher Außenkontur. Der Kopfabschnitt 14 ist bezüglich des Schaftabschnittes 17 radial verbreitert, wobei die Außenkon­ tur so gewählt ist, dass an der dem Fußabschnitt 7 zugewand­ ten Seite des Kopfabschnittes 14 eine erste Beaufschlagungs­ fläche 18 definiert wird, die zur Stirnfläche 12 hin konisch schräg nach radial außen läuft. Diese konische erste Beauf­ schlagungsfläche 18 ist durch die Längsschlitze 13 unterteilt und setzt sich somit aus an den einzelnen Spannarmen 15 vor­ gesehenen Flächenabschnitten zusammen.

Die Spannzange 5 ist von einem koaxial angeordneten hülsenar­ tigen Beaufschlagungskörper 22 umschlossen. Dieser umschließt die Spannzange 5 am Schaftabschnitt 17 gleitverschieblich und kann relativ zum Beaufschlagungskörper 22 axial verlagert werden.

An seinem dem Kopfabschnitt 14 zugewandten oberen Endbereich 23 ist der Beaufschlagungskörper 22 mit einer zur ersten Be­ aufschlagungsfläche 18 komplementären zweiten Beaufschla­ gungsfläche 24 versehen. Diese liegt der ersten Beaufschla­ gungsfläche 18 unmittelbar gegenüber, wobei ein ständiger Be­ rührkontakt empfehlenswert ist. Im Bereich der zweiten Beauf­ schlagungsfläche 24 ist der Beaufschlagungskörper 22 somit trichterähnlich gestaltet.

Die Zeichnung zeigt den Beaufschlagungskörper 22 in durchge­ zogenen Linien bei Einnahme einer zum Fußabschnitt 7 hin nach unten verlagerten Lösestellung. Durch Aufbringen einer zum Kopfabschnitt 14 hin gerichteten Stellkraft F_S kann der Be­ aufschlagungskörper 22 relativ zur axial feststehenden Spannzange 5 nach oben verlagert werden, wobei die an ihm vorgesehene zweite Beaufschlagungsfläche 24 auf die erste Be­ aufschlagungsfläche 18 der Spannzange 5 einwirkt und die Spannarme 15 nach radial innen drückt. Der Beaufschlagungs­ körper 22 nimmt dann eine Beaufschlagungsstellung ein, wobei die damit verbundene Axialposition der zweiten Beaufschla­ gungsfläche 24 strichpunktiert bei 24' angedeutet ist.

Bei der erwähnten axialen Relativbewegung zwischen Beauf­ schlagungskörper 22 und Spannzange 5 gleiten die ersten und zweiten Beaufschlagungsflächen 18, 24 geringfügig aneinander ab.

Die Beaufschlagungsstellung des Beaufschlagungskörpers 22 ist verbunden mit einer nach innen geschwenkten Spannstellung der Spannarme 15, was eine Verringerung des von den Spannarmen 15 umschlossenen Spannquerschnittes A_S zur Folge hat. Auf diese Weise kann ein in die Spannzange 5 eingestecktes Werkstück 25 durch umfangsseitige Beaufschlagung festgespannt werden.

Es wäre möglich, die ersten und zweiten Beaufschlagungsflä­ chen 18, 24 mit im Vergleich zur Darstellung entgegengesetz­ ter Neigung bezüglich der Längsachse 6 auszurichten. Dies hätte zur Folge, dass die Spannarme 15 bei Beaufschlagung durch den Beaufschlagungskörper 22 nach radial außen gedrückt werden. Eine derartige Bauform ist für die Innenspannung von Werkstücken vorgesehen, beispielsweise zum Spannen in einer Werkstück-Bohrung. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist für Außenspannung ausgelegt.

Der Kopfabschnitt 14 ist für das zu spannende Werkstück 25 von der der Bodenwand 3 entgegengesetzten Oberseite des Spannstockgehäuses 1 her zugänglich. Der Gehäuse-Innenraum 4 ist zu dieser Oberseite hin offen, so dass die Spannzange 5 bei der in das Gehäuse versenkten Bauform des Ausführungsbei­ spiels leicht zugänglich ist oder bei einer für Innenspannung ausgelegten Bauform aus dem Spannstockgehäuse 1 axial hinaus­ ragen kann.

In dem sich nach innen an den Mündungsbereich 27 des Gehäuse- Innenraumes 4 hin anschließenden oberen Längenabschnitt des Gehäuse-Innenraumes 4 ist der Beaufschlagungskörper 22 in seiner durch Doppelpfeil 26 angedeuteten axialen Arbeitsbewe­ gung verschiebbar geführt. Auf diese Weise wird ein Verkanten ausgeschlossen.

An den oberen Längenabschnitt 28 schließt sich, zur Bodenwand 3 hin, eine ebenfalls als Bestandteil des Gehäuse-Innenraumes 4 ausgebildete Aufnahmekammer 32 an. Diese enthält Betäti­ gungsmittel in Gestalt einer Kontraktionseinrichtung 33, die mit einem Betätigungsfluid beaufschlagt werden kann, um die axiale Relativbewegung zwischen dem Beaufschlagungskörper 22 und der Spannzange 5 und somit das Zusammenwirken der ersten und zweiten Beaufschlagungsflächen 18, 24 zum Zwecke des Spannens oder Freigebens eines Werkstückes 25 zu steuern.

Die Kontraktionseinrichtung 33 ist wirkungsmäßig zwischen die Spannzange 5 und den Beaufschlagungskörper 22 zwischengeschaltet. Sie greift mittelbar oder unmittelbar an diesen beiden Bestandteilen an und kann diese bei entsprechender Fluidbeaufschlagung durch Ausüben einer Zugkraft relativ zu­ einander verlagern.

Die Kontraktionseinrichtung 33 ist koaxial zur Spannzange 5 und zum Beaufschlagungskörper 22 angeordnet. Sie verfügt über einen Kontraktionsschlauch 34, der an seinen beiden axial orientierten Stirnseiten mit jeweils einem Kopfstück 35a, 35b fest verbunden ist. Die Kopfstücke 35a, 35b dienen als Kupp­ lungsstücke zur Befestigung am gewünschten Bestandteil des Zangenspannstockes.

Der Kontraktionsschlauch 34 ist ein Verbundkörper und besteht aus einem aus gummielastischem, fluiddichtem Material beste­ henden Schlauchkörper, in den eine in der Zeichnung nicht nä­ her dargestellte Faseranordnung eingebettet ist. Die Faseran­ ordnung besteht aus einer Mehrzahl zugfester Fasern oder Fä­ den, die zwischen den beiden Kopfstücken 35a, 35b verlaufen und endseitig an diesen festgelegt sind. Die Fasern sind so verlegt, dass sie eine gitterartige Struktur in rautenähnli­ cher Form ergeben.

Wird in den vom Kontraktionsschlauch 34 und von den Kopfstüc­ ken 35a, 35b begrenzten Arbeitsraum 36 ein unter Druck ste­ hendes Betätigungsfluid eingespeist, beispielsweise Druck­ luft, wird der Kontraktionsschlauch 34 in radialer Richtung ausgewölbt, wobei sich gleichzeitig eine Längenkontraktion einstellt. In der Zeichnung ist der im drucklosen Zustand im wesentlichen hohlzylindrische Kontraktionsschlauch 34 in durchgezogenen Linien abgebildet. Bei 34' ist strichpunktiert der ausgebauchte, verkürzte Zustand illustriert.

Durch die Verkürzung des Kontraktionsschlauches 34 werden die Kopfstücke 35a, 35b zueinandergezogen. Gleiches gilt dann für diejenigen Bauteile, die an den beiden Kopfstücken 35a, 35b befestigt sind.

Die Kontraktionseinrichtung 33 ist beim Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass sie mit ihrem Kontraktionsschlauch 34 so­ wohl die Spannzange 5 als auch den Beaufschlagungskörper 22 über einen Teil seiner Länge außen umschließt. Die erwähnten Komponenten sind also koaxial ineinander verschachtelt, wobei sie sich axial überlappen. Der hülsenartige Beaufschlagungs­ körper 22 sitzt dabei radial zwischen der Spannzange 5 und dem Kontraktionsschlauch 34 und durchsetzt die Kontraktions­ einrichtung 33.

Auf diese Weise bildet der Beaufschlagungskörper 22 eine ra­ dial innenliegende Begrenzung der Aufnahmekammer 32, bei der es sich mithin um eine Ringkammer handelt. Auch die Kopfstüc­ ke 35a, 35b sind ringförmige Komponenten, die konzentrisch um den Beaufschlagungskörper 22 herum angeordnet sind.

Ein Kopfstück, nachfolgend als unteres Kopfstück 35a bezeich­ net, ist beim Ausführungsbeispiel unmittelbar am Beaufschla­ gungskörper 22 unter Abdichtung festgelegt. Es sitzt zweckmäßigerweise an dem der Bodenwand 3 benachbarten Endabschnitt des Beaufschlagungskörpers 22.

Das nachfolgend als oberes Kopfstück 35b bezeichnete andere Kopfstück ist fest mit der Spannzange 5 verbunden, allerdings nicht direkt, sondern mittelbar über das die Spannzange 5 haltende Spannstockgehäuse 1. Hierzu ist das obere Kopfstück 35b unter Abdichtung fest im Umfangsbereich des Gehäuse- Innenraumes 4 mit axialem Abstand zum unteren Kopfstück 35a an der Seitenwand 2 befestigt. Es befindet sich insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem oberen Längsabschnitt 28 und der Aufnahmekammer 32 des Gehäuse-Innenraumes 4.

Das obere Kopfstück 35b umschließt den Beaufschlagungskörper 22 in einer Weise, dass letzterer relativ zum oberen Kopf­ stück 35b axial verschiebbar ist, gleichzeitig aber auch der Übergangsbereich zwischen dem Beaufschlagungskörper 22 und dem oberen Kopfstück 35b fluiddicht abgedichtet ist. Zur Ab­ dichtung ist beim Ausführungsbeispiel am oberen Kopfstück 35b ein Dichtring 37 gehalten, der den Beaufschlagungskörper 22 dynamisch dichtend umschließt.

In die Arbeitskammer 36 mündet noch ein das Spannstockgehäuse 1 durchsetzender Fluidkanal 37, der andernends zu einer Au­ ßenfläche, insbesondere an der Seitenwand 2, des Spannstock­ gehäuses 1 ausmündet. Hier kann eine zu einer Druckquelle führende Druckmittelleitung angeschlossen werden, über die nach Bedarf das für den Betrieb verwendete Betätigungsfluid zugeführt und abgeführt werden kann, insbesondere unter Zwischenschaltung einer nicht näher dargestellten Steuerventi­ lanordnung.

Der Fluidkanal 37 ist zweckmäßigerweise durch das obere Kopf­ stück 35b hindurch zur Arbeitskammer 36 geführt.

Im unbetätigten Zustand ist die Arbeitskammer 36 drucklos, und der Kontraktionsschlauch 34 nimmt seine hohlzylindrische Ausgangsstellung ein. Dabei halten die Kopfstücke 35a, 35b einen derartigen Abstand zueinander ein, dass sich der Beauf­ schlagungskörper 22 in der Lösestellung befindet.

Um ein in die Spannzange 5 eingestecktes Werkstück 25 zu spannen, wird der Arbeitskammer 36 über den Fluidkanal 37 un­ ter einem Betätigungsdruck von beispielsweise 6 bar stehendes Betätigungsmedium, insbesondere Druckluft, zugeführt. Die daraus resultierende Längenkontraktion des Kontraktions­ schlauches 34 bewirkt eine gegenseitige axiale Annäherung der beiden Kopfstücke 35a, 35b, was eine entsprechende Relativbe­ wegung zwischen dem Beaufschlagungskörper 22 und der Seiten­ wand 2 des Spannstockgehäuses 1 zur Folge hat. Da letztere in fester Verbindung mit der Spannzange 5 steht, ist dies gleichbedeutend mit dem Hervorrufen einer Arbeitsbewegung, bei der der Beaufschlagungskörper 22 relativ zur Spannzange 5 in die oben erläuterte Beaufschlagungsstellung bewegt wird. Das Werkstück 25 ist folglich durch die in die Spannstellung gezwungenen Spannarme 15 der Spannzange 5 festgehalten.

Zum Lösen des Spanngriffes genügt es, den Innendruck in der Arbeitskammer 36 abzubauen, so dass die Kopfstücke 35a, 35b aufgrund der Gummielastizität des Schlauchkörpers des Kon­ traktionsschlauches 34 in die weiter voneinander entfernte Ausgangsstellung zurückbewegt werden. Diese Bewegung wird durch die zusammenwirkenden Beaufschlagungsflächen 18, 24 nicht behindert, da deren Steigung so gewählt ist, dass Selbsthemmung ausgeschlossen ist.

Bei Bedarf kann aber durchaus eine zusätzliche mechanische Rückstellfedereinrichtung vorgesehen werden, die die Rück­ stellbewegung des Beaufschlagungskörpers 22 in die Lösestel­ lung unterstützt.

Es ist auch eine Bauform möglich, bei der der Beaufschla­ gungskörper 22 durch mechanische Federmittel ständig in Rich­ tung der Beaufschlagungsstellung vorgespannt ist. Hier dient die Kontraktionseinrichtung 33 dann dazu, das Umschalten in die Lösestellung zu verursachen. Ein Vorteil dieser Bauform liegt darin, dass auch bei einem Ausfall der Druckversorgung ein sicheres Spannen gewährleistet ist.

Die Kontraktionseinrichtung 33 entwickelt zu Beginn des ge­ genseitigen Annäherungshubes der Kopfstücke 35a, 35b eine be­ sonders hohe Zugkraft. Es ist daher möglich, den Zangenspann­ stock ohne zusätzliche mechanische Kraftverstärkungsmittel zu betreiben und dementsprechend den baulichen Aufwand sehr ge­ ring zu halten. Die Kontraktionseinrichtung 33 arbeitet quasi als Direktantrieb und ist allein für die zwischen dem Beaufschlagungskörper 22 und der Spannzange 5 wirkende Beaufschla­ gungskraft verantwortlich.

Anstelle der beim Ausführungsbeispiel gezeigten hülsenartigen Bauform könnte der Beaufschlagungskörper 22 auch in Gestalt eines Ringkörpers ausgebildet sein. Seine Längenabmessungen könnten dadurch auf die axial gemessene Länge der zweiten Be­ aufschlagungsfläche 24 begrenzt werden. Dies würde dann auch die Realisierung einer Bauform begünstigen, bei der die Ar­ beitsbewegung 26 anders als beim gezeigten Ausführungsbei­ spiel nicht vom Beaufschlagungskörper 22, sondern von der Spannzange 5 ausgeführt wird. Hier wäre dann der Beaufschla­ gungskörper 22 fest mit dem Spannstockgehäuse 1 verbunden, während die Spannzange 5 relativ zum Spannstockgehäuse 1 ver­ schiebbar wäre.

Am Spannstockgehäuse 1 sind bei jedem Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellte Befestigungsmittel vorgesehen, die seine Befestigung an einer Tragstruktur, beispielsweise auf einem Maschinentisch, ermöglichen.

Es besteht ferner die vorteilhafte Möglichkeit, den Zangen­ spannstock mit Positionserfassungsmitteln 38 auszustatten, die die Erfassung mindestens einer Relativposition zwischen der Spannzange 5 und dem Beaufschlagungskörper 22 ermögli­ chen. Dadurch wird die Integration in einen automatisierten Ablauf begünstigt. Exemplarisch ist in der Zeichnung ein mit dem Beaufschlagungskörper 22 bewegungsgekoppelter Permanent­ magnet 42 gezeigt, in dessen Hubbereich ein berührungslos aktivierbarer Sensor 43 platziert ist, insbesondere an der Sei­ tenwand 2 im Umfangsbereich des Gehäuse-Innenraumes 4. Der Sensor 43 wird vom Permanentmagneten 42 erregt, wobei das Sensorsignal zu einer elektronischen Auswerteeinheit 44 ge­ leitet wird.

Der Zangenspannstock ist schließlich noch mit einer Einrich­ tung 45 ausgestattet, mit der sich der mögliche Spannhub der Spannarme 15 einstellen lässt, insbesondere die maximal mög­ liche Offenstellung. Diese Einrichtung 45 verfügt beim Aus­ führungsbeispiel über einen an der Oberseite des Spannstock­ gehäuses 1 fixierten Einstellring 46, der in den Mündungsbe­ reich 27 eingeschraubt ist und in unterschiedlicher Ein­ schraubtiefe positioniert werden kann, wobei er durch Zusam­ menwirken mit dem äußeren Rand des Kopfabschnittes 14 eine mehr oder weniger starke Vorspannung der Spannarme 15 hervor­ rufen kann.

Claims (16)

1. Fluidbetätigter Zangenspannstock, mit einer am Außenum­ fang eine erste Beaufschlagungsfläche (18) aufweisenden hül­ senartigen Spannzange (5), mit einem die Spannzange (5) um­ schließenden, eine zum Zusammenwirken mit der ersten Beauf­ schlagungsfläche (18) vorgesehene zweite Beaufschlagungsflä­ che (24) aufweisenden ring- oder hülsenartigen Beaufschla­ gungskörper (22) und mit Betätigungsmitteln, die durch Fluid­ beaufschlagung eine, ein geringfügiges Aneinanderabgleiten zwischen der ersten und zweiten Beaufschlagungsfläche (18, 24) steuernde axiale Relativbewegung zwischen dem Beaufschla­ gungskörper (22) und der Spannzange (5) hervorrufen können, wobei die Betätigungsmittel eine zwischen die Spannzange (5) und den Beaufschlagungskörper (22) zwischengeschaltete fluid­ betätigte Kontraktionseinrichtung (33) enthalten, die einen bei Innendruckbeaufschlagung eine Längenkontraktion erfahren­ den Kontraktionsschlauch (34) aufweist.

2. Zangenspannstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Kontraktionseinrichtung (33) ohne Zwischen­ schaltung von Kraftübersetzungsmitteln mittelbar oder unmittelbar am Beaufschlagungskörper (22) und an der Spannzange (5) angreift.

3. Zangenspannstock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kontraktionseinrichtung (33) koaxial zur Spannzange (5) und zum Beaufschlagungskörper (22) angeordnet ist.

4. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kontraktionseinrichtung (33) mit ihrem Kontraktionsschlauch (34) zumindest die Spannzange (5) entlang zumindest eines Teils ihrer Länge außen um­ schließt.

5. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kontraktionseinrichtung (33) von dem Beaufschlagungskörper (22) oder einem fest mit diesem verbundenen Teil koaxial durchsetzt ist.

6. Zangenspannstock nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Beaufschlagungskörper (22) in koaxialer Anordnung radial zwischen der Spannzange (5) und dem Kontrak­ tionsschlauch (34) angeordnet ist.

7. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge­ kennzeichnet durch ein die Spannzange (5) enthaltendes Spann­ stockgehäuse (1), das eine Aufnahmekammer (32) definiert, in der die Kontraktionseinrichtung (33) untergebracht ist.

8. Zangenspannstock nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens einen das Spannstockgehäuse (1) durchsetzenden und mit dem vom Kontraktionsschlauch (34) begrenzten Arbeitsraum (36) der Konstraktionseinrichtung (33) kommunizierenden Fluidkanal (37) zum Zuführen und/oder Abführen eines Betäti­ gungsfluides.

9. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 31 bis 8, ge­ kennzeichnet durch mechanische Federmittel, die die Spannzan­ ge (5) und den Beaufschlagungskörper (22) in eine Beaufschla­ gungsstellung vorspannen, wobei die Kontraktionseinrichtung (33) vorgesehen ist, um die Spannzange (5) und den Beauf­ schlagungskörper (22) aktiv in eine relativ zueinander einge­ nommene Lösestellung zu verbringen.

10. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kontraktionseinrichtung (33) derart angeordnet ist, dass bei ihrer Betätigung ein Verla­ gern der Spannzange (5) und des Beaufschlagungskörpers (22) relativ zueinander aus einer Lösestellung in eine den Spann­ vorgang der Spannzange bewirkende Spannstellung erfolgt.

11. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, dass der Kontraktionsschlauch (34) mit seinen beiden Stirnseiten jeweils an einem der Kraftübertra­ gung dienenden Kopfstück (35a, 35b) der Kontraktionseinrich­ tung (33) fixiert ist.

12. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass der vom Kontraktionsschlauch (34) radial außen begrenzte Arbeitsraum (36) der Kontraktionsein­ richtung (33) radial innen vom Beaufschlagungskörper (22) oder einem mit diesem fest verbundenen Teil begrenzt ist.

13. Zangenspannstock nach Anspruch 12 in Verbindung mit An­ spruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopfstück (35a) am Beaufschlagungskörper (22) oder einem mit diesem fest ver­ bundenen Teil befestigt ist, während zwischen dem anderen Kopfstück (35b) und dem Beaufschlagungskörper (22) oder einem mit diesem fest verbundenen Teil eine abgedichtete Verschie­ belagerung vorhanden ist.

14. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, dass der Kontraktionsschlauch (34) ei­ nen aus gummielastischem Material bestehenden Schlauchkörper mit einer unter Bildung einer Gitterstruktur eingebetteten Faseranordnung aufweist.

15. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ge­ kennzeichnet durch ein aus Aluminiummaterial bestehendes Spannstockgehäuse (1).

16. Zangenspannstock nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ge­ kennzeichnet durch Positionserfassungsmittel (38) zur Erfas­ sung mindestens einer Relativposition zwischen der Spannzange (5) und dem Beaufschlagungskörper (22).