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Die Erfindung betrifft eine Schnellspanneinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Eine derartige Schnellspanneinrichtung ist beispielsweise mit dem Gegenstand der
EP 0 858 862 A1 bekannt geworden. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zum lösbaren Befestigen von zu bearbeitenden Werkstücken an eine Bearbeitungsmaschine mit einer Palette, an der die Werkstücke lösbar befestigt und über diese Palette lösbar mit der Bearbeitungsmaschine verbindbar sind, wobei die Verriegelung zwischen der Palette und der Bearbeitungsmaschine mit mindestens einem an der Palette befestigten Einzugsnippel erfolgt, der in eine zentrale Aufnahmebohrung der Schnellspannvorrichtung eingreift, die mindestens eine bodenseitige Öffnung aufweist.
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Die bodenseitige Öffnung des dort beschriebenen Schnellspannzylinders hat lediglich einen Flüssigkeitsablauf, der dazu dient, dass Kühlmittel oder andere Verunreinigungen in der zentralen Aufnahmebohrung nach unten abgeführt werden können. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die vorgesehene Bohrung für den Flüssigkeitsablauf im Zylinderboden wesentlich zu klein dimensioniert ist und außerdem ein relativ komplizierter Aufbau vorgesehen werden muss, weil der Kolben in einem axial verlängerten Ansatz abdichtend in einer entsprechenden zentralen Bohrung des Zylinderbodens geführt werden muss.
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Durch die Anordnung des axialen Kragens am Boden des Kolbens werden sehr hohe Herstellungskosten für die Herstellung des Kolbens aufgewendet, weil der Kragen nur durch Ausdrehen des Kolbenmaterials aus einem Vollmaterial hergestellt werden kann.
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Im Übrigen ist die Reinigungswirkung durch Anordnung lediglich einer nach unten gerichteten Ablauföffnung ungenügend. Insbesondere reicht dies nicht aus, Späne und anderes anhaftendes Material aus der Aufnahmebohrung des Zylinders zu entfernen.
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Mit dem Gegenstand der
DE 197 57 430 C1 ist eine weitere Reinigungseinrichtung an einem Schnellspannzylinder bekannt geworden, bei der im Kolbenboden etwa parallel zu diesem ein Lufteinblaskanal angeordnet ist, der in eine Bohrung mündet, die zentrisch in die Aufnahmebohrung für den Einzugsnippel mündet.
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Bei dieser Ausführungsform ist nachteilig, dass der Kolben mit einem axial nach unten gerichteten Ansatz im Zylinder verschiebbar geführt ist, was mit hohen Herstellungskosten verbunden ist. Ferner ist nachteilig, dass die gesamte Lufteinblasung durch den mit Hochdruckmedium gefüllten Druckraum des Zylinders geführt werden muss, was mit aufwendigen Abdichtungsmaßnahmen verbunden ist.
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Ein Flüssigkeitsablauf ist hierbei nicht vorhanden. Daher besteht der Nachteil, dass eventuell Kühlmittel oder auch Schwitzwasser in die Aufnahmebohrung des Zylinders eindringen kann und dann in den bodenseitigen Lufteinblaskanal einfließt, wenn dieser drucklos ist. Diese Flüssigkeiten führen im Lufteinblaskanal zu rasch eintretenden Korrosionserscheinungen und zu unerwünschten Ablagerungen, die beim Ausblasen (Anlegen von Druckluft) in unerwünschter Weise wieder in die Aufnahmebohrung des Zylinders eingeblasen werden.
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Der sich am Lufteinblaskanal absetzende Schmutz, der wiederholt mit Einschalten der Druckluftquelle wieder nach oben in die Aufnahmebohrung eingeblasen wird, beschädigt die hochempfindlichen, unter hohem Flüssigkeitsdruck des Hydraulikmediums stehenden Dichtungen zwischen dem Kolben und dem Zylinder, weil die mit Verunreinigungen behaftete Druckluft gerade in diesem Bereich vorbeigeführt wird. Die empfindlichen Abdichtungen zwischen Kolben und Zylinder werden zerstört, insbesondere auch dann, wenn – wie in der Art einer Sandstrahlbearbeitung – der unerwünscht abgelagerte Schmutz gegen die Verschiebeführungen des Kolbens in den Zylinder geblasen wird und diese beschädigt.
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Insbesondere wenn eine derartige Lufteinblasung in einem aus Grauguss gefertigten Maschinentisch angeordnet wird, besteht der Nachteil, dass dieser Grauguss durch die unvermeidlich entstehenden Wasserablagerungen stark rostet und die Rostablagerungen dann in unerwünschter Weise mit Einschalten der Druckluftquelle in die Aufnahmebohrung eingeblasen werden und zur Beschädigung der Dichtungen und der Verschiebeführungen zwischen Kolben und Zylinder führt.
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Entsteht im Bereich der Verschiebeführung zwischen dem mit Hochdruckmedium gefüllten Zylinderraum und dem axialen Ansatz des Kolbens eine Undichtheit, dann besteht der Nachteil, dass das Hochdrucköl in den Luftkanal hineinschießt, das zur Erzeugung der Druckluft verwendete Luftaggregat verschmutzt und dies sogar zu einer Explosion des Luftaggregates führen kann.
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Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass der axiale Ansatz des Kolbens, der abdichtend gegenüber dem Hochdruckraum im Zylinder geführt ist, lediglich beispielsweise einen Durchmesser von 14 mm hat und die dort befindliche Zylinderbohrung, die gleichzeitig auch im Luftkanal liegt, deshalb hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Dies führt unter anderem auch dazu, dass wegen der kleindimensionierten Lufteinblasöffnung nur ein sehr kleiner O-Ring verwendet werden kann, der nur ungenügende Abdichtwirkungen hat. Der Abdichtspalt ist dann entsprechend kleindimensioniert, muss aber hohen Drücken standhalten.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Spanneinrichtung nach der
EP 0 858 862 A1 , diese so weiterzubilden, dass eine wesentlich bessere Reinigungswirkung im Innenraum des Zylinders erzielt werden kann, in der Weise, dass Wasser, anhaftende Späne und andere Verunreinigungen sicher und schadfrei aus der Aufnahmebohrung entfernt werden können.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Aufnahmebohrung des Schnellspannzylinders flüssigkeits- und luftleitend mit mindestens einem bodenseitigen Saugkanal verbunden ist.
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Mit der gegeben technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass nun erfindungsgemäß ein druckloser Flüssigkeitsablauf vermieden wird und stattdessen ein Saugkanal flüssigkeitsleitend und luftleitend an die zentrale Aufnahmebohrung des Schnellspannzylinders angeschlossen wird, so dass über diesen Saugkanal Saugluft aus der Aufnahmebohrung abgesaugt wird, die dafür sorgt, dass dort anhaftende Späne und Kühlmitteltropfen restlos entfernt werden können.
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Damit besteht gegenüber der
EP 0 858 862 der Vorteil, dass insbesondere bei schwenkbar angeordneten Schnellspannvorrichtungen, die beispielsweise auch in einer aufrechten Lage oder sogar in einer Überkopflage betrieben werden, stets dafür gesorgt wird, dass anhaftende Verschmutzungen, die in die Aufnahmebohrung eingedrungen sind, insbesondere aber auch Kühlwasser, restlos entfernt werden kann.
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Dies war bei der
EP 0 858 862 A1 nicht möglich, weil bei einer stehenden Anordnung des Schnellspannzylinders das Wasser sich seitlich ablagerte und nicht entfernt werden konnte.
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Für die Erzeugung einer Saugkraft im Saugkanal gibt es verschiedene Ausführungsformen, die alle als erfindungswesentlich beansprucht werden.
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In einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass am Anschluss des Saugkanals ein entsprechender Späneabsauger angeordnet wird, der in der Lage ist, Späne und Feuchtigkeit aus der zentralen Aufnahmebohrung des Schnellspannzylinders abzusaugen.
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In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Saugkanal selbst eine Saugeinrichtung angeordnet wird, die beispielsweise als Venturidüse ausgebildet ist. Damit besteht der Vorteil, dass über die Venturidüse Druckluft zugeführt werden kann, die in den Saugkanal gerichtet ist. Die in den Saugkanal gerichtete Druckluft führt im Saugkanal aufgrund des Venturi-Effektes zu einem Unterdruck, der dafür sorgt, dass aus der zentralen Aufnahmebohrung des Zylinders Luft abgesaugt wird und in den Saugkanal gefördert wird. Mit dieser Luft werden entsprechende Verunreinigungen aus der zentralen Aufnahmebohrung in den Saugkanal gefördert und dort mittels des von der Venturidüse erzeugten Überdrucks entfernt. Anstatt eines Saugkanals handelt es sich also bei dieser Ausführungsform um einen Überdruckkanal, bei dem aber dennoch aufgrund des in der zentralen Aufnahmebohrung erzeugten Unterdrucks die Verunreinigungen mitgerissen und unter Druck abgefördert werden.
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Speziell bei Grauguss- und Graphitbearbeitungen von Werkstücken bestehen hier Vorteile, weil die Graugusspartikel zum Anhaften an verschiedenen inneren Flächen des Spannzylinders neigen. Die Partikel werden mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen restlos und rückstandsfrei entfernt. Andernfalls fangen derartige Graugusspartikel sofort an zu rosten, setzen sich praktisch unlösbar fest und können dann nur noch mit entsprechenden mechanischen Reinigungswerkzeugen entfernt werden. Dies vermeidet die Erfindung nach der eine entsprechende Saugeinrichtung im Ansaugkanal anordnet wird, die gleichzeitig auch bläst.
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Die Anordnung einer Druckquelle im Ansaugkanal, die als Venturidüse arbeitet, hat den weiteren Vorteil, dass Druckluft von dieser Druckluftquelle abgeleitet werden kann und in einem Parallelstrom über parallele Ausblaskanäle in den Schnellspannzylinder eingeführt werden kann. Damit besteht der Vorteil, dass mit der Druckluft noch zusätzliche Flächen im Schnellspannzylinder gereinigt werden können, zum Beispiel die Seitenwände der zentralen Aufnahmebohrung, weil dort entsprechende Ringkanäle mit zugeordneten Düsenbohrungen angeordnet sind und zusätzlich auch noch die Kugellaufbahnen für die Kugeln im Kolben, sowie die Laufbahnen, auf denen die Kugeln im Zylinder angeordnet sind. Die Kugeln dienen zum formschlüssigen Verriegeln des Einzugsnippels in den Zylinder.
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In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass statt des Anschlusses eines Saugkanales an dem Schnellspannzylinder nun ein Druckluftkanal angeschlossen wird. Dieser Druckluftkanal hat den Vorteil, dass bei beengten Einbauverhältnissen, bei denen ein relativ groß dimensionierter Saugkanal nicht möglich ist, trotzdem eine einwandfreie Reinigung der gesamten Aufnahmebohrung, der Kugellaufbahnen und der Kugeln selbst mittels Druckluft möglich ist.
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Hier besteht aber nun der Vorteil, dass es nicht mehr erforderlich ist, das Druckluftmedium durch den mit Hochdruckmedium gefüllten Druckraum des Zylinders hindurchzuführen, was beim Stand der Technik ja mit der Gefahr verbunden war, dass die dort angeordneten Laufflächen zwischen Kolben und Zylinder durch die Druckluft und die entsprechenden Verunreinigungen beschädigt wurden.
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Bei dieser nachteiligen Anordnung war im Übrigen noch der unerwünschte Effekt gegeben, dass bei Beschädigungen der unter Hochdruckmedium stehenden Dichtungen des Kolbens im Bereich des axialen Kolbenansatzes in Verbindung zu den dazugeordneten Zylinderlaufflächen Drucköl aus der zentralen Aufnahmebohrung nach oben herausschoss, wenn der Einzugsnippel aus der Aufnahmebohrung entfernt war. Dies stellte eine hohe Unfallgefahr für die Bedienungsperson dar.
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Dies vermeidet die Erfindung, wobei die Druckluftzuführung durch den Zylinderboden und durch einen im Wesentlichen druckfreien Zylinderraum erfolgt und dadurch, dass dem druckfreien Zylinderraum gegenüberliegend der unter Hochdruckmedium stehende Druckraum des Zylinders angeordnet ist, durch den die Druckluft nicht hindurchgeführt wird.
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Damit besteht der Vorteil, dass der Kolben in diesem Bereich, durch den die Druckluft hindurchgeführt wird, mit relativ unempfindlichen Laufflächen in Richtung zum Zylinder ausgerichtet ist, weil diese Laufflächen nicht gegenüber dem Hochdruckmedium abgedichtet werden müssen. Der Kolben liegt also mit einfach ausgebildeten Abdichtringen auf zugeordneten Zylinderflächen auf, wobei diese Zylinderflächen bevorzugt als Büchse im Mittenbereich koaxial zu der Aufnahmebohrung des Einzugsnippels angeordnet sind.
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Hierbei gibt es verschiedene Möglichkeiten:
In einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass diese Zylinderfläche als rostfreie Einpresshülse ausgebildet ist, die in den Zylinderboden eingepresst ist und deren Außenumfang als Lauffläche für den darauf verschiebbar gehaltenen Kolben dient.
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Diese Einpresshülse ist besonders kostengünstig herzustellen, weil sie getrennt von dem Material des Zylinders hergestellt werden kann und dann in den Zylinderboden eingepresst wird.
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Selbstverständlich kann statt des Einpressens auch jede andere mechanische Befestigung verwendet werden wie zum Beispiel Schweißen, Gewindeverbindungen, Nieten, Kleben und dergleichen.
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Statt der Verwendung einer separaten, vom Zylinder im Werkstoff getrennten Einpresshülse, kann natürlich auch der Zylinder selbst werkstoffeinstückig mit einer derartigen Einpresshülse verbunden werden, so dass diese ein einziges Stück mit dem Material des Zylinderbodens bildet.
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Wichtig ist jedenfalls, dass die Einpresshülse, beziehungsweise die Zylinderwandung dieser Einpresshülse, nur eine relativ unempfindliche Abdichtung gegenüber dem drucklosen Zylinderraum hat, in den der Kolben verschoben wird.
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Dieser Zylinderraum muss lediglich wasserdicht sein und die Dichtungen zwischen dem Kolben und der Einpresshülse müssen nur Fließwasser standhalten, sie müssen demzufolge nicht gegen ein Hochdruckmedium abdichten, wie dies beim Stand der Technik der Fall war.
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Aus diesem Grunde besteht auch nicht die Gefahr, dass beim Eindringen von Druckluft diese Laufflächen beschädigt werden, weil die Einpresshülse völlig getrennt von den Laufflächen zwischen Kolben und Zylinder ausgebildet ist. Das heißt, die Druckluft wird nicht über die Laufflächen des Kolbens geführt, so wie dies beim Stand der Technik der Fall war.
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Erreicht wird dies dadurch, dass eine Überkopfanordnung zwischen Zylinder und Kolben verwendet wird. Dabei wird der Kolben so eingebaut, dass der geschlossene Kolbenboden in Richtung auf den oberen Zylinderdeckel gerichtet ist und dass sich die Kraftspeicher (Federpakete) oben an dem umgestülpten und einen nach unten offenen Kolbenboden abstützen und sich andererseits an dem Zylinderboden abstützen und hierbei in den druckfreien Zylinderraum hineinragen.
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Mit dieser speziellen Ausführungsform, die einen nach unten gerichteten Kolben zeigt, wobei in der Nähe des Zylinderbodens der druckfreie Zylinderraum ausgebildet ist, besteht der wesentliche Vorteil, dass nun der unter Hochdruckmedium stehende obere Druckraum in der Nähe des Zylinderdeckels oder der Zylinderoberseite ausgebildet ist.
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Wichtig ist, dass das Hochdruckmedium nur für die Verschiebung des Kolbens zum Lösen des Einzugsmittels im Zylinder verwendet wird und dass während der Hochgenauigkeitsbearbeitung von Werkstücken auf eingespannten Paletten die Spannkraft allein durch die mechanischen Kraftspeicher erreicht wird und der unter Hochdruckmedium stehende Druckraum zwischen Kolben und Zylinder in diesem Bearbeitungszustand druckfrei sein muss.
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Mit der umgekehrten Anordnung der Federpakete im Vergleich zum Stand der Technik ergibt sich im Übrigen der weitere Vorteil, dass die Federpakete sich nun an einem relativ stabilen Zylinderboden abstützen und nicht mehr an dem Zylinderdeckel. Die Abstützung erfolgt also einerseits an dem stabil ausgebildeten Kolbenboden, der nach oben ausgerichtet ist und andererseits an dem unteren Zylinderboden. Nachdem aber der Zylinderboden einer derartigen Spanneinrichtung auf einem planen und hochbelastbaren Maschinentisch oder einer Aufspannplatte montiert ist, fallen eventuelle Durchbiegungen des Zylinderbodens nicht ins Gewicht und werden von der Aufspannplatte oder dem Maschinentisch aufgefangen.
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Beim Stand der Technik war dies nicht der Fall, weil sich in unerwünschter Weise die Kraftspeicher nach oben an dem Zylinderdeckel abstützten und der Zylinderdeckel in unerwünschter Weise aufgewölbt wurde. Damit bestand aber der Nachteil, dass wegen der Aufwölbung Ungenauigkeiten bei der hochgenauen Bearbeitung von Werkstücken entstanden.
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Weil die Palette aufgrund der unerwünschten Durchbiegung des Zylinderdeckels nicht plan auf dem Zylinderdeckel auflag, kam es auch zu unerwünschten Vibrationen der aufgespannten Palette auf dem Einspannzylinder, was zu einer Beeinträchtigung der Bearbeitungsgenauigkeit eines auf der Palette bearbeiteten Werkstückes führte.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor:
Es zeigen:
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1: schematisiert in jeweils zwei Halbschnitten zwei Ausführungsformen eines Schnellspannzylinders im Spannzustand;
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2: eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform;
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3: eine dritte, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform im Schnitt;
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Insgesamt wird zu den 1 bis 3 angemerkt, dass zur Erläuterung zwei unterschiedliche Kraftspeicher 6, 7 dargestellt sind und dass wahlweise der eine oder der andere Kraftspeicher verwendet werden kann. Stattdessen können auch andere Kraftspeicher-Elemente, wie z. B. Elastomere verwendet werden. Die Kraftspeicher können auch entfallen und der Kolben 2 kann von beiden Seiten her von einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmedium angetrieben werden.
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Im Übrigen wird bezüglich der Funktion derartiger Schnellspannzylinder auf die Offenbarung der
EP 0 858 862 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt inhaltlich vollständig von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verriegelung eines Einzugsnippels 3 in einen Zylinder 1 durch entsprechend frei geführte Wälzkörper 4, die im Ausführungsbeispiel als frei geführte Kugeln ausgebildet sind, die auf zugeordneten Kugelbahnen 41 (s. 3) in Umfangsrichtung frei verschiebbar und radial bewegbar ausgebildet sind.
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Die Wälzkörper 4 sind in Umfangsrichtung entweder dicht an dicht angeordnet, so dass sie nur ein geringes Bewegungsspiel haben oder sie haben in Umfangsrichtung zwischen sich abstandshaltende Mittel, wie zum Beispiel Federspangen, elastomere Abstandshalter, Stifte oder sind auch auf einem entsprechenden Feder- oder Drahtring aufgefädelt, um so gleichmäßig verteilt am Umfang angeordnet zu sein.
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Die Verriegelung des Einzugnippels 3 im Zylinder 1 über die Wälzkörper 4 erfolgt mittels einander gegenüberliegenden Schrägen im Zylinder, auf den Kugelbahnen 41 des Kolbens 2 und am Außenumfang des Einzugnippels 3.
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Der Zylinder 1 ist etwa topfförmig ausgebildet und besteht aus einem oberen Zylinderdeckel, der beispielsweise werkstoffeinstückig über Seitenwände mit einem Zylinderboden verbunden ist. Die genannten Teile können auch voneinander getrennt ausgebildet sein.
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Im Zylinder ist ein oberer Druckraum 5 angeordnet, der über einen Druckanschluss 8 mit einem Hochdruckmedium, zum Beispiel einem Drucköl, gefüllt wird. Dieses Drucköl wird von außen zugeführt und fließt über den Druckanschluss 8 in den Druckraum 5, in dem der Kolben 2 verschiebbar angeordnet ist.
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Der Druckraum ist radial einwärts durch einen dort abdichtend verschiebbar geführten Sperrkolben 28 abgedichtet, der mittels zugeordneter O-Ring-Dichtungen den Druckraum 5 radial einwärts in Richtung auf die zentrale Aufnahmebohrung 23 abdichtet, in welcher der Einzugsnippel 3 gehalten ist.
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Wie bereits schon eingangs ausgeführt, sind die Halbschnitte nach den 1 und 3 bezüglich der Längsmitte in Linie 9 angelegt, so dass jeweils der linke oder der rechte Halbschnitt bezüglich der Längsmittenlinie 9 zu betrachten ist.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 ist der gesamte Zylinder 1 auf einer Aufspannplatte 10 aufgespannt, die beispielsweise als separate Platte oder auch als Maschinentisch ausgebildet sein kann. Der Schnellspannzylinder kann auch in den Maschinentisch versenkt eingebaut sein.
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In der Aufspannplatte 10 ist ein Kanal 11 eingearbeitet, über den ein Druckmedium in Pfeilrichtung 12 gefördert wird. Dieses Druckmedium kann ein flüssiges oder ein gasförmiges Medium sein und dient zur Reinigung des gesamten Zylinders 1 im Bereich seiner zentralen Aufnahmebohrung 23 und der zugeordneten Kugelbahnen 41 sowie der Kugeln 4.
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Erfindungsgemäß ist nun luftschlüssig und flüssigkeitsleitend zentral (oder in einer nicht dargestellten Ausführung auch dezentral) an die Aufnahmebohrung 23 ein Saugkanal 35 angeschlossen, der mit seinem oberen freien Ende in die zentrale Aufnahmebohrung 23 mündet.
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Hierbei weist gemäß dem linken Halbschnitt in 1 der Zylinder 1 einen axialen, nach oben gerichteten Zylinderbodenansatz 27 auf, der mittels einem O-Ring eine lediglich der Flüssigkeitsabdichtung dienende Abdichtung in Richtung auf den verschiebbar hierzu geführten Kolben 2 zeigt.
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Der Ansatz 44 auf dem Zylinderbodenansatz 27 kann hierbei abgeschrägt sein, um eine zusätzliche schmutzabweisende und flüssigkeitsabweisende Wirkung zu erreichen.
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In dem rechten Halbschnitt nach 1 ist der Zylinderboden anders ausgebildet. Er ist als abgekröpfter Ansatz ausgebildet und bildet hierbei einen Zylinderbodenansatz 25, der zunächst von einem axialen Ansatz ausgehend in einen radial einwärts gerichteten, horizontalen Ansatz übergeht. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil, dass insgesamt der Zylinderbodenansatz 25 aus der lichten Weite der zentralen Aufnahmebohrung 23 radial auswärts versetzt ist, so dass ein in der zentralen Aufnahmebohrung 23 nach unten und außen gerichteter Luftstrom nicht zu Verwirbelungen an dem Zylinderbodenansatz 25 führt.
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Hiermit wird also ein entsprechendes Strömungshindernis vermieden, weil der Zylinderbodenansatz 25 radial auswärts aus der Aufnahmebohrung 23 heraus versetzt ist. Es wird damit in der zentralen Aufnahmebohrung 23 eine radial sich nach außen erweiternde Hinterschneidung 24 gebildet, die noch zusätzlich mit Luft durchströmt ist.
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Wichtig bei beiden Ausführungsformen der Zylinderbodenausbildung bezüglich der Ansätze 25, 27 ist also, dass in der zentralen Aufnahmebohrung 23 eine stark nach unten gerichtete, etwa laminare Luftströmung in Pfeilrichtung 31 erreicht wird, die in der Lage ist, auch fest anhaftende Verunreinigungen mitzureißen, wenn der Einzugsnippel 3 aus der Aufnahmebohrung 23 entfernt ist.
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Aus der Venturidüse 45 wird also in Pfeilrichtung 31 ein in den Saugkanal 35 gerichteter Mediumstrahl 30 erzeugt und damit eine starke Sogwirkung. Damit werden zuverlässig jegliche Flüssigkeit, Kondenswasser und Fremdkörper aus der Aufnahmebohrung 23 sowie sich den daran anschließenden Flächen des Zylinders abgesaugt und in den Saugkanal in Pfeilrichtung 32 abgeführt.
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Es wird bevorzugt, die Saugwirkung so lange aufrecht zu erhalten, bis alle Flächen in der Aufnahmebohrung 23 trocken und schmutzfrei sind.
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Zusätzlich ist noch vorgesehen, dass der Mediumstrahl 30, der im Kanal 11 in Pfeilrichtung 12 strömt, noch über einen Kanal 13 in Pfeilrichtung 14 abgezweigt werden kann und noch zu einer zusätzlichen Ausblaswirkung im Zylinder 1 verwendet werden kann.
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Zu diesem Zweck strömt der Mediumstrahl in Pfeilrichtung 14 in einen vom Kanal 13 abzweigenden Seitenkanal 16 ein und strömt in Pfeilrichtung 18 durch einen Kanal 17 im Kolbenboden des Kolbens 2, wo dieser Luftstrom dann in einen mittigen, zentral angeordneten Ringkanal 19 einmündet.
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Mit einem Verschlussstück 15 wird dieser Mediumstrahl von dem Hochdruckmedium im Druckanschluss 8 getrennt.
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Diese Lufteinblasung ist besonders dann günstig, wenn verfahrensbedingt eine wesentliche Saugwirkung nicht mehr in der zentralen Aufnahmebohrung 23 erzeugt werden kann. Die Saugwirkung ist beispielsweise nur noch gering, wenn der Einzugsnippel 3 bereits schon in die Aufnahmebohrung 23 eingesetzt wird, weil dann im Wesentlichen keine Luft mehr nachströmen kann. Zu diesem Zweck wird deshalb die Blaswirkung der beschriebenen Ausblaseinrichtung verwendet, so dass die Blasluft von dem zentralen Ringkanal 19 aus nun über schräg nach unten und nach innen gerichteten Düsenbohrungen 21 wiederum in den Saugkanal 35 mündet und ebenfalls eine Venturi-Wirkung erzielt.
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Auch hier wird also ein Unterdruck in der Aufnahmebohrung 23 erzielt, weil die schräg in den Saugkanal 35 gerichteten Düsenbohrungen 21 ebenfalls eine Unterdruckwirkung in der Aufnahmebohrung 23 erzeugen.
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Zusätzlich wird aber noch Druckluft in die Aufnahmebohrung 23 eingeleitet und zwar, ausgehend von dem Ringkanal 19, an einen sich luftschlüssig daran anschließenden Ringspalt 22, wobei die genannten Teile alle Teil einer Einpresshülse 20 sind, die zentral in den Zylinderboden des Zylinders 1 eingepresst ist.
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Auch hier gilt das vorhin Gesagte, dass statt der Anordnung einer separaten Einpresshülse 20 auch diese unmittelbar werkstoffeinstückig mit dem Zylinderboden 26 verbunden sein kann.
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Über den vorher erwähnten Längsspalt 22 strömt die Ausblasluft schräg nach oben in Pfeilrichtung 29 in die Aufnahmebohrung 23 ein und reinigt diese. Nachdem diese schräg aufwärts gerichtet ist, trifft sie auch auf die Kugelbahn 41 und die darauf sich abwälzenden Wälzkörper 4, die demzufolge ebenfalls an ihren Oberflächen vollständig gereinigt werden.
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Es werden also durch diesen schräg aufwärts gerichteten Luftstrom in Pfeilrichtung 29 auch die Wälzkörper 4 und die dazugehörenden Abrollbahnen einwandfrei gereinigt und getrocknet.
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Wichtig hierbei ist, dass auch die gesamte Luftführung im Kanal 17 des Kolbens 2 stattfindet und dass jenseits des Kolbens nur ein druckloser Zylinderraum 33 vorgesehen ist, der lediglich gegenüber dem Kolben mittels Dichtringen gegen Wasser abgedichtet werden muss, der aber nicht gegen die Einwirkung von Hochdruckmedium im Druckraum 5 abgedichtet sein muss.
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Dieser Zylinderraum 33 ist demzufolge auch getrennt von der Luftführung ausgebildet, und es entsteht keine gefährliche Bedienungssituation, denn wenn durch Undichtheiten der Dichtringe im Bereich der Sperrkolben Druckmedium aus dem Druckraum 5 in den Zylinderraum 33 eindringt, kann dieses Druckmedium nicht nach außen abspritzen und die Bedienungsperson verletzen.
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In 2 ist eine gegenüber 1 abgewandelte und vereinfachte Ausführungsform dargestellt, die zeigt, dass es auch zur Erfüllung des Erfindungszweckes ausreicht, lediglich luftleitend und flüssigkeitsleitend an die zentrale Aufnahmebohrung 23 einen Saugkanal 35 anzuschließen.
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Das Hochdruckmedium, welches zum Lösen der Verriegelung des Einzugsnippels 3 dient, kann demzufolge auch über einen unteren Druckkanal 34 zugeführt werden, der in der Aufspannplatte 10 oder im Maschinentisch angeordnet ist.
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Es kann also wahlweise eine Druckölzuführung gemäß 1 oder gemäß 2 stattfinden.
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2 zeigt also die vereinfachte Ausführungsform auch des Kolbenbodenansatzes 27 gemäß dem linken Halbschnitt nach 1, der – weil nicht als Halbschnitt ausgebildet – symmetrisch gezeichnet ist.
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Es handelt sich um einen axialen, nach oben in die Aufnahmebohrung 23 gerichteten Ansatz des Kolbenbodens, der mit dem zugeordneten Kolben lediglich eine wasserdichte Verschiebeverbindung bildet, die jedoch nicht dem Hochdruckmedium ausgesetzt ist.
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Wenn aus Platzgründen jedoch eine Absaugeinrichtung gemäß den 1 und 2 nicht in eine Aufspannplatte 10 oder einen Maschinentisch unterbringbar ist, kann es bei einer nicht erfindungsgemäßen Schnellspann-Einrichtung nach 3 vorgesehen sein, lediglich eine Ausblaseinrichtung vorzusehen.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Ausblaseinrichtung in Form eines Kanals 11 dargestellt, über den ein Ausblasmedium (gas- oder flüssigkeitsförmig) in der Aufspannplatte 10 geführt wird.
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Der Kanal 10 kann auch unmittelbar im Zylinderboden 26 geführt werden.
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Das zur Ausblasung und Trocknung der Flächen in der Aufnahmebohrung 23 dienende Medium wird in Pfeilrichtung 12 durch den Kanal 11 gefördert und durchströmt eine Einpresshülse 37, die abdichtend und mechanisch fest im Zylinderboden 26 eingepresst ist.
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Im allgemeinen Beschreibungsteil wurde bereits schon darauf hingewiesen, dass die Einpresshülse 37 auch werkstoffeinstückig mit dem Zylinderbodenansatz 25 ausgebildet sein kann.
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Von dem zentralen Verteilerkanal 46 ausgehend münden zunächst radiale Querkanäle 38 in einen umlaufenden Ringkanal 40, der der Luftsammlung dient und von dem wiederum luftleitend Schrägkanäle 42 ausgehen, welche in die Kugelbahnen 41 münden.
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Durch diese Blasaktion werden die Kugelbahnen 41 und die dazugehörenden Wälzkörper 4 gereinigt und getrocknet.
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Ferner münden von dem zentralen Verteilerkanal 46 ausgehend obere Schrägkanäle 39 in die Aufnahmebohrung, deren Flächen damit ebenfalls gereinigt und getrocknet werden.
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Zusätzlich ist an dem umlaufenden Ringkanal 40 ein axial nach oben gerichteter Ringspalt 43 angeschlossen, in den die Luft ebenfalls einströmt und in axialer Richtung nach oben in die Aufnahmebohrung 23 eindringt und die dort befindlichen Flächen reinigt.
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Vorteil dieser Ausblaseinrichtung ist – wie im allgemeinen Teil erläutert – dass die gesamte Luftzuführung über den Kanal 11 und den Verteilerkanal 46 durch den Zylinderboden 26 hindurch erfolgt, ohne dass hierbei der Druckraum 5 durchsetzt werden muss. Es wird viel mehr erfindungsgemäß der drucklose Zylinderraum 30 durchsetzt, so dass die Anforderung an die Dichtungen 47 stark herabgesetzt sind und die dazugehörigen Laufflächen zwischen der Einpresshülse 37 und den zugeordneten Laufflächen des Kolbens 2 nur der Wasserabdichtung dienen, nicht aber der Abdichtung des Hochdruckmediums.
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Bei Versagen der Dichtung 47 wird dann jedenfalls nur in unerwünschter Weise Druckluft aus den Kanälen 38, 46 in den Zylinderraum 33 eingeblasen, ohne dass ein weiterer Schaden entsteht. Beim Stand der Technik wird aber Hochdrucköl in den Luftraum eingeblasen, was mit schweren Schäden in der Umgebung der Einspannvorrichtung verbunden ist.
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Insbesondere wird damit auch nicht das Luftaggregat zur Erzeugung der Reinigungsluft durch eindringendes Öl geschädigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinder
- 2
- Kolben
- 3
- Einzugsnippel
- 4
- Wälzkörper
- 5
- Druckraum
- 6
- Kraftspeicher
- 7
- Kraftspeicher
- 8
- Druckanschluss
- 9
- Längsmittenlinie
- 10
- Aufspannplatte
- 11
- Kanal
- 12
- Pfeilrichtung
- 13
- Kanal
- 14
- Pfeilrichtung
- 15
- Verschlussstück
- 16
- Seitenkanal
- 17
- Kanal
- 18
- Pfeilrichtung
- 19
- Ringkanal
- 20
- Einpresshülse
- 21
- Düsenbohrung
- 22
- Ringspalt
- 23
- Aufnahmebohrung
- 24
- Hinterschneidung
- 25
- Zylinderbodenansatz
- 26
- Zylinderboden
- 27
- Zylinderbodenansatz
- 28
- Sperrkolben
- 29
- Pfeilrichtung
- 30
- Mediumstrahl
- 31
- Pfeilrichtung
- 32
- Pfeilrichtung
- 33
- Zylinderraum
- 34
- Druckkanal
- 35
- Saugkanal
- 36
- Anschluss
- 37
- Einpresshülse
- 38
- Querkanal
- 39
- Schrägkanal
- 40
- Ringkanal
- 41
- Kugelbahn
- 42
- Schrägkanal
- 43
- Ringspalt
- 44
- Ansatz
- 45
- Venturidüse
- 46
- Verteilerkanal
- 47
- Dichtung
