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Die
Erfindung betrifft einen Spannzylinder in Kompaktbauweise mit einem
linear verschiebbaren ersten Kolben, der eine einen ersten Kolbenraum
begrenzende erste Kolbenfläche
aufweist und mit einem Spannabschnitt verbunden ist, und mit einer
Linearführung
für den
Spannabschnitt.
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Derartige
Spannzylinder werden verwendet, wenn in einem Spannzustand Querkräfte aufgenommen
werden müssen.
Nachteilig hierbei ist, daß gerade
bei einer großen
Führungslänge, die
bei einem großen
Hub erforderlich ist, durch das als Linearführung üblicherweise verwendete, einem
Standardblockzylinder vorgelagerte Führungsgehäuse sich eine verhältnismäßig große Baulänge ergibt.
Derartige Spannzylinder sind somit groß und unnötig materialaufwendig.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende Problem ist es, einen Spannzylinder
anzugeben, der bei einer kompakten Bauweise die Aufnahme von Querkräften bei
ausgefahrenem Spannabschnitt ermöglicht.
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Das
Problem wird dadurch gelöst,
daß bei
einem Spannzylinder der eingangs genannten Art der erste Kolben
ein Hohlkolben ist, in dem der erste Kolbenraum angeordnet ist,
und daß ein
feststehender zweiter Kolben in dem Hohlkolben angeordnet ist und den
ersten Kolbenraum begrenzt.
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Auf
diese Weise lässt
sich bei gleicher Führungslänge eine
um rund ein Drittel kürzere
und kompaktere Ausführung
des erfindungsgemäßen Spannzylinders
gegenüber
einem Spannzylinder mit vorgelagerter Linearführung erzielen. Gleichzeitig
ist es möglich,
ein Totvolumen beim Übergang
von einer Kolbenstange zu dem Spannabschnitt zu vermeiden, so daß hier Verschmutzungen
durch das Einsaugen von beispielsweise Kühlflüssigkeit beim abwechselnden
Spannen und Entspannen und somit Komprimieren und Evakuieren verhindert
wird.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung weist die Linearführung eine
Führungsbuchse
auf, die den Hohlkolben an seinem Außenumfang führt. Diese Führungsbuchse
kann als Gehäuse
ausgebildet sein und ist besonders gut geeignet, Querkräfte in unterschiedlichen
Richtungen quer zur Spannrichtung aufzunehmen.
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Vorzugsweise
weist der Hohlkolben außerdem
einen zweiten Kolbenraum auf, der durch den zweiten Kolben und eine
der ersten Kolbenfläche
zugewandte zweite Kolbenfläche
begrenzt wird. Auf diese Weise ist mittels Druckbeaufschlagung des ersten
Kolbenraumes oder des zweiten Kolbenraumes ein Herausfahren bzw.
Zurückfahren
des Hohlkolbens möglich.
Es hat sich dabei als von besonderem Vorteil erwiesen, wenn ein
dritter Kolbenraum vorgesehen ist, der durch eine von dem Spannabschnitt
abgewandte dritte Kolbenfläche
und ein Gehäuse
begrenzt wird. Auf diese Weise lässt
sich bei gleichem Querschnitt des Spannabschnitts und somit vergleichbar
stabiler Ausführung
gegen Querkräfte eine
höhere
Spannkraft erzielen, da die erste Kolbenfläche und die dritte Kolbenfläche gemeinsam
zum Spannen mit Druck beaufschlagt werden können.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß Ölkanäle in dem zweiten Kolben und/oder
der dieser zugeordneten Kolbenstange zum Beaufschlagen des ersten,
zweiten und/oder dritten Kolbenraumes mit Öl vorgesehen sind. Dadurch
kann ein als Linearführung
dienendes Gehäuse
besonders einfach aufgebaut sein. Außerdem ergibt sich eine zuverlässige und
einfache Versorgung der Kolbenräume
mit Öl.
Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich außerdem, wenn die erste, zweite
und/oder dritte Kolbenfläche
mit dem Hohlkolben einstückig
ist. Es ist aber auch möglich,
daß die erste,
zweite und/oder dritte Kolbenfläche
in den Hohlkolben einsetzbar ist.
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Wenn
der erste Kolbenraum und der dritte Kolbenraum zum Spannen gemeinsam
mit Druck beaufschlagbar sind, und wenn die Summe der ersten Kolbenfläche und
der zweiten Kolbenfläche
größer ist
als die Querschnittsfläche
des Hohlkolbens, ergibt sich bei kompakten Abmessungen eine besonders große Spannkraft.
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Vorzugsweise
sind Dichtmittel zwischen dem Hohlkolben und der Führungsbuchse
am von dem Spannabschnitt abgewandten Ende vorgesehen. Dadurch ergibt
sich einerseits ein guter Schutz gegen Verschmutzen, da die Dichtmittel
weit vom offenen Ende des Spannzylinders entfernt angeordnet sind. Gleichzeitig
ist aber trotzdem eine Schmierung des Kolbens mit Schleppöl möglich. Auch
eine variable Kolbenweg-Abfrage lässt sich hierdurch ermöglichen.
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Bei
einer auch separat einsetzbaren Ausgestaltung der Erfindung ist
als Verdrehsicherung ein parallel zur Linearführungsrichtung angeordneter
Kulissenbolzen vorgesehen, der mit einer Kulissenbahn an der Außenumfangsfläche des
Hohlkolbens zusammenwirkt. Diese Art der Verdrehsicherung ist besonders
belastbar und gleichzeitig robust. Der Kulissenbolzen kann an seinem
dem Spannabschnitt zugewandten Ende dem Außenumfang des Hohlkolbens entsprechend
ausgebildet sein und ein zwischen dem Hohlkolben und der Linearführungsbüchse angeordnetes
Abstreifmittel untergreifen. Weil hierbei als Abstreifmittel ein
einfacher Abstreifring verwendet werden kann, wird dadurch ein Verschmutzen
des Zwischenraumes zwischen Hohlkolben und Linearführung besonders
wirkungsvoll verhindert. Verzugsweise ist dabei der Kulissenbolzen mit
Dichtmitteln in die Kulissenbahn eingesetzt. Dadurch wird das Austreten
von beispielsweise Öl
im Bereich der Kulissenführung
wirkungsvoll verhindert, ohne dass sich ein aufwendiger und damit
anfälliger Aufbau
für einen
eventuellen Dichtring ergibt.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die aber prinzipiell auch
unabhängig
von der Erfindung einsetzbar ist, ergibt sich dadurch, dass eine
Aufnahme für
einen Funktionsträger
an der von der Kolbenfläche
abgewandten Seite des Spannabschnittes vorgesehen ist. Dies ermöglicht vielfältige Einsatzzwecke.
Vorzugsweise sind außerdem
Arretiermittel zum Arretieren des Funktionsträgers in der Aufnahme vorgesehen.
Die Aufnahme kann beispielsweise eine Bohrung sein. Als Arretiermittel
eignen sich radial einsetzbare Gewindestifte mit Kegelspitze und/oder
ein Überwurfring
mit Innengewinde. Bei der Ausführungsform
mit dem Überwurfring
sollte ein flanschartiger Wulst die Aufnahme umgebend vorgesehen
sein.
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Wenn
der Funktionsträger
die erste Kolbenfläche
aufweist und mittels eines Dichtelementes in den Hohlkolben eingedichtet
ist, ergibt sich eine besonders einfache Montagemöglichkeit.
In diesem Fall ist es möglich,
dass der Kolbenraum Teil einer durchgehenden Bohrung ist, die einseitig
dadurch verschlossen wird, dass der Funktionsträger eingeschraubt wird. Hohlkolben
und Funktionsträger
können
einstückig
ausgebildet sein. Es ist außerdem
von Vorteil, wenn ein gemeinsames Gehäuse für Hohlkolben und Funktionsträger vorgesehen
ist. Dies ergibt einen guten Schutz und eine robuste Ausführung. Wenn
eine weitere Verdrehsicherung für
den Funktionsträger
vorgesehen ist, lässt
sich außerdem
ein unerwünschtes
Verdrehen des Funktionsträgers
gegen den Hohlkolben vermeiden.
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Bei
einer Weiterbildung sind bewegliche Funktionselemente vorgesehen.
Die Funktionselemente können
zwei im Wesentlichen zueinander rechtwinklige Spannflächen haben.
Dadurch ist es möglich,
dass die Funktionselemente beim Spannen einen Teil der Spannkraft
rechtwinklig zur Spannrichtung umlenken. Dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn die Funktionselemente drehbar oder schräg zu den
beiden Spannflächen
verschiebbar ausgebildet sind.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich außerdem durch Vorsehen eines
Rückstellelementes zum
Rückstellen
der Funktionselemente in einer Ausgangsstellung. Auf diese Weise
ist der Spannzylinder nach Rückstellen
des Funktionselementes jederzeit wieder einsatzbereit. Eine Rückstellung
der Funktionselemente kann beispielsweise durch Federkraft erfolgen.
Bei Schwergängigkeit,
zum Beispiel durch Verschmutzung im automatischen Arbeitsablauf,
ist diese Ausführungsform
jedoch störungsanfällig. Das
Rückstellelement
kann beispielsweise ein Rückstellbolzen
sein, der parallel zu seiner Längsrichtung
verschiebbar ist, in der Ausgangsstellung an dem zweiten Kolben
abgestützt
ist und das Funktionselement gegen ein Entnehmen sichert. In diesem
Fall hat das Funktionselement eine Aussparung, in die das Rückstellelement
zum Zusammenwirken eingreift. Das Funktionselement ist erst nach Zurückschieben
des Rückstellelementes
aus der Aussparung entnehmbar. Andererseits bietet dieser linear
verstellbare Rückstellbolzen
eine einfache Antriebsmöglichkeit
durch Abstützen
an dem zweiten Kolben. Vorzugsweise ist das Rückstellelement beim Spannen
mit Druck beaufschlagbar. Dadurch wird während des gesamten Spannvorgangs
eine Definierte Ausgangsstellung des Funktionselementes eingenommen.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele anhand
der Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 Eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Spannzylinders mit
den Erfindungsmerkmalen in einem entspannten Zustand,
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2 den
Schnitt C-C von 1,
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3 den
Spannzylinder von 1 in gespanntem Zustand,
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4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Spannzylinders mit den Erfindungsmerkmalen,
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5 eine
Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels ähnlich 2,
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6 ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines Spannzylinders mit den Erfindungsmerkmalen,
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7 eine
schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Spannzylinders mit
den Erfindungsmerkmalen mit einem beweglichen Funktionselement,
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8 eine
Vorderansicht auf den vierten Spannzylinder mit dem beweglichen
Element,
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9 eine
schematische Darstellung zur Montage des beweglichen Funktionselementes
in dem Funktionsträger
von 7,
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10 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Spannzylinders mit den Erfindungsmerkmalen mit einem beweglichen
Funktionselement, und
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11 eine
Vorderansicht auf das weitere Ausführungsbeispiel des Spannzylinders
von 10.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Spannzylinders 10 mit
den Erfindungsmerkmalen in Schnittdarstellung. Der Spannzylinder 10 weist ein
Gehäuse 11 und
einen ersten Kolben 12 auf. Der erste Kolben 12 ist
linear verschiebbar in dem Gehäuse 11 angeordnet
und als Hohlkolben 12 ausgeführt. Das Gehäuse 11 weist
zwei Anschlüsse 13, 14 für Öldruckleitungen
auf, die mit Ölkanälen 15, 16 jeweils
in Verbindung stehen.
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Der
Hohlkolben 12 weist eine Bohrung 17 auf, die einen
ersten Kolbenraum 18 und einen zweiten Kolbenraum 19 bildet,
die mittels eines Kolbens 20 voneinander getrennt sind.
Der Kolben 20 ist ein feststehender Kolben 20,
der im Bezug auf das Gehäuse 11 ortsfest
befestigt ist und außer
der Bildung von drei getrennten Kolbenräumen 18, 19, 25 als
Endanschlag des ausgefahrenen Hohlkolbens 12 dient.
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Die
Bohrung 17 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels eines
Funktionsträgers 21 verschlossen,
der an seiner dem Kolben 20 zugewandten Seite eine erste
Kolbenfläche 22 aufweist. Der
ersten Kolbenfläche 22 benachbart
ist ein Dichtring 23 den Funktionsträger 21 umgebend und
gegen den Hohlkolben 12 abdichtend angeordnet.
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Am
von dem Funktionsträger 21 abgewandten
Ende des Hohlkolbens 12 ist dem Kolben 20 zugewandt
eine zweite Kolbenfläche 24 angeordnet. Die
erste Kolbenfläche 22 und
der Kolben 20 begrenzen den ersten Kolbenraum 18,
und die zweite Kolbenfläche 24 und
der Kolben 20 begrenzen gemeinsam den zweiten Kolbenraum 19.
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Ein
dritter Kolbenraum 25 ist zwischen dem von dem Funktionsträger 21 abgewandten
Ende des Hohlkolbens 12 und dem Gehäuse 11 angeordnet, wobei
der dritte Kolbenraum 25 von dem Gehäuse 11 und einer an
dem von dem Funktionsträger 21 abgewandten
Ende des Hohlkolbens 12 dem Gehäuse 11 zugewandt angeordneten
abgestuften dritten Kolbenfläche 26 begrenzt
wird. Der Hohlkolben 12 ist an seiner Außenumfangsfläche an dem
von dem Funktionsträger 21 abgewandten
Ende mittels eines Dichtrings 27, der in einer Nut 28 angeordnet
ist, gegen das Gehäuse 11 abgedichtet.
Auf ähnliche
Weise ist der Hohlkolben 12 mittels eines Dichtringes 29,
der in einer Nut 31 angeordnet ist, gegen eine Kolbenstange 30 abgedichtet,
die den Kolben 20 trägt
und in Bezug auf das Gehäuse 11 ortsfest
fixiert. Die Kolbenstange 30 ist mittels einer Mutter 32 an
dem Gehäuse 11 festgesetzt.
In der Kolbenstange 30 sind Ölkanäle 33, 34 angeordnet.
Dabei ist der Ölkanal 33 über den dritten
Kolbenraum 25 mit dem Ölkanal 15 verbunden.
Außerdem
verbindet der Ölkanal 33 den
ersten Kolbenraum 18 mit dem dritten Kolbenraum 25.
Der Ölkanal 34 verbindet
wiederum den Ölkanal 16 mit dem
zweiten Kolbenraum 19. Die beiden äußeren Kolbenräume 25 und 18 bewirken
unter Öldruck
das Ausfahren des Hohlkolbens 12, während der innere Kolbenraum 19 das
Einfahren des Hohlkolbens 12 bewirkt.
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Zusätzlich zu
der Linearführung
des Hohlkolbens 12, die durch dessen Außenumfang und die Bohrung in
dem Gehäuse 11 gebildet
wird, weist der Spannzylinder 10 außerdem eine Verdrehsicherung für den Hohlkolben 12 auf.
Die Verdrehsicherung wird im Wesentlichen durch eine Kulissenbahn 35 und
einen Kulissenbolzen 36 gebildet. Die Kulissenbahn 35 ist
am dem Funktionsträger 21 zugewandten
Ende des Hohlkolbens 12 in dessen Längsrichtung verlaufend und
an dessen Außenumfangsfläche angeordnet.
Wie sich beispielsweise 2 entnehmen lässt, hat
die Kulissenbahn 35 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
einen Teilkreisförmigen
Querschnitt. Der Kulissenbolzen 36 ist, wie sich ebenfalls 2 entnehmen
lässt,
mit einem kreisförmigen
Querschnitt, der der Kulissenbahn 35 entspricht, versehen.
Dabei ist das dem Funktionsträger 21 zugewandte
Ende des Kulissenbolzens 36 der Außenumfangsfläche des
Hohlkolbens 12 entsprechend ausgebildet. Zu diesem Zweck
hat der Kulissenbolzen 36 an seinem dem Funktionsträger 21 zugewandten Ende
eine Fläche 37,
deren Kontur der Außenumfangsfläche des
Hohlkolbens 12 entspricht. An seinem dem Funktionsträger 21 zugewandten
Ende hat das Gehäuse 11 eine
ringförmige
Nut 38, in der ein Abstreifring 39 angeordnet
ist. Wie sich den 1 und 2 entnehmen
lässt,
untergreift der Kulissenbolzen 36 mit seinem dem Funktionsträger 21 zugewandten
Ende, nämlich
der Fläche 37,
den Abstreifring 39. Der Kulissenbolzen 36 weist
außerdem
eine Nut 40 auf, in der ein Dichtring 41 angeordnet
ist. Wie sich 1 außerdem entnehmen lässt, ist
der Funktionsträger 21 mittels
einer Überwurfmutter 42 an dem
Hohlkolben 12 befestigt. Außerdem weist der Kolben 20 einen
Dichtring 43 zum Abdichten des ersten Kolbenraumes 18 gegen
den zweiten Kolbenraum 19 auf.
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Nachfolgend
wird die Funktion des Spannzylinders 10 anhand der 1 – 3 erläutert. Bei dem
in 1 gezeigten Zustand ist der Hohlkolben 12 in
seine entspannte Position zurückgezogen.
Zu diesem Zweck wird mittels Beaufschlagen des Anschlusses 14 mit
Drucköl,
wie dies mit dem Pfeil B angedeutet ist, dieses Öl über die Ölkanäle 16 und 34 in
den zweiten Kolbenraum 19 geleitet. Dort wirkt das Öl auf die
zweite Kolbenfläche 24,
wobei der Feststehende Kolben 20 als Widerlager dient,
und schiebt so den Hohlkolben 12 in die dargestellte entspannte
Position zurück.
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Zum
Ausfahren des Kolbens in die in 3 dargestellte
gespannte Position wird der Anschluss 13 mit Drucköl beaufschlagt,
wie dies mit einem Pfeil A angedeutet ist. Von dem Anschluss 13 wird
das Drucköl über den Ölkanal 15 in
den dritten Kolbenraum 25 geleitet und gelangt von dort über den Ölkanal 33 in
den ersten Kolbenraum 18. Durch den auf die erste Kolbenfläche 22 und
die dritte Kolbenfläche 26 wirkenden Öldruck wird
der Hohlkolben 12 dann in die in der 3 dargestellt
gespannte Position ausgefahren, wobei der Kolben 20 und
das Gehäuse 11 jeweils
als Widerlager dienen. Durch das Zusammenwirken der ersten Kolbenfläche 22 und
der dritten Kolbenfläche 26 ergibt
sich eine größere Druckfläche und
somit eine größere Spannkraft
als sie durch die Druckbeaufschlagung eines Kolbens mit der Querschnittsfläche des
Hohlkolbens 12 möglich
wäre. Bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel
ergibt sich durch das Zusammenwirken der ersten Kolbenfläche 22 mit der
dritten Kolbenfläche 26 eine
etwa 20 % höhere Spannkraft
als mit einem Kolben der Querschnittsfläche des Hohlkolbens 12.
Beim Herausfahren des Hohlkolbens 12 in die in der 3 dargestellte
gespannte Position gelangt Hydrauliköl aus dem dritten Kolbenraum 25 bis
zu dem Dichtring 27 und benetzt so die Wandfläche der
Bohrung im Inneren des Gehäuses 11.
Auf diese Weise dient das Hydrauliköl als so genanntes Schleppöl zum Schmieren
des Hohlkolbens 12 in dem Gehäuse 11. Gleichzeitig
verhindert der Dichtring 41 ein Austreten des Schleppöles durch
die Nut 35.
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Beim
Zurückfahren
des Hohlkolbens 12 in die in der 1 dargestellte
entspannte Position verhindert der Abstreifring 39, dass
auf die Außenumfangsfläche des
Hohlkolbens 12 gelangte Verschmutzungen in den Bereich
zwischen dem Hohlkolben 12 und dem Gehäuse 11 herein gezogen
werden. Insbesondere im Bereich des Kulissenbolzens 36 wird
dabei mittels dessen Untergreifen des Abstreifringes 39 mit
der Fläche 37 ein
sicheres Abstreifen erzielt, wobei eine hohe Betriebssicherheit
und geringe Kosten der verwendeten Komponenten erzielt werden. Die
Ausbildung des Kulissenbolzens 36 mit seinen Abdichtungen
ermöglicht
erst das Austreten der Kulissenbahn 35 des Hohlkolbens 12 aus
der Gehäusebohrung
des Gehäuses 11 und
verkürzt
somit die Kulissenbahn 35 und das Gehäuse 11 beträchtlich.
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4 zeigt
einen Spannzylinder 44 als ein zweites Ausführungsbeispiel
mit den Erfindungsmerkmalen in einer geschnittenen Darstellung.
Der Spannzylinder 44 entspricht vom Aufbau her im Wesentlichen
dem Spannzylinder 10. Gleiche Elemente tragen die gleichen
Bezugsziffern, wobei einzelne Elemente, wie beispielsweise die Verdrehsicherung, und
einzelne Bezugsziffern zur besseren Übersicht weggelassen worden
sind. Im Gegensatz zu dem Spannzylinder 10 hat der Spannzylinder 44 ein
Gehäuse 45 und
einen Hohlkolben 46, der ähnlich dem Hohlkolben 12 aufgebaut
ist. Im Unterschied zu dem Hohlkolben 12 weist der Hohlkolben 46 keine Überwurfmutter 42 sondern
Gewindestifte 48 zur Befestigung eines Funktionsträgers 47 auf.
In dem Gehäuse 45 sind
außerdem
Sensoren 49, 50 in Bohrungen 51, 52 angeordnet.
Der Sensor 50 ist mittels eines Gewindes in die Bohrung 52 eingeschraubt
und erfasst das von dem Funktionsträger 47 abgewandte
Ende des Hohlkolbens 46. Die Bohrung des Sensors 50 ragt
in den dritten Kolbenraum 25 und muß daher öldruckdicht abgedichtet sein.
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Der
Sensor 49 ist mittels eines Gewindes mit einer Befestigungsplatte 52 verbunden,
die wiederum mittels Schrauben 54 mit dem Gehäuse 45 verbunden
ist. Die Schrauben 54 sind in Langlöchern 53 in der Befestigungsplatte 52 angeordnet.
Die Langlöcher 53 und
die Bohrung 51 erlauben ein Verschieben der Befestigungsplatte 52 mit
dem Sensor 49 parallel zur Längsachse des Hohlzylinders 46,
wie dies durch einen Doppelpfeil C angedeutet ist. Der Sensor 49 erfasst
das Vorhandensein einer Aussparung 51 in der Außenumfangsfläche des
Hohlkolbens 46. Da der Sensor 49 mit seiner Langloch-Bohrung 51 nicht in
einen Kolbenraum ragt (während
des gesamten Kolbenhubes), wird die Verschiebung des Sensors 49 zum
Einstellen ohne Druckabdichtung erst möglich.
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Wie
sich der 5 entnehmen lässt, sind vier
Gewindestifte 48 mit kegelförmiger Spitze zum Befestigen
des Funktionsträgers 47 vorgesehen.
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Die
Sensoren 49, 50 können beispielsweise als Endlagenschalter
dienen. Insbesondere mittels des Sensors 49 ist eine Justierung
des Hubes des Hohlkolbens 46 möglich.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung eines Spannzylinders 55 als
ein drittes Ausführungsbeispiel
mit den Erfindungsmerkmalen. Der Spannzylinder 55 entspricht
von seinem Aufbau her im Wesentlichen dem Spannzylinder 10 und
dem Spannzylinder 44. Gleiche Elemente tragen die gleichen
Bezugsziffern. Zur besseren Übersicht
ist das Gehäuse 11 teilweise
weggelassen. Im Unterschied zu den Spannzylindern 10 und 44 weist
der Spannzylinder 55 einen Hohlkolben 56 auf,
der stirnseitig geschlossen ist. Im Einzelnen ist der Hohlkolben 56 an
seinem in der Figur rechten Ende geschlossen, so dass eine erste
Kolbenfläche 59 zur
Begrenzung des ersten Kolbenraumes 18 Teil des Hohlkolbens 56 und
nicht wie bei dem Spannzylinder 10 und dem Spannzylinder 44 Teil
des Funktionsträgers 21, 47 ist.
Bei dem Hohlkolben 56 ist deshalb eine zweite Kolbenfläche 60 zur
Begrenzung des zweiten Kolbenraumes 19 und eine dritte
Kolbenfläche 61 zur
Begrenzung des dritten Kolbenraumes 25 Teil eines Abschlussstückes 62,
das mittels eines Gewindes 63 mit dem Hohlkolben 56 verschraubt
ist. Zur Abdichtung des zweiten Kolbenraumes 19 von dem
dritten Kolbenraum 25 weist das Abschlussstück 62 einen
in einer Nut 64 angeordneten Dichtring 65 und
einen in einer Nut 66 angeordneten Dichtring 67 auf.
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Der
Hohlkolben 56 weist an seinem geschlossenen Ende eine Aufnahme 57 für einen
nicht in der Figur dargestellten Funktionsträger auf. Beispielsweise lässt sich
dieser Funktionsträger
mit einem Innengewinde 58 an der Aufnahme 57 verschrauben.
Es ist aber auch eine Verwendung von Gewindestiften 48 möglich.
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7 zeigt
einen Spannzylinder 68 als ein drittes Ausführungsbeispiel
mit den Erfindungsmerkmalen in geschnittener Darstellung. Der Spannzylinder 68 entspricht
in seiner Funktionsweise den Spannzylindern 10, 44 und 55.
Gleiche Elemente tragen die gleichen Bezugsziffern. Zur besseren Übersicht
ist eine Reihe von Einzelteilen nicht mit Bezugsziffern versehen
oder nicht in der Figur dargestellt. Der Spannzylinder 68 unterscheidet
sich von den Spannzylindern 10, 44 und 55 durch
die Verwendung eines geänderten
Funktionsträgers 69.
Der Funktionsträger 69 weist
ein Aufnahmestück 70 für ein Funktionselement 71 auf.
Außerdem
hat der Funktionsträger 69 eine
durchgehende Bohrung 72, die bis durch die erste Kolbenfläche 22 hindurch
verläuft.
Im Inneren der Bohrung 72 ist ein Rückstellbolzen 73 angeordnet.
Der Rückstellbolzen 73 hat
eine lang gestreckte, im Wesentlichen zylinderförmige Gestalt. An seiner Außenumfangsfläche weist
der Rückstellbolzen 73 eine
umlaufende Nut 74 auf, in der ein Dichtring 75 angeordnet
ist. An seinem, von der Kolbenfläche 22 abgewandten
Ende hat der Rückstellbolzen 73 eine
kugelförmig
ausgebildete Spitze, mit der der Rückstellbolzen 73 mit
einer Aussparung 77 in dem Funktionselement 71 zusammenwirkt.
Das Funktionselement 71 ist im Wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildet,
wobei an seiner von der Aussparung 77 abgewandten Seite
eine weitere Aussparung vorgesehen ist, die zwei zueinander schräge Flächen 78, 79 bildet.
Die schrägen
Flächen 78, 79 sind
unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet. Bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
bilden die Flächen 78, 79 einen
Winkel von etwa 45 miteinander. Wie sich der 7 entnehmen
lässt,
stößt in einem
mit durchgezogenen Linien dargestellten Zustand der Rückstellbolzen 73 an
den Kolben 20 an, wodurch die Funktionsscheibe 71 derart
zwangsweise in eine Ausgangsposition zurückgeschwenkt ist, dass die
Aussparung 77 an der Spitze 76 des Rückstellbolzens 73 anliegt.
Beim Ausfahren des Hohlkolbens 12 in einen Spannzustand
wird der erste Kolbenraum 18 mit Hydraulikölen beaufschlagt,
wodurch neben der ersten Kolbenfläche 22 auch das von
der Spitze 76 abgewandte Ende des Rückstellbolzens 73 unter Öldruck steht
und so die Funktionsscheibe 71 in der gezeigten Position
hält. Beim
Erreichen der mit unterbrochenen Linien dargestellten Spannposition stößt zunächst die
Fläche 78 mit
ihrer abgerundeten Vorderkante an ein Werkstück 80, das mittels
Auflagen 82 auf einem Werktisch 81 angeordnet
ist. Durch das Anstoßen
der Fläche 78 gegen
das Werkstück 80 wird
die Funktionsscheibe 71 gegen die Rückstellkraft des durch den Öldruck beaufschlagten
Rückstellbolzens 73 im
Uhrzeigersinn bis zum Erreichen der gestrichelt dargestellten Position
gedreht, bei der beide Flächen 78 und 79 an
dem Werkstück 80 anliegen.
Durch die in der 7 nach rechts gerichtete Spannkraft
des Spannzylinders 68 wird auf diese Weise gleichzeitig
eine Kraft nach rechts in der Figur und nach unten auf das Werkstück 80 ausgeübt, die gemeinsam
zu dem mit dem Pfeil F bezeichneten Kraftvektor auf das Werkstück 80 führen.
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Anhand
der 8 und 9 wird nachfolgend das Einsetzen
der Funktionsscheibe 71 in das Aufnahmestück 70 beschrieben.
Wie sich den Figuren entnehmen lässt,
weist das Aufnahmestück 70 eine
Aufnahme 83 auf, deren Kontur dem Außenumfang der Funktionsscheibe 71 angepasst
ist. Die Aufnahme 83 seitlich begrenzend ist eine Begrenzung 84 vorgesehen,
so dass die Funktionsscheibe 71 im eingesetzten Zustand
seitlich nicht aus der Aufnahme 83 herausrutschen kann.
Zum Einführen
der Funktionsscheibe 71 in die Aufnahme 83 wird
die Funktionsscheibe 71 derart geschwenkt, dass die Flächen 78, 79 in
der Figur schräg
nach links unten gewandt sind. Auf diese Weise lässt sich die Funktionsscheibe 71 in
die Aufnahme 83 einführen,
wie dies in 9 schematisch dargestellt ist.
Nach dem Einführen
der Funktionsscheibe 71 in die Aufnahme 83 wird
die Funktionsscheibe 71 dann in die in 7 mit
durchgezogenen Linien dargestellte Ausgangsposition geschwenkt.
Wird dann der Rückstellbolzen 73 in
der Figur von links her in die Bohrung 72 eingeführt, bis
die Spitze 76 an der Aussparung 77 anliegt, so
ist ein versehentliches Herhausgleiten und damit Verlieren der Funktionsscheibe 71 aus
der Aufnahme 83 verhindert. Durch diese Ausbildung der
Funktionsscheibe 71 mit ihrer mehr als die Hälfte des
Umfanges betragenden Aufnahme 83 können die Flächen 78 und 79 bis
in den Mittenbereich der Funktionsscheibe 71 ausgedehnt
werden.
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10 zeigt
einen Spannzylinder 85 als ein weiters Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Spannzylinder 85 entspricht im Wesentlichen
dem Spannzylinder 68. Gleiche Elemente tragen die gleichen
Bezugsziffern. Wie bei dem Spannzylinder 68 sind die Bezeichnungen
für einzelne
Elemente sowie auch einzelne Elemente zur besseren Übersicht weggelassen.
Wie sich der 10 entnehmen lässt, hat
der Spannzylinder 85 einen Funktionsträger 86 mit einem Aufnahmestück 87.
Das Aufnahmestück 87 weist
ein schräg
verschiebbares Funktionselement 88 auf, dass mit einem
in einer Bohrung 89 in dem Funktionsträger 86 angeordneten
Rückstellbolzen 90 ähnlich dem
Rückstellbolzen 73 in
Verbindung steht. Der Rückstellbolzen 90 weist
eine Nut 91 auf, in der ein Dichtring 92 angeordnet
ist.
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Das
Funktionselement 88 ist ein Spannschieber 88,
der in einer Aufnahme in dem Aufnahmestück 87 angeordnet ist
und entlang einer, die Aufnahme begrenzenden Schräge 93 verschiebbar
ist, wie dies durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Der Spannschieber 88 weist
zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Spannfläche 94, 95 auf.
Auf der von den Flächen 94, 95 abgewandten
Seite des Spannschiebers 88 ist eine Aussparung 96 angeordnet,
mit der im montierten Zustand der Rückstellbolzen 90 in Verbindung
steht.
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11 zeigt
eine Vorderansicht des Spannzylinders 85.
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Wie
sich der 10 entnehmen lässt, stößt in einer
Ausgangsposition der Rückstellbolzen 90 an den
Kolben 20 an und drückt
so den Spannschieber 88 entlang der Schrägen 93 soweit
schräg
aufwärts, bis
das von dem Kolben 20 abgewandten Ende des Rückstellbolzens 20 an
einen unteren Anschlag der Aufnahme 96 anstößt. Beim
Beaufschlagen des ersten Kolbenraumes 18 mit Drucköl wird der
Hohlkolben 12 in der Figur nach rechts bewegt, bis die
mit gestrichelten Linien eingezeichnete Spannposition erreicht wird.
Dabei wird zunächst
der Spannschieber 98 durch den mit Drucköl beaufschlagten
Rückstellbolzen 90 in
der Ausgangsposition gehalten. Beim Auftreffen der Fläche 95 auf
das auf der Auflage 97 gehaltene Werkstück 80 kann der Spannschieber 88 entlang
der Schrägen 93 soweit
ausweichen, bis auch die Fläche 94 an
dem Werkstück 80 anliegt. Beim
Spannen des Spannzylinders 85 mittels Druckbeaufschlagen
des Kolbenraumes 18 wird sodann eine Kraft sowohl in der
Figur nach rechts als auch nach unten auf das Werkstück 80 durch
den Spannschieber 88 ausgeübt, wie dies mit dem Pfeil
F als resultierende Kraft angedeutet ist.
-
Zur
Montage wird der Spannschieber 88 bei zurückgeschobenem
Rückholbolzen 90 entlang
der Schräge 93 in
die Aufnahme des Aufnahmestückes 87 eingeführt und
sodann mittels Vorschieben des Rückstellbolzens 90 gegen
ein versehentliches Herhausgleiten gesichert.
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- 10
- Spannzylinder
- 11
- Gehäuse
- 12
- Hohlkolben
- 13
- Anschluss
- 14
- Anschluss
- 15
- Ölkanal
- 16
- Ölkanal
- 17
- Bohrung
- 18
- erster
Kolbenraum
- 19
- zweiter
Kolbenraum
- 20
- Kolben
- 21
- Funktionsträger
- 22
- erste
Kolbenfläche
- 23
- Dichtring
- 24
- zweite
Kolbenfläche
- 25
- dritter
Kolbenraum
- 26
- dritte
Kolbenfläche
- 27
- Dichtring
- 28
- Nut
- 29
- Dichtring
- 30
- Kolbenstange
- 31
- Nut
- 32
- Mutter
- 33
- Ölkanal
- 34
- Ölkanal
- 35
- Kulissenbahn
- 36
- Kulissenbolzen
- 37
- Fläche
- 38
- Nut
- 39
- Abstreifring
- 40
- Nut
- 41
- Dichtring
- 42
- Überwurfmutter
- 43
- Dichtring
- 44
- Spannzylinder
- 45
- Gehäuse
- 46
- Hohlkolben
- 47
- Funktionsträger
- 48
- Gewindestift
- 49
- Sensor
- 50
- Sensor
- 51
- Aussparung
- 52
- Befestigungsplatte
- 53
- Langloch
- 54
- Schraube
- 55
- Spannzylinder
- 56
- Hohlkolben
- 57
- Aufnahme
- 58
- Innengewinde
- 59
- erste
Kolbenfläche
- 60
- zweite
Kolbenfläche
- 61
- dritte
Kolbenfläche
- 62
- Abschlussstück
- 63
- Gewinde
- 64
- Nut
- 65
- Dichtring
- 66
- Nut
- 67
- Dichtring
- 68
- Spannzylinder
- 69
- Funktionsträger
- 70
- Aufnahmestück
- 71
- Funktionselement
- 72
- Bohrung
- 73
- Rückstellbolzen
- 74
- Nut
- 75
- Dichtring
- 76
- Spitze
- 77
- Aussparung
- 78
- Fläche
- 79
- Fläche
- 80
- Werkstück
- 81
- Werktisch
- 82
- Auflage
- 83
- Aufnahme
- 84
- Begrenzung
- 85
- Spannzylinder
- 86
- Funktionsträger
- 87
- Aufnahmestück
- 88
- Funktionselement
- 89
- Bohrung
- 90
- Rückstellbolzen
- 91
- Nut
- 92
- Dichtung
- 93
- Schräge
- 94
- Fläche
- 95
- Fläche
- 96
- Aussparung
- 97
- Auflage
- 98
- Arretierstift
- 99
- Funktionsträger
- 100
- Arretierstift