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Die Erfindung betrifft einen Schnellspann-Zylinder mit Verriegelungskontrolle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Schnellspann-Zylinder nach dem Gegenstand der Erfindung sind beispielsweise mit der
DE 103 17 350 A1 bekannt geworden. Auf die dortige Offenbarung wird Bezug genommen; sie soll vollinhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
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Bei derartigen Schnellspann-Zylindern, jedoch auch bei Schnellspann-Zylindern mit anderem Aufbau (z. B. nach der
DE 101 23 268 A1 ) besteht der Nachteil, dass der Verriegelungszustand des Einzugsnippels im Schnellspann-Zylinder nicht überprüft werden kann. Er ist optisch nicht kontrollierbar, weil das Gehäuse des Schnellspannzylinders an seiner Oberseite durch die Werkstückpalette abgedeckt ist, und es kann deshalb nicht geprüft werden, ob der Einzugsnippel ordnungsgemäß in die Aufnahmebohrung im Zylindergehäuse eingefahren ist und sich dort in Verriegelungseingriff mit den Verriegelungskörpern befindet.
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Derartige Schnellspannzylinder sind deshalb nicht eigensicher.
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Mit der Druckschrift
DE 32 26 664 C2 wird eine Spannpalette für eine Werkzeugmaschine offenbart, welche eine positionierbare und festspannbare Grundplatte zum Aufsetzen und Aufspannen von Werkstücken mittels hydraulischer Spannvorrichtungen auf einem Maschinentisch aufweist und die Spannvorrichtungen mit einem in der Spannpalette ausgebildeten Kanal zur Versorgung mit einem Fluid in Verbindung stehen, und ein trennbares hydraulisches Verbindungsstück zur Verbindung des Kanals mit einem Zuleitungsschlauch, welches bei Abtrennung den Kanal derart verschließt, dass ein hydraulischer Druckabfall in den Spannvorrichtungen vermieden wird, wobei in dem Kanal in der Grundplatte ein durch eine Betätigungsvorrichtung betätigbares Absperrventil und zwischen Absperrventil und Betätigungseinrichtung ein Druckentlastungsventil angeordnet ist.
Diese Druckschrift weist den Nachteil auf, dass eine Steuerung bzw. Überwachung des Durchflusses des Hydraulik-Mediums dieser nicht zu entnehmen ist.
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Mit der Druckschrift
DE 198 41 928 A1 wird ein Verfahren zum Ausblasen und Ausspritzen von Verunreinigungen an der Oberfläche eines Schnellspannzylinders und den darauf angeordneten Funktionseinheiten offenbart, wobei der Schnellspannzylinder im Wesentlichen ein Gehäuse, einen Deckel, Befestigungsschrauben, einen Kolben, Spannfedern und einen Einziehnippel zum Festspannen einer Palette aufweist, wobei ein Druckluftversorgungssystem die gezielte Verteilung der Druckluft innerhalb der des Schnellspannzylinders beim Werkzeug- und Werkstückwechsel, sowie sicherheitstechnische Funktionen beim Entspannen des Schnellspannzylinders übernimmt.
Diese Druckschrift weist den Nachteil auf, dass die hier verwendete Druckluft ausschließlich zur Steuerung des Kolbens vorgesehen ist und keinen zusätzlichen Luftvorhang zur Unterstützung beim Entriegeln des Einzugsnippels ausbildet.
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Mit der Druckschrift
DE 198 26 257 A1 wird ein Kraftmessgerät und ein zugehöriges Messverfahren offenbart, wobei das Kraftmessgerät einen Auflagezylinder, einen Zug- und Einstellkolben, einen Einzugsnippel, eine Messeinrichtung und einen Ölraum aufweist, welche zur Messung einer der Vorspannung und der Einzugskraft des Einzugsnippels proportionalen physikalischen Größe ausgebildet sind.
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Diese Druckschrift weist den Nachteil auf, dass das Spannen der Messvorrichtung mittels des angeordneten Einzugsnippels der Messeinrichtung dieser Druckschrift nicht zu entnehmen ist.
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Die Druckschrift
DE 20 2004 009 051 U1 offenbart einen Schnellspann-Zylinder mit Verriegelungskontrolle zum Einspannen eines Einzugsnippels in einem Zylinder, wobei der Schnellspann-Zylinder einen Deckel, welcher eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme des an der Unterseite einer Werkstückpalette angeordneten Einzugsnippels aufweist, umfasst, wobei eine federbelastete Verriegelung des Einzugsnippels mittels mehrerer Verriegelungskörper erfolgt und eine Entriegelung mittels Verschiebung eines druckmittelbetätigten Kolbens erfolgt, wobei die Verriegelungskörper mit einer Hebelarm-Übersetzung die von den Federn ausgeübte Federkraft in ein Vielfaches der Einzugskraft auf den Einzugsnippel umsetzen und wobei im Verschiebungsweg des Federpaketes ein Kontrollventil angeordnet ist, welches den Durchfluss eines Mediums durch eine zugeordnete Kontrollleitung steuert. Diese Druckschrift offenbart weder den zusätzlichen Aufbau eines Luftvorhangs noch die Überwachung eines eventuellen Federbruchs des Spannzylinders.
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Die Druckschrift
DE 100 36 885 A1 offenbart einen Schnellspann-Zylinder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Mit der Druckschrift
DE 297 02 578 U1 wird eine Palette mit integrierter Öldurchführung zum Spannen offenbart, wobei ein Einzugsnippel von zugeordneten Schnellspannzylindern aufgenommen ist und die Palette mittels einer Kupplung zusätzlich an ein Drucksystem anschließbar ist.
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Diese Druckschrift weist den Nachteil auf, dass eine Regel- bzw. Überwachungsfunktion von verschiedenen Bauteilen der Spannvorrichtung dieser Druckschrift nicht zu entnehmen ist.
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Mit der Druckschrift
US 64 31 803 B1 wird eine mehrstufige Schnellspannvorrichtung für ein CNC-Maschinenwerkzeug offenbart, welche ein Werkzeug von einem Halter trennt und durch ein anderes Werkzeug ohne Funktionsverlust ersetzt, wobei ein Ölzylinder und zwei Kolben ein zweistufiges Verfahren zur Trennung eines Werkzeuges von einem Zapfen ausbilden, welches ferner den Schritt der Ausführung des Spannen/Entspannen mittels einem Werkzeugarm aufweist, um mögliche Störfehler einer herkömmlichen Maschine zu vermeiden.
Diese Druckschrift weist den Nachteil auf, dass dieser keine Merkmale von Regel- bzw. Überwachungsfunktionen der Spanneinrichtung zu entnehmen ist.
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Mit der Druckschrift
EP 1 396 306 A1 wird eine Spanneinrichtung zum Spannen und Fixieren einer Werkstückpalette auf einem Werkstücktisch offenbart, welche Spanneinrichtung ein hervorspringendes Formelement an einem ersten Teil aufweist, welches in eine zugeordnete Ausnehmung des zweiten Teils eingreift und dort mittels einem Spannelement gehalten ist, wobei das Spannelement eine umlaufende Ringnut zur Abdichtung des Spannelementes in der angeordneten Durchgangsbohrung aufweist und am Ende halbkugelartig ausgebildet ist. Diese Druckschrift weist den Nachteil auf, dass Merkmale für Regel- bzw. Überwachungsfunktionen der Spanneinrichtung dieser Druckschrift nicht zu entnehmen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnellspann-Zylinder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so weiterzubilden, dass eine Überwachungsfunktion beanspruchter Bauteile gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Schnellspann-Zylinder nach Anspruch 1 gelöst.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass im Verschiebungsweg des Federpaketes mindestens ein Kontrollventil angeordnet ist, welches den Durchfluss eines Mediums durch eine zugeordnete Kontrollleitung steuert.
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Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass man nun an die Kontrollleitung ein Druckmedium (z. B. Pressluft oder Drucköl) anschließen kann und einen Druck in das Kontrollventil erzeugen kann.
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Befindet sich der Schnellspann-Zylinder in voll verriegeltem Zustand, dann ist ein Durchlass durch das Kontrollventil gegeben und damit ist an einem außen liegenden Anzeigeinstrument ohne Weiteres erkennbar, dass der Verriegelungszustand erreicht ist.
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Wenn also ein Durchlass im verriegelten Zustand gegeben ist, ist dies ein Zeichen für die ordnungsgemäße Verriegelung des Schnellspann-Zylinders. In diesem Fall ist der Einzugsnippel formschlüssig und bestimmungsgemäß in Eingriff mit den Verriegelungskörpern und damit ist ein eigensicherer Schnellspann-Zylinder gegeben.
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Es könnte zwar möglich sein, nicht den Federweg des Federpaketes abzufragen, sondern andere bewegte Teile des Schnellspann-Zylinders (z. B. den Hydraulikkolben), was jedoch mit Nachteilen verbunden ist.
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Die Abfrage des Hydraulikkolbens hat den Nachteil, dass der Federbruch nicht überprüft werden kann, weil ein Kontrollventil, welches den Verschiebungsweg des Hydraulikkolbens abfragt, zwar die Verschiebung des Hydraulikkolbens erfasst, nicht aber, ob ein Federbruch vorliegt oder nicht.
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Ein vorliegender Federbruch führt jedoch zur vollständigen Funktionsunfähigkeit des Schnellspann-Zylinders. In diesem Fall würde die Verriegelungseinrichtung nicht in formschlüssigem Eingriff mit dem Einzugsnippel kommen.
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Die Abfrage des Verschiebungsweges des Hydraulikkolbens hat den weiteren Nachteil, dass das Kontrollventil nur sehr schwierig und aufwändig einzubauen ist, weil er nur schwer zugänglich ist und weil er durch einen Druckraum vom Gehäuse getrennt ist und das Kontrollventil diesen Druckraum druckdicht überbrücken müsste.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt dem gemäß darin, dass ein druckloser und ein medien-entleerter Raum abgefragt wird, nämlich der Raum, in dem das Federpaket angeordnet ist. Es besteht daher nicht die Gefahr, dass irgendwelche Medien in den Bereich des Kontrollventils gelangen können und dieses unbeabsichtigt betätigen.
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Selbst wenn unbeabsichtigt und durch Zerstörung von Dichtungen es geschehen kann, dass in den ansonsten medienfreien Federraum ein Druckmedium eindringt, ist ein Sicherheitssystem vorhanden, welches dieses eindringende Druckmedium aus dem Federraum entfernt und somit ebenfalls eine Fehlbedienung des Kontrollventils verhindert.
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Unter dem Begriff „Federpaket“ werden sämtliche Kraftspeicher verstanden, die zum Stand der Technik gehören. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein solcher Kraftspeicher eine Tellerfeder, die jedoch auch durch eine Schraubenfeder oder durch eine Elastomerfeder ersetzt werden kann.
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Wichtig ist also, dass im Verschiebungsweg dieses Kraftspeichers mindestens ein Kontrollventil angeordnet ist, um festzustellen, ob der Kraftspeicher unter der Wirkung des Drucköls, welches auf den Hydraulikkolben wirkt, gespannt wird, um so die Verriegelungseinrichtung in Verriegelungseingriff mit dem Einzugsnippel zu bringen.
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Wird hingegen der Kraftspeicher nicht gegen das Kontrollventil gepresst und dieses betätigt, ist dies ein Zeichen dafür, dass entweder der Hydraulikkolben nicht betätigt wurde (fehlendes oder unzureichendes Drucköl) oder dass ein Federbruch vorhanden ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kontrollventil im Zylinderboden eingebaut ist, was einen sehr einfachen Einbau ermöglicht.
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Normalerweise werden sehr flache Zylinderböden verwendet, wie dies in der
DE 103 17 350 A1 dargestellt ist. Soll ein solcher Schnellspann-Zylinder mit einem Kontrollventil nach der Erfindung nachgerüstet werden, dann reicht es aus, lediglich eine tiefere Einbaubohrung im Gehäuse des Schnellspannzylinders vorzusehen und einen entsprechend in seiner Stärke angepassten neuen Zylinderboden einzusetzen, in dessen Bereich das Kontrollventil eingebaut ist.
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Es bedarf demzufolge keiner weiteren Veränderungen am Aufbau des Schnellspann-Zylinders, insbesondere nicht am Gehäuse oder anderen Teilen des Schnellspannzylinders.
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Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass der Ventilstößel des Kontrollventils unmittelbar im Kontakteingriff mit dem Federpaket ist. Es kann in einer anderen Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Federpaket mit einem oder mehreren Stiften den Zylinderboden durchgreift und die Stifte ein außerhalb des Zylinderbodens angeordnetes Kontrollventil betätigen.
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Ebenso kann das Kontrollventil auch an anderen Stellen eingebaut werden, z. Z. seitlich im Gehäuse des Schnellspannzylinders und kann mit einem entsprechenden Fühlstift in den Verschiebungsweg des Federpaketes eingreifen.
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In diesem Fall wäre jedoch dann der Fühlstift des Kontrollventils im Verschiebungsweg des Hydraulikzylinders. Hierbei bleibt es dann dem Anwender überlassen, ob er damit auch den Verschiebungsweg des Hydraulikzylinders abfragen will oder nur den Verschiebungsweg des Federpaketes. Beides ist möglich.
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Im übrigen ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass der Schnellspann-Zylinder ein topfartiges Gehäuse aufweist, in dessen Innenbohrung der gesamte mechanische Aufbau untergebraucht ist.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass statt des topfartigen Gehäuses eine Einbaubohrung in einem Maschinentisch vorhanden ist,. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass das topfartige Gehäuse als Aufsatzplatte auf einem Maschinentisch angeordnet ist.
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In allen Fällen ist es möglich, auch mehrere Zylinder parallel und in gegenseitigem Abstand zueinander anzuordnen, um eine größere Werkstückpalette zu spannen. In diesem Fall reicht es aus, die Kontrollbohrung, welche einerseits durch das Gehäuse hindurchgeht und den Kolbenboden durchquert, in Serie durch alle Schnellspann-Zylinder hindurchgehen zu lassen. Hierbei ist es lediglich erforderlich, im Maschinentisch oder in dem jeweiligen Gehäuse des Schnellspannzylinders eine Tieflochbohrung anzuordnen und diese Tieflochbohrung mit der jeweiligen anderen Tieflochbohrung des benachbarten Schnellspannzylinders zu verbinden.
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Statt der genannten Serienschaltung kann auch eine Einzelüberwachung jedes einzelnen Schnellspann-Zylinders vorgesehen werden. Als Kontrollmedium für die Kontrollbohrung kommen sämtliche Druckmedien in Frage, insbesondere flüssige oder gasförmige Druckmedien, insbesondere Hydrauliköl oder Glykol.
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Eine zweite Verriegelungskontrolle kann durch Bildung eines Luftvorhangs im Bereich des Deckels des Schnellspannzylinders gebildet werden.
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Hierbei ist vorgesehen, dass im Bereich des Deckels ein oder mehrere Düsenschrauben angeordnet sind, die einen nach oben gegen die Unterseite der Werkstückpalette gerichteten Luftvorhang richten, wobei im Bereich dieser Düsenschrauben der Luftdurchgang durch die Düsenschrauben pneumatisch überwacht wird.
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Damit werden mehrere Vorteile erzielt.
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Durch die Erzeugung eines Düsenvorhangs an der Oberseite des Deckels des Werkstückzylinders werden eventuell darauf anhaftende Schmutzteile oder Späne einwandfrei entfernt, bevor die Werkstückpalette auf den Deckel aufgesetzt wird. Damit erfolgt ein Freiblasen des Deckels.
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Sobald jedoch die Werkstückpalette auf dem Deckel des Schnellspannzylinders aufgesetzt wird, wird der Düsenvorhang mehr und mehr zusammengedrückt, die Luft erhält eine größere Strömungsgeschwindigkeit und die Reinigungskraft wird größer. Es wird damit eine Art eines Düseneffektes erzielt.
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Sobald die Werkstückpalette gerade und verkantungsfrei auf den Deckel des Schnellspannzylinders aufgesetzt wird, erfolgt die Verriegelung und gleichzeitig deckt somit die Unterseite der Werkstückpalette die Düsenschrauben ab und der Luftvorhang wird unterbrochen.
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Gleichzeitig wird damit die Verriegelungsmechanik in Gang gesetzt und das Federpaket nach unten verschoben, so dass das zur Überwachung des Verschiebungsweges des Federpaketes vorhandene Kontrollventil betätigt wird. Damit wird kontrolliert, ob die Feder von dem Kontrollventil abgehoben hat und somit die Verriegelung in voller Funktion ist.
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Danach wird gefragt, ob ein Überdruck im Luftkanal der jeweiligen Düsenschraube vorhanden ist oder nicht. Ist ein Überdruck vorhanden, dann ist dies ein Zeichen dafür, dass die Werkstückpalette die Oberseite aller Düsenschrauben vollständig abgedichtet hat und damit plan auf dem Deckel aufliegt.
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Wird jedoch an einer oder mehrerer der Düsenschrauben ein Luftaustritt festgestellt, dann ist dies ein Zeichen dafür, dass die Werkstückpalette entweder verkantet aufgesetzt wurde, dass die Verriegelung nicht richtig in Funktion ist, ohne dass Schmutzteilchen ein vollständiges Aufsetzen der Werkstückpalette auf den Deckel des Schnellspannzylinders verhindern.
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Es fehlt demzufolge an einer planen Auflage der Werkstückpalette und diese zweite Verriegelungskontrolle gibt ein Alarmsignal, weil in diesem unzulässigen Betriebszustand eine ordnungsgemäße Bearbeitung von auf der Werkstückpalette aufgespannten Werkstücken nicht möglich ist. Diese würden zerstört oder ungenau bearbeitet werden.
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Die beiden vorher genannten Verriegelungskontrollen ergänzen sich gegenseitig, können jedoch auch in Alleinstellung funktionieren.
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Statt der Erzeugung eines Luftvorhangs ist es selbstverständlich im Rahmen der Erfindung möglich, aus den Düsenschrauben auch einen Wasservorhang heraustreten zu lassen. Ein solches Druckwasser ist bevorzugt das Kühlschmiermittel, welches ebenfalls aus den Düsenschrauben anstatt des Luftvorhangs ausgepresst werden kann und wobei dann ebenfalls der Druck dieses Kühlschmiermediums stromabwärts der Düsenschrauben kontrolliert wird. Damit ist eine höhere Reinigungskraft als vergleichsweise bei der Anwendung eines Luftvorhanges gegeben.
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Auch ist die mechanische Abreinigungswirkung eines solchen flüssigen Reinigungsmediums besser und ist ohnedies auf jeder Werkzeugmaschine vorhanden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
- 1: Schnitt durch einen Schnellspann-Zylinder im verriegelten Zustand;
- 2: Schnitt nach 1 in entriegeltem Zustand;
- 3: eine zweite Ausführungsform als Schnitt durch einen Schnellspann-Zylinder mit deckelseitiger Auflagekontrolle;
- 4: die Einzelheit D nach 3 im Schnitt;
- 5: ein Schnellspann-Zylinder nach 1 und 2 teilweise im Schnitt;
- 6: der Schnellspann-Zylinder nach 5 in perspektivischer Seitenansicht.
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In 1 und 2 ist dargestellt, dass eine Werkstückpalette 1 mit einer oder mehreren Fangschrauben 2 verbunden ist und jede Fangschraube 2 einen Einzugsnippel 3 trägt, der das Verriegelungselement für den Schnellspannzylinder darstellt.
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Im verriegelten Zustand greift der Einzugsnippel 3 in die zentrale Mittenbohrung des Schnellspannzylinders 1 ein, wobei er durch eine entsprechende Mittenbohrung im Deckel 4 hindurchgreift.
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Im Verriegelungskörper 5, die in formschlüssigem Eingriff mit dem Einzugsnippel 3 kommen, sind hier Kugeln dargestellt. Es können selbstverständlich auch jede andere Art von Verriegelungskörpern (z. B. Walzen, Ovalkörper oder dergleichen) verwendet werden.
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Die Verriegelungskörper 5 werden unter der Kraft eines Verriegelungskolbens 6 in ihre Position am Einzugsnippel 3 formschlüssig gepresst.
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Hierzu wird in einem Druckraum 13 über einen Druckanschluss 14 ein Druckmedium - bevorzugt ein Drucköl - eingeleitet, was den Verriegelungskolben 6 entgegen der Kraft eines Federpaketes 8 nach unten presst.
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Damit wird die Verriegelungseinrichtung gemäß 2 geöffnet.
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In der verriegelten Stellung der 1 ist der Druckraum 13 praktisch drucklos, so dass die Verriegelungskörper 5 unter der Kraft des Federpaketes 8 gegen ihren formschlüssigen Sitz am Einzugsnippel 3 gepresst werden.
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Der gesamte Schnellspann-Zylinder weist ein topfartiges Gehäuse 10 auf, in dessen Einbaubohrung 11 ein Zylinderboden 9 eingesetzt ist.
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Im Bereich dieses Zylinderbodens 9 ist nun das erfindungsgemäße Kontrollventil 15 angeordnet, welches den Verschiebungsweg des Federpaketes 8 überwacht.
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Zu diesem Zweck ist im Gehäuse 10 seitlich ein Kontrollanschluss 17 vorhanden, in den in Pfeilrichtung 25 ein Kontrollmedium eingespeist wird. Es wird bevorzugt ebenfalls ein Drucköl verwendet, wie es auch für den Druckanschluss 14 Verwendung findet.
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Der Kontrollanschluss 17 im Gehäuse 10 mündet über eine entsprechende Übergangsbohrung in eine im Zylinderboden eingelassene Kontrollbohrung 18, die an die Unterseite des Kontrollventils 15 herangeführt ist.
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Im gezeigten Zustand ist das Kontrollventil 15 geöffnet, weil ein im Führungsfuß 19 angeordneter Durchlass 20 mit einer Querbohrung 21 verbunden ist, die flüssigkeitsleitend mit einem Spalt 22 verbunden ist, der sich unterhalb der Dichtung 23 in Richtung zu der auswärtsführenden Kontrollbohrung 24 ergibt.
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Das Kontrollmedium fließt demzufolge über die Kontrollbohrung 24 aus dem Kontrollauslass 26 heraus und wird dort in seinem Durchfluss überwacht.
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Sobald ein Durchfluss vorliegt, ist dies ein Zeichen dafür, dass die Verriegelungseinrichtung sich in voll verriegeltem Zustand nach 1 befindet.
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Es wird noch angefügt, dass auf dem Zylinderboden 9 eine Gewindebohrung für das Einschrauben einer Montageschraube 16 vorhanden ist, welche die Kugelauflage 7 mit dem Zylinderboden 9 verbindet.
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Wichtig ist, dass der Federraum 12 von keinem Medium durchflossen ist, insbesondere auch nicht druckölbeaufschlagt ist. Er ist vollkommen leer, und deshalb kann das Kontrollventil 15 die Verschiebung des Federpaketes 8 überwachen, ohne dass es durch eindringendes Druckmedium unbeabsichtigt betätigt wird.
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Das Kontrollventil 15 hat eine obere Dichtung 27, mit der es abdichtend in einer Längsbohrung im Zylinderboden gehalten ist und hierbei mit seiner Oberseite an einem Anschlag 47 der Kugelauflage 7 anschlägt.
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Die Montageschraube 16 hält die drei Teile, nämlich Kugelauflage 7, Kontrollventil 15 und Zylinderboden 9 zusammen.
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Kontrollventil 15 ist unmittelbar als Ventilstößel 28 ausgebildet, so dass ein Druck auf den oberen Ventilstößel 28 zu einer Verschiebung des Führungsfußes 19 in der Querbohrung führt.
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Dies ist in 2 dargestellt.
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Sobald die Verriegelungseinrichtung außer Eingriff kommt, drückt das Federpaket 8 den Ventilstößel 28 nach unten, und der Führungsfuß 19 legt sich dichtend in die Kontrollbohrungen 18, 24 ein. Es ist somit der Durchlass 20 verschlossen, weil der Spalt 21 nicht mehr besteht, nachdem sich die Dichtung 23 auf den Durchlass gelegt hat.
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Somit ist der Durchgang des Kontrollmediums in Pfeilrichtung 25 gemäß 2 gesperrt, und dies wird als Signal gewertet, dass die Verriegelungseinrichtung außer Eingriff ist.
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Wenn nun das Federpaket 8 gebrochen ist, stellt sich die Situation nach 2 in der Weise ein, dass beim Zusammenschieben des Federpaketes durch den nach unten fahrenden Verriegelungskolben 6 das Federpaket 8 nicht mehr vollständig zusammengeschoben wird, sondern Spalte zwischen den einzelnen Federwindungen bleiben. Es reicht deshalb dann die Kraft des gebrochenen Federpaketes nicht mehr aus, den Ventilstößel 28 in seine Schließstellung nach 2 zu bewegen.
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Dies ist ein Zeichen für Federbruch, denn einerseits kann am Druckölanschluss 14 ein Druckölanstieg festgestellt werden und andererseits wird noch ein Durchfluss durch die Kontrollleitung 18, 24 festgestellt.
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Diese beiden Kriterien sind dann ein Zeichen für Federbruch.
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Es wird noch darauf hingewiesen, dass das Kontrollmedium in den Kontrollbohrungen 18, 24 auf den Führungsfuß 19 des Kontrollventils 25 in der Weise presst, dass es das Kontrollventil 15 in seine Offenstellung bringt und den Ventilstößel 28 stets an die Unterseite des Federpaketes anlegen lässt.
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Ist das Federpaket gebrochen, dann hat das Drucköl soviel Kraft, das Kontrollventil 15 in seiner Offenstellung zu halten, ohne dass das Federpaket in der Lage wäre, das Kontrollventil in die Schließposition nach 2 zu bringen.
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Um die gesamte Kontrolleinrichtung mit den Anschlüssen 17 und 26 günstig einbauen zu können, ist in 5 und 6 gezeigt, dass die beiden Kontrollbohrungen 18, 24 im Winkel von beispielsweise 30 Grad zueinander angeordnet sind und dazwischen eine Trenndichtung 29 vorgesehen ist, um die beiden Leitungen flüssigkeitsdicht voneinander zu trennen.
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Es kann somit der gesamte Schnellspann-Zylinder in unterschiedlichen Drehlagen in einer zugeordneten Einbaubohrung 11 angeordnet werden, und hierbei ist dann immer ein Anschluss an die zugeordneten Kontrollanschlüsse 17 und 26 gegeben.
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Nachfolgend wird die zweite Kontrolleinrichtung beschrieben, die sich auf die Anordnung einer oder mehrerer Düsenschrauben 30 an der Oberseite des Deckels 4 des Schnellspann-Zylinders beziehen.
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In den 3 und 4 ist dargestellt, dass alle Düsenschrauben 30 über eine gemeinsame Luftzuführung 31 mit Druckluft versorgt werden, die über eine Steigbohrung 32 in einen Freistich 34 einströmt, der jeweils unterhalb der Düsenschraube 30 angeordnet ist. Der Freistich mündet in einen Ringkanal 35 und der daneben angeordnete Dichtring 33 verhindert, dass aus dem Ringkanal 35 seitlich Luft zwischen dem Deckel 4 und dem Gehäuse 10 entweicht.
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Die nachfolgend beschriebene Kontrolleinrichtung überwacht im übrigen auch die Dichtheit dieses Dichtringes 33, weil beim Entweichen von Luft in diesem Bereich ebenfalls ein in der Luftzuführung 31 angeordnetes Manometer 42, welches luftschlüssig im Luftkanal 41 sitzt, Alarm geben würde.
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Die weiteren Einzelheiten sind aus der 4 zu entnehmen.
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Die Düsenschraube 30 ist eine herkömmliche Schraube mit Rundkopf und Innensechskant, und sie dient dazu, den Deckel 3 auf der Oberseite des Gehäuses 10 festzuschrauben.
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Ihre Düsenwirkung erhält sie nur deshalb, weil sie in einem Kanal größeren Querschnittes eingeschraubt ist, wobei im Ringkanal 35 über eine Verbindungsbohrung 36 mit einem unteren Ringkanal 37 verbunden ist. In diesen Ringkanal strömt die Luft ein und verteilt sich gleichmäßig über den gesamten Umfang des Kopfes der Düsenschraube und strömt unter hoher Geschwindigkeit düsenartig aus dem Spaltkanal 38 nach oben in Pfeilrichtung 40 aus. Es bildet sich somit ein nach oben gerichteter Luftvorhang 39, der gegen die Unterseite der Werkstückpalette 1 gerichtet ist.
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Es wird somit die Palettenauflage 43 auf Vorhandensein von Schmutz oder anderen Fremdkörpern überwacht. Zu diesem Zweck sind die Palettenauflagen 43 in Form von Auflagebunden 44 erhöht auf dem Deckel 4 ausgebildet, und in deren Innenbereich ist die jeweilige Düsenschraube 30 angeordnet.
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Gemäß 5 ergibt dann jede Düsenschraube 30 einen nach oben gerichteten Luftvorhang 39, in dem die Luft in Pfeilrichtung 40 nach oben abströmt.
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Seitlich und in der Umgebung der Auflagebunde 44 ergibt sich somit auf der Oberseite des Deckels ein Schmutzraum 45, an dem sich beabsichtigte Schmutzteilchen oder Späne ablagern können, ohne dass sie die Funktion der Werkstückpalette und deren Auflage auf die Palettenauflage 43 beeinträchtigen.
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Beim Absenken der Werkstückpalette 1 auf die Auflagebunde 44 kommt es somit zu einem düsenartigen Effekt, weil die Luftvorhänge 39 nun seitlich in Richtung parallel zur Auflagefläche des Deckels verdrängt werden und hiermit der Schmutzraum 45 großflächig abgereinigt wird.
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Die oberhalb der Auflagebunde 44 entstehenden Luftwirbel reinigen somit auch den Schmutzraum 45.
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Es wurde bereits schon in der allgemeinen Beschreibung darauf hingewiesen, dass statt eines Luftvorhanges auch ein Flüssigkeitsvorhang verwendet werden kann, der eine noch stärkere Reinigungswirkung - wenn gewünscht - entfaltet.
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Die beiden Kontrolleinrichtungen sind bevorzugt seriell in ihrer Abfrage hintereinander geschaltet.
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Zunächst wird durch Abfrage des Kontrollventils 15 geprüft, ob die Verriegelungseinrichtung bestimmungsgemäß in Eingriff ist.
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Sodann wird in der Luftleitung 41 das Manometer 42 abgefragt und geprüft, ob nun ein entsprechender Überdruck in der Luftleitung 41 vorhanden ist, was als Zeichen dafür gilt, dass die Werkstückpalette die Oberseiten aller Palettenauflagen 43 abdichtend verschlossen hat. Es kommt dann zu dem erwähnten Druckanstieg, der über das Manometer 42 erfasst wird und dies ist die zweite Kontrolle, dass die Werkstückpalette dicht auf den Deckel aufgesetzt und mit Einzugskraft verriegelt ist.
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Würde die Einzugskraft fehlen - beispielsweise aufgrund eines Federbruches - würde die Werkstückpalette nicht dichtend genug auf die Palettenauflagen 43 der Düsenschrauben 30 aufgedrückt werden, und die zweite Kontrolleinrichtung würde die gesamte Anlage nicht freigeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkstückpalette
- 2
- Fangschraube
- 3
- Einzugsnippel
- 4
- Deckel
- 5
- Verriegelungskörper
- 6
- Verriegelungskolben
- 7
- Kugelauflage
- 8
- Federpaket
- 9
- Zylinderboden
- 10
- Gehäuse (Maschinentisch)
- 11
- Einbaubohrung
- 12
- Federraum
- 13
- Druckraum
- 14
- Druckanschluss
- 15
- Kontrollventil
- 16
- Montageschraube
- 17
- Kontrollanschluss
- 18
- Kontrollbohrung
- 19
- Führungsfuß
- 20
- Durchlass
- 21
- Querbohrung
- 22
- Spalt
- 23
- Dichtung
- 24
- Kontrollbohrung
- 25
- Pfeilrichtung
- 26
- Kontrollauslass
- 27
- Dichtung
- 28
- Ventilstößel
- 29
- Trenndichtung
- 30
- Düsenschraube
- 31
- Luftzuführung
- 32
- Steigbohrung
- 33
- Dichtring
- 34
- Freistich
- 35
- Ringkanal
- 36
- Verbindungsbohrung
- 37
- Ringkanal
- 38
- Spaltkanal
- 39
- Luftvorhang
- 40
- Pfeilrichtung
- 41
- Luftkanal
- 42
- Manometer
- 43
- Palettenauflage
- 44
- Auflagebund
- 45
- Schmutzraum
- 46
-
- 47
- Anschlag
