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Die
Erfindung betrifft eine Greif- oder Spanneinheit, mit einem wenigstens
einen Druckraum begrenzenden, zwischen zwei Hubendlagen axial verfahrbaren
Kolben, mit einer Kolbenstange und mit wenigstens einem mit der
Kolbenstange bewegungsgekoppelten Spann- oder Greifmittel, wobei
durch Druckbeaufschlagung des Druckraums mit einem Druckmedium der
Kolben samt Kolbenstange zur Bewegung der Spann- oder Greifmittel
verfahrbar ist. Derartige Greif- oder Spanneinheiten sind in vielfältiger Art
und Weise aus dem vorbekannten Stand der Technik als Parallelgreifer, Zentrischspanneinheiten, Schwenkgreifer
oder dergleichen bekannt.
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Bei
Erreichen der Hubendlage, sei es weil der Kolben auf Anschlag oder
die Spann- oder Greifmittel gegen einen zu greifenden Gegenstand
anschlagen, wird der Kolben in der Regel abrupt abgebremst. Insbesondere
bei Greif- oder Spanneinheiten größerer Bauart führt dieses
Abbremsen zu vergleichsweise hohen Kräften, da die bewegten Massen
innerhalb kürzester
Zeit aus ihrer Bewegungsgeschwindigkeit gestoppt werden. Diese Kräfte führen zu
frühzeitigen
Ermüdungserscheinungen
beziehungsweise zu ungewünschtem
Verschleiß.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer
Greif- oder Spanneinheit der eingangs genannten Art den beschriebenen Nachteilen
abzuhelfen und insbesondere deren Verschleiß zu minimieren beziehungsweise
deren Lebensdauer zu verlängern.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Greif- oder Spanneinheit mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Eine derartige Greif- oder Spanneinheit sieht folglich vor, dass
die Kolbenstange relativ zum Kolben beweglich angeordnet ist und
dass zwischen dem Kolben und der Kolbenstange ein eine elastische
Nachgiebigkeit zulassendes Ausgleichsmittel derart vorgesehen ist,
dass eine Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Kolben erst
bei Überschreiten
einer auf die Kolbenstange wirkenden Grenzkraft erfolgt. Hierdurch
wird erreicht, dass bei Erreichen der Hubendlage zunächst der
Kolben abrupt abgebremst wird. Aufgrund der möglichen Relativbewegung der
Kolbenstange zum Kolben kann bei Überschreiten der auf die Kolbenstange
wirkenden Grenzkraft die Kolbenstange auch bei bereits stehendem
Kolben noch zumindest geringfügig
bewegt werden, so dass für
die Abbremsung der Kolbenstange mehr Zeit zur Verfügung steht
und hierdurch die auf die Einheit wirkenden, aus dem Abbremsimpuls
resultierende Kraft verringert wird. Dabei gilt: Impuls ist gleich
Kraft mal Zeit. Bei größer werdender
Zeit nimmt folglich die auf das System wirkende Kraft ab. Insgesamt
werden dadurch Spannungsspitzen abgebaut und die Belastung der Einheit
folglich reduziert. Wird die Grenzkraft nicht überschritten, so wird die Kolbenstange
synchron mit dem Kolben bewegt, beispielsweise während einer Spann- oder Greifbewegung
der Spann- oder Greifmittel.
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Ferner
ist vorteilhaft, wenn die Greif- oder Spanneinheit Verstellmittel
zum Verstellen der elastischen Verformbarkeit des Ausgleichsmittels und/oder
der Grenzkraft aufweist. Hierdurch kann die Verformbarkeit beziehungsweise
die Grenzkraft an die jeweilige Greif- oder Spannsituation angepasst werden.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kolbenstange den
Kolben durchgreift und an der dem Spann- oder Greifmittel ferngelegenen
Bereich, insbesondere an deren freien Ende, einen sich in radialer
Richtung über
die Kolbenstange erhebenden Kopf aufweist, wobei das Ausgleichsmittel
einerseits mit der dem Kopf zugewandten Seite des Kolbens und andererseits
mit der dem Kolben zugewandten Seite des Kopfs zusammenwirkt. Die
Anordnung ist folglich derart, dass eine Relativbewegung der Kolbenstange bei
auf Druck beanspruchtem Ausgleichsmittel in Richtung der Spann-
oder Greifmittel, beziehungsweise in Richtung eines an der Kolbenstange
angeordneten, mit den Greif- oder Spannmitteln unmittelbar oder
mittelbar zusammenwirkenden Stellgliedes möglich ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist alternativ oder auch zusätzlich denkbar,
dass die Kolbenstange den Kolben durchgreift und, bezüglich des Kolbens,
auf der den Spann- oder
Greifmitteln zugewandten Seite einen sich in radialer Richtung über die
Kolbenstange erhebenden Bund oder eine Schulter aufweist, wobei
das Ausgleichselement einerseits mit der dem Bund zugewandten Seite
des Kolbens und andererseits mit der dem Bund bzw. der Schulter abgewandten
Seite des Kolbens zusammenwirkt. Die Anordnung ist folglich derart,
dass eine Relativbewegung der Kolbenstange bei auf Druck beanspruchtem
Ausgleichsmittel in die der Spann- oder Greifmittel abgewandte Richtung
möglich
ist.
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Insbesondere
dann, wenn ein erstes Ausgleichsmittel zwischen dem Kopf und dem
Kolben und ein zweites Ausgleichsmittel zwischen dem Bund bzw. der
Schulter und dem Kolben vorgesehen ist, kann ein geeignetes Abbremsen
der Kolbenstange bezüglich
des Kolbens in beide Bewegungsrichtungen in den beiden Hubendlagen
realisiert werden. Vorzugsweise sind dann beide Ausgleichsmittel
unter axialer Vorspannung zwischen dem Kopf und dem Kolben beziehungsweise
dem Kolben und dem Bund bzw. der Schulter angeordnet.
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Ferner
ist denkbar, dass das freie Ende der Kolbenstange zur Hubbegrenzung
des Kolbens gegen einen Anschlag wirkt. Das freie Ende kann dabei insbesondere
vom Kopf gebildet werden. Wird folglich der Druckraum mit dem Druckmittel
beaufschlagt, so wird der Hub des Kolbens, sofern keine Gegenstände gegriffen
oder gespannt werden, durch Anschlagen des freien Endes der Kolbenstange
gegen den Anschlag begrenzt. Da zwischen dem Kopf und dem Kolben
das Ausgleichsmittel vorgesehen ist, wird das Anschlagen vom Ausgleichsmittel
gedämpft.
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Als
Ausgleichsmittel können
insbesondere zwischen dem Kopf und dem Kolben und/oder zwischen
dem Bund bzw. der Schulter und dem Kolben vorgesehene, in axialer
Richtung druckbeaufschlagbare Federelemente vorgesehen sein. Die
Federelemente können
dabei als insbesondere Schraubenfedern oder Tellerfedern beziehungsweise
Tellerfederpakete ausgebildet sein.
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Die
Federelemente können
dabei eine lineare Federkonstante vorsehen. Vorteilhaft ist allerdings,
wenn die Federkonstante bei zunehmendem Federweg ansteigt, so dass
die Bewegung der Kolbenstange gegenüber dem Kolben bei zunehmendem
Federweg verstärkt
abgebremst wird.
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Vorteilhafterweise
können
Verstellmittel zum Verstellen einer Vorspannung der Federelemente vorgesehen
sein. Je nach eingestellter Vorspannung kann dann die Grenzkraft,
ab derer eine Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Kolben möglich ist, eingestellt
werden.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
das Ausgleichsmittel als wenigstens eine zwischen dem Kopf und dem
Kolben und/oder zwischen dem Bund bzw. der Schulter und dem Kolben
vorgesehene, sich abstoßende
Magnetpaarung ausgebildet ist. Das Vorsehen einer entsprechenden
Magnetpaarung hat den Vorteil, dass kein mechanischer Verschleiß auftritt.
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Hierfür kann am
Boden und am Kolben und/oder am Kopf und am Kolben wenigstens jeweils ein
Magnet vorgesehen sein, wobei die einander zugewandten Pole eine
gleiche, sich abstoßende
Magnetisierung aufweisen. Aufgrund der abstoßenden Magnetisierung kann
folglich eine Relativbewegung der Kolbenstange gegenüber dem
Kolben bei Überschreiten
einer Grenzkraft erreicht werden.
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Als
Verstellmittel der Grenzkraft können
Mittel zur Veränderung
der Anzahl der vorzusehenden Magnete beziehungsweise der sich abstoßenden Magnetpaarungen vorgesehen
sein. Wird die Anzahl der sich abstoßenden Magnetpaarungen erhöht, so wird
dadurch die Grenzkraft erhöht.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ausgleichsmittel als eine
zwischen dem Kopf und dem Kolben und/oder zwischen dem Bund bzw.
der Schulter und dem Kolben vorgesehene Fluiddämpfung ausgebildet ist. Bei
einer Fluiddämpfung
können
insbesondere gasförmige
oder flüssige
Medien Verwendung finden.
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Denkbar
ist, dass die Fluiddämpfung
als ein zwischen dem Bund bzw. der Schulter und dem Kolben und/oder
zwischen dem Kopf und dem Kolben vorhandenes, mit einem Fluid gefülltes Kissen
umfasst. Das Kissen, das insbesondere mit einem Gas gefüllt sein
kann, liegt vorzugsweise unter axialer Vorspannung am Bund bzw.
der Schulter und Kolben beziehungsweise am Kopf und Kolben an. Bei Überschreiten
der Grenzkraft erfolgt eine Kompression des Kissens beziehungsweise
des darin vorhandenen Fluids.
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Als
Verstellmittel der Grenzkraft können
hierzu Mittel zur Änderung
der Füllmenge
beziehungsweise des Fülldrucks
des Kissens mit dem Fluid vorgesehen sein.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluiddämpfung zwischen dem Bund bzw.
der Schulter und dem Kolben sowie zwischen dem Kopf und dem Kolben
jeweils einen mit einem Fluid gefüllten Druckraum umfasst, wobei
die beiden Druckräume
mittels wenigstens eines Kanals derart miteinander verbunden sind,
dass bei Beaufschlagung des einen Druckraums Fluid aus diesem Druckraum
in den jeweils anderen Druckraum strömen kann. Als Fluid kann insbesondere
ein Hydrauliköl
Verwendung finden.
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Als
Verstellmittel zur Änderung
der Grenzkraft können
insbesondere Mittel zur Änderung
des Strömungswiderstandes
des Fluids zwischen den Druckräumen
vorgesehen sein.
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Bei
einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar,
dass das Ausgleichsmittel als eine zwischen dem Kolben und der Kolbenstange
angeordnete Federscheibe ausgebildet ist. Dabei kann die Kolbenstange
in axialer Richtung wenigstens abschnittsweise in einer im Kolben
vorgesehene Kolbenaussparung eingreifen und die Federscheibe im
Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens verlaufend
zwischen der Kolbenstange und dem Kolben angeordnet sein. Zur Anordnung
der Federscheibe an der Kolbenstange beziehungsweise am Kolben ist
denkbar, dass die Kolbenaussparung und die Kolbenstange jeweils
eine umlaufende Nut aufweisen, wobei der radial außen liegende
Bereich der Federscheibe in die kolbenseitige Nut und der radial
innen liegende Bereich der Federscheibe in die kolbenstangenseitige
Nut wenigstens abschnittsweise eingreift.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass das Ausgleichsmittel als ein einstückig mit
dem Kolben ausgebildeter festkörpergelenkartiger
Ausgleichsabschnitt, der insbesondere fest an der Kolbenstange angeordnet
ist, ausgebildet ist. Diese Ausführungsform
hat insbesondere den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile Verwendung finden.
Da der Ausgleichsabschnitt einstückig
am Kolben angeordnet ist, entfällt
folglich die Montage von zusätzlichen
Bauteilen.
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Dabei
ist vorteilhaft, wenn die Kolbenstange den Kolben durchgreift, wenn
der Kolben im Wesentlichen hohl ausgebildet ist und wenn der Kolben
in Axialrichtung derart an der Kolbenstange verspannt angeordnet
ist, dass unter einer elastischen Verformung des Kolbens die Kolbenstange
relativ zum Kolben bewegt werden kann.
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Weitere
Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in
den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher
beschrieben und erläutert
sind.
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Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine erste Greif- oder Spanneinheit in Greiflage;
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2 die
Greifeinheit gemäß 1 in Öffnungslage;
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3 einen
Längsschnitt
durch eine zweite Greifeinheit in Greiflage;
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4 die
Spanneinheit gemäß 3 in Öffnungslage;
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5 ein
Kolben-Kolbenstangensystem mit Schraubenfedern, wie es in der Greifeinheit
gemäß 3 und 4 Verwendung
finden kann;
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6 ein
Kolben-Kolbenstangensystem mit Magnetpaaren, wie es in einer Greifeinrichtung
gemäß 3 und 4 Verwendung
finden kann;
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7 ein
Kolben-Kolbenstangensystem mit Dämpfungskissen,
wie es in einer Greifeinheit gemäß 3 und 4 Verwendung
finden kann;
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8 ein
Kolben-Kolbenstangensystem mit einer Fluiddämpfung, wie es in einer Greifeinheit
gemäß 3 und 4 Verwendung
finden kann;
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9 ein
Kolben-Kolbenstangensystem mit einer Federscheibe, wie es in einer
Greifeinheit gemäß 3 und 4 Verwendung
finden kann;
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10 ein
Kolben-Kolbenstangensystem mit einem Festkörpergelenk, wie es in einer
Greifeinheit gemäß 3 oder 4 Verwendung
finden kann;
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11 einen
Längsschnitt
durch eine Spanneinheit zum Spannen eines Schmiedewerkstücks.
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Die
in der 1 dargestellte Greifeinheit 10 umfasst
ein Grundgehäuse 12,
in dem ein Zylinder 14 vorgesehen ist. Im Zylinder 14 ist
ein axial verfahrbarer Kolben 16 angeordnet. Am Kolben 16 ist
eine Kolbenstange 18 angeordnet, die an ihrem, dem Kolben 16 abgewandten
Ende ein Stellglied 20 vorsieht. Das Stellglied 20 ist
mit zwei Greiffingern 22 und 24 bewegungsgekoppelt.
Die Greiffinger 22, 24 sind dabei jeweils verschwenkbar
um eine Schwenkachse 26 bei einer Auf- beziehungsweise Abbewegung der Kolbenstange 18 angeordnet.
Zur Bewegungskopplung der Kolbenstange 18 mit den Greiffingern 22, 24 weisen
die Greiffinger 22, 24 jeweils Eingriffsnuten 28 auf,
in welche das Stellglied 20 eingreift.
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Der
einseitig druckbeaufschlagbare Kolben 16 begrenzt einen
mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Druckraum 30. Bei
Druckbeaufschlagung des Druckraums 30 mit einem Druckmedium wird
der Kolben 16 nach axial oben, wie in 2 dargestellt,
verfahren. Zum Rückfahren
des Kolbens 16 ist ein zwischen dem Grundgehäuse 12 und
der dem Druckraum 30 abgewandten Seite des Kolbens 16 vorgesehenes
Federelement 32 vorhanden. Beim Drucklosschalten des Druckraums 30 wird
folglich der Kolben 16 aufgrund des Federelements 32 nach axial
unten bewegt.
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Wie
aus 1 und 2 deutlich wird, ist die Kolbenstange 18 nicht
starr am Kolben 16 angeordnet. Vielmehr ist zwischen der
Kolbenstange 18 und dem Kolben 16 ein Ausgleichsmittel
in Form eines Federpakets 34 vorgesehen, welches bei Überschreiten
einer auf die Kolbenstange wirkenden Grenzkraft eine Bewegung der
Kolbenstange 18 gegenüber
dem Kolben 16 zulässt.
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Der
Kolben 16 weist im Bereich seiner Mittellängsachse
einen Kolbendurchbruch 36 auf, durch welchen die Kolbenstange 18 den
Kolben 16 durchgreift. An dem der Greiffinger 22, 24 fern
gelegenen Bereich der Kolbenstange 18 sieht die Kolbenstange 18 einen
sich in radialer Richtung über
die Kolbenstange 18 erhebenden Kopf 38 vor, der
beispielsweise als Schraubenkopf einer in die Kolbenstange 18 eingeschraubten
Schraube ausgebildet sein kann. Zwischen dem Kopf 38 und
der dem Kopf 38 abgewandten Seite des Kolbens 16 ist
das Federpaket, das beispielsweise aus mehreren, übereinander
liegenden Tellerfedern gebildet sein kann, vorgesehen. Zur Aufnahme
des Federpakets 34 weist der Kolben 16 einen Aufnahmezylinder 40 vor,
der mit einem Deckelelement 42 verschlossen ist.
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Wird,
wie in 2 dargestellt, der Druckraum 30 mit dem
Druckmedium beaufschlagt, fährt der
Kolben 16 nach axial oben in seine Hubendlage. Zur Aufpralldämpfung sieht
der Kolben hierzu einen Dämpfungsring 44 vor.
Ferner wird die Masse der Kolbenstange 18 und der Greiffinger 22, 24 durch das
Federpaket 34 gedämpft
abgebremst. Aufgrund der nicht starr am Kolben 16 angeordneten
Kolbenstange 18 wird bei Überschreiten einer Grenzkraft das
Federpaket 34 in axialer Richtung zusammengedrückt, so
dass eine Relativbewegung zwischen Kolben 16 und Kolbenstange 18 erfolgen
kann. Aufgrund dieser Relativbewegung wird ein Abbremsen der Masse
der Kolbenstange 18 und der Greiffinger 22, 24 gedämpft. Die
mechanische Belastung des Kolbens 16, der Kolbenstange 18 und
der Greiffinger 22, 24 wird folglich reduziert.
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Die
Vorspannkraft des Federpakets 34 kann bei der Greifeinheit
gemäß 1 und 2 durch die
den Kopf 38 der Kolbenstange 16 bildenden Stellschraube 46 eingestellt
werden. Je nach Einschraubtiefe der Stellschraube 38 kann
die Vorspannkraft verändert
werden. So sieht die Kolbenstange 18 ein hülsenartiges
Grundteil 48 vor, in welches die Spannschraube 46 eingeschraubt
ist. Die freie Stirnseite 50 des Grundteils 48 stützt sich
dabei an der dem Druckraum 30 abgewandten Seite des Kolbens 16 ab.
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In
der 3 und 4 ist eine Greifeinheit 60 dargestellt,
die im Wesentlichen der Greifeinheit 10 gemäß 1 und 2 entspricht.
Entsprechende Bauteile sind deshalb mit entsprechenden Bezugszeichen
versehen.
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Da
die Greifeinheit 60 etwas breiter baut als die Greifeinheit 10,
sieht dort das Stellglied 20 zwei Nutzapfen 62 vor,
welche in die greiffingerseitigen Nuten 28 eingreifen.
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Wesentlicher
Unterschied der Greifeinheit 60 zur Greifeinheit 10 ist,
dass nicht nur auf der dem Druckraum 30 zugewandten Seite
des Kolbens 16 ein Federpaket 34 vorgesehen ist,
sondern dass auch auf der dem Druckraum 30 abgewandten
Seite ein weiteres Federpaket 64 angeordnet ist. Das Federpaket 64 ist
dabei zwischen der dem Druckraum 30 abgewandten Seite des
Kolbens 16 und einer sich in radialer Richtung erhebenden
Schulter 66 der Kolbenstange 18 angeordnet. Die
Schulter 66 wird dabei von der Stirnseite 50 des
Grundteils 48 gebildet. Das Federpaket 64, das
ebenfalls aus übereinander
gestapelten Tellerfedern gebildet ist, befindet sich dabei in einem
entsprechenden Aufnahmezylinder 68 des Kolbens 16.
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Wird
der Kolben 16 beim Drucklosschalten des Druckraums 30 nach
axial unten in seine Endlage überführt, so
wird aufgrund des Federpakets 64 die aus der Bewegung der
Masse der Kolbenstange 18 und den Greiffingern 22, 24 resultierende
Kraft vom Federpaket 64 dämpfend abgebremst. Die Schulter 66 drückt das
Federpaket 64 in Axialrichtung zusammen; eine Relativbewegung
der Kolbenstange 18 zum Kolben 16 wird ermöglicht.
Vorteilhafterweise stehen bei der Ausführungsform gemäß 3 die beiden
Federpakete 34 und 64 unter axialer Vorspannung,
so dass eine Relativbewegung der Kolbenstange 18 zum Kolben 16 erst
bei Überschreiten
der jeweiligen Grenzkraft möglich
wird.
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Die
axiale Vorspannung der Federpakete 34 und 64 kann
dabei durch die Einschraubtiefe der Stellschraube 46, entsprechend
der Ausführungsform
gemäß 1 und 2,
verstellt werden.
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4 zeigt,
entsprechend der 2, das Druckbeaufschlagen des
Druckraums 30. Aufgrund des Federpakets 34 erfolgt
in der oberen Hubendlage eine Relativbewegung der Kolbenstange 18 zum
Kolben 16.
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5 zeigt
eine Detaildarstellung des Kolbens 16 und der Kolbenstange 18,
wie sie bei einer Greifeinheit 60 gemäß 3 und 4 Verwendung finden
könnte.
Anstelle des Vorsehens der Federpakete 34 und 64 finden
zwei Schraubenfedern 70, 72 Verwendung. Die Schraubenfeder 70 liegt
unter Vorspannung einerseits an der Schulter 66 beziehungsweise
eines entsprechend ausgebildeten Bundes 74 der Kolbenstange
und andererseits an der ihr zugewandten Seite des Kolbens 16 an.
Die Schraubenfeder 72 liegt einerseits an der ihr zugewandten
Seite des Kolbens 16 und andererseits am Kopf 38,
der hier als Kopfplatte ausgebildet ist, an. Vorzugsweise kann die
axiale Vorspannung der beiden Federn 70, 72 über die
Einschraubtiefe einer Stellschraube 46 verstellt werden.
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Anstelle
des Vorsehens der beiden Federelemente 70, 72 können gemäß 6 sich
gegenseitig abstoßende
Magnetpaarungen 80, die jeweils aus zwei dipolaren Magneten 82 bestehen,
Verwendung finden. Dabei sind jeweils sich abstoßende Pole einander gegenüberliegend
angeordnet. Aufgrund einer derartigen Anordnung kann die Kolbenstange
bei Überschreiten
einer Grenzkraft relativ zum Kolben 16 zur Dämpfung der
Abbremsung bewegt werden. Je nach Anzahl und Stärke der vorzusehenden Magnetpaarungen
kann die Grenzkraft verstellt werden.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 7 sind anstelle
der Federelemente 70, 72 Gaskissen 84, 86 vorgesehen,
die eine Relativbewegung der Kolbenstange 18 zum Kolben 16 dämpfend abbremsen.
Je nach Füllstand
der Gaskissen 84, 86 mit Gas kann die Grenzkraft
beziehungsweise Dämpfung
eingestellt werden.
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In
der 8 ist eine weitere Alternative dargestellt, bei
der zwischen der Schulter 66 beziehungsweise dem Bund 74 und
dem Kolben 16 sowie zwischen dem Kopf 38 und dem
Kolben 16 jeweils ein mit einem Fluid gefüllten Druckraum 88, 90 umfasst.
Die beiden Druckräume 88, 90 sind
dabei über Verbindungskanäle 92 miteinander
verbunden, so dass bei Beaufschlagung des einen Druckraums Fluid
in den jeweils anderen Druckraum strömen kann. Auch hierdurch kann
eine dämpfende
Abbremsung der Bewegung der Kolbenstange 18 relativ zur
Bewegung des Kolbens 16 realisiert werden.
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Gemäß 9 kann
auch zwischen dem Kolben 16 und der Kolbenstange 18 eine
Federscheibe 96 vorgesehen sein, aufgrund welcher eine
Axialbewegung der Kolbenstange 18 bezüglich des Kolbens 16 möglich ist.
Die Federscheibe 96 ist dabei im Wesentlichen senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Kolbens 16 verlaufend zwischen
der Kolbenstange 18 und dem Kolben 16 angeordnet.
Die sich in einer Kolbenaussparung 98 befindende Kolbenstange 18 weist
eine umlaufende Nut 100 auf, in welche der radial innen
liegende Bereich der Federscheibe 96 eingreift. Entsprechend
ist eine kolbenseitige umlaufende Nut 102 vorgesehen, in
welche der radial außen liegende
Bereich der Federscheibe 96 eingreift. Bei Überwinden
der Grenzkraft in Axialrichtung wird folglich die Federscheibe 96 verformt,
so dass eine Relativbewegung zwischen Kolbenstange 18 und
Kolben 16 möglich
wird.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 10 ist der
Kolben 16 als Festkörpergelenk
ausgebildet. Dazu ist der Kolben 16 hohl und weist Ausgleichsabschnitte 106 mit
geringen Materialstärken
auf, so dass in diesen Abschnitten eine elastische Verformung des
Kolbens 16 bevorzugt erfolgen kann. Der Kolben 16 als
solcher ist dabei unter axialer Vorspannung mit seinem radial innen
liegenden Bereich an der Kolbenstange 18 befestigt. Dazu
ist eine Spannschraube 108 vorgesehen, die in die Stirnseite
des Grundteils 48 der Kolbenstange 18 einschraubbar
ist.
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Die
Ausführungsform
gemäß 11 stellt eine
Spanneinheit in Form einer Greifzange 110 dar, mit der
ein Werkstück 112,
welches einer Schmiedebearbeitung unterzogen wird, gespannt gehalten wird.
Die den Greifeinheiten 10 und 60 entsprechenden
Bauteile sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die Greifzange 110 umfasst
zwei Spannbacken 22, 24, wobei diese über eine
Gelenkachse 114 relativ zueinander verschwenkt werden können. Zum
Bewegen der Spannbacken 22, 24 ist zwischen diesen
eine Zylinder-Kolben-Einheit 116 vorgesehen. Die Zylinder-Kolben-Einheit 116 ist
dabei in ihrem oberen Bereich an dem Spannfinger 22 um
die Achse 118 bewegbar angeordnet. Das dem Kopf 38 abgewandte
Ende der Kolbenstange 18 ist über ein zapfenartiges Stellglied 20 am
unteren Spannfinger 24 wenigstens bedingt verdrehbar angeordnet.
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Die
Einheit 116 umfasst den Kolben 16, der im Zylinder 14 axial
verfahrbar angeordnet ist. Zum Schließen der Greifzange 110 wird
der Druckraum 30 mit einem Druckmedium beaufschlagt, wodurch
der Kolben 16 nach axial oben verfahren wird. Entsprechend
der Greifeinheit 10, wie es in den 1 und 2 gezeigt
ist, ist zwischen dem Kolben 16 und der Kolbenstange 18 ein
Federelement 34 vorgesehen. Das Federelement 34 stützt sich
einerends am Kolben 16 und anderenends am Kopf 38 der
Kolbenstange 18 ab. Hierdurch kann die Kolbenstange 18 insbesondere
nach axial unten relativ zum Kolben 16 bei Überschreiten
einer Grenzkraft bewegt werden. Wird beispielsweise das Werkstück 112 mittels
eines Schmiedehammers bearbeitet, so wirken für kurze Zeit sehr hohe Kräfte F auf
das Werkstück 112,
und somit auch auf insbesondere den unteren Spannfinger 24.
Das Auftreten dieser hohen Kräfte
kann durch die in der 11 gezeigte Anordnung von dem
Federelement 34 abgedämpft
werden. Insgesamt ergeben sich dadurch geringere Belastungen auf
den Kolben 16 beziehungsweise die gesamte Zylinder-Kolben-Einheit.
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Das
dem Stellglied 20 abgewandte obere Ende des Kopfes 38 wirkt
für den
Fall, dass kein Werkstück 112 von
der Spannstange 110 gegriffen wird, zur dämpfenden
Hubbegrenzung des Kolbens 16 gegen einen zylinderseitigen
Anschlag 120. Dazu ist der Kopf 38 komplementär zum Anschlag 120 ausgebildet.
Wird folglich die Greifzange 110 ohne ein Werkstück geschlossen,
so bewegt sich der Kolben 16 nach axial oben. Beim Anschlagen
des Kopfs 38 gegen den Anschlag 120 wird die Bewegung
des Kolbens 16 nach axial oben aufgrund des Federelements 34 gedämpft.
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Zum Öffnen der
Greifzange 110 wird der Druckraum 30 drucklos
geschalten; aufgrund des Eigengewichts des Spannfingers 24 öffnet die
Greifzange 110. Alternativ dazu ist denkbar, den dem Druckraum 30 abgewandten
Raum 122 als Druckraum auszubilden und diesen zum Öffnen der
Greifzange 110 mit einem entsprechenden Druck zu beaufschlagen.