DE102010035633B3 - Hydraulic multi-part clamping apparatus for e.g. repeatable positioning long-shaft or rod-shaped workpieces, in horizontal position on e.g. machine tool, has tensioning drives arranged along rail transport for clamping rods of jaw via wedge - Google Patents
Hydraulic multi-part clamping apparatus for e.g. repeatable positioning long-shaft or rod-shaped workpieces, in horizontal position on e.g. machine tool, has tensioning drives arranged along rail transport for clamping rods of jaw via wedge Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten hydraulisch angetriebenen Spannvorrichtung aus, die für eine gleichzeitige Bearbeitung mehrerer gleicher wellen- und stangenartiger Werkstücke großer Länge mit hoher Genauigkeit ausgebildet ist.The invention is based on the defined in the preamble of
Bekanntes Fachwissen in der industriellen Teilefertigung ist, dass bei werkstückspezifisch ausgebildeten und eingesetzten Spannvorrichtungen, Maschinenschraubstöcken und Spannbacken-Systemen für die Realisierung einer richtigen sowie lage- und wiederholgenauen Positionierung und einer ausreichend kräftigen und sicheren Spannung der Werkstücke spezifische Spannkomponenten mittels hydraulisch betätigten Linearantrieben solange linear bewegt werden müssen, bis die Werkstücke an festen Anlagen oder auf unbeweglichen Unterlagen in einer stabilen Spannposition verbleibend, mittels der kontaktierenden Spannflächen oder Spannpunkte der Spannkomponenten gespannt sind.Known expertise in industrial parts manufacturing is that when workpiece-specific trained and used clamping devices, machine vices and jaw systems for the realization of a correct position and repeatable positioning and a sufficiently strong and safe tension of the workpieces specific clamping components linearly moves by means of hydraulically operated linear actuators must be until the workpieces on a fixed system or on immovable documents in a stable clamping position remaining stretched by means of the contacting clamping surfaces or clamping points of the clamping components.
Als linear gerichtet bewegte und dabei geradlinig sowie leichtgängig geführte Spannkomponenten finden zumeist Spannplatten, Spannbacken und Spanneisen Anwendung. Als Führungskomponenten für die in der Regel kurzen und einem ständigen Richtungswechsel unterliegenden Zuführ-, Einstell- und Spannbewegungen in Richtung des jeweiligen Werkstückes sowie einer nachfolgenden Entspann- und Werkstück-Freigabe-Bewegung vom Werkstück weg, sind
- • in Genauigkeits-Bohrungen genau gelagerte und leichtgängig geführte zylindrische Führungssäulen, Spannsäulen sowie Führungsbolzen,
- • in passgenauen Nuten, mit parallelen Wandungen in einer Rechteckform oder mit einem T-Profil ausgebildet, gleitfederartige, an der Unterseite der Spannkomponenten angeordnete, erhabene Führungsstege,
- • C-förmige Unterseitenausbildungen an Spannbacken auf mit einem passenden T-Querschnittsprofil ausgestatteten Spannuntersätzen und
- • Stirnseitig in genauigkeitsgeführten Kolbenstangen von Hydraulik- oder Pneumatikzylindern eingeschraubte Stell- und Schraubspindeln für u. a. Spanneisen, Spannbacken und Spannbrücken
- • Precision bores and smoothly guided cylindrical guide columns, clamping columns and guide pins,
- • in precisely fitting grooves, formed with parallel walls in a rectangular shape or with a T-profile, sliding spring-like, arranged on the underside of the clamping components, raised guide webs,
- • C-shaped bottom side formations on clamping jaws on clamping bases equipped with a suitable T-section profile and
- • Actuators and screwed spindles screwed into the precision-guided piston rods of hydraulic or pneumatic cylinders for, among other things, clamping jaws, clamping jaws and clamping bridges
Diese werkstückabhängig eingesetzten Varianten von Führungen und Führungsschienen werden stillstehend positioniert oder werden mittels Handspann-Hebel wie auch mit pneumatischen oder hydraulischen Linearantrieb bewegt.These workpiece-dependent variants of guides and guide rails are positioned at rest or moved by means of hand-operated levers as well as with pneumatic or hydraulic linear drive.
Einige der für die Werkstückspannung eingesetzten Ausbildungsarten von geradlinig verlaufend angeordneten Führungsschienen und Führungssäulen einerseits und die sie aufnehmenden Bohrungen, Öffnungen und Außenkonturen in und an den Spannkomponenten andererseits, sind Gegenstand von DIN-Normen und von innovativen sowie erfinderischen Lösungen in Patenten und Gebrauchsmustern.Some of the types of training used for workpiece clamping of linearly arranged guide rails and guide columns on the one hand and the receiving holes, openings and outer contours in and on the clamping components on the other hand, are the subject of DIN standards and innovative and inventive solutions in patents and utility models.
Beispielhaft sollen hier genannt sein:
In DIN 6348:1971-01 sind das Spannprinzip der als Bohrvorrichtung, schnellspannend, bezeichneten Hand-Spannvorrichtung zwei bewegliche, senkrecht angeordnete parallele Führungssäulen, die in Führungsbohrungen des Vorrichtungsgehäuses aufgenommen und über einen quergerichteten Zahnstangentrieb koordiniert bewegt werden. Dabei wird jeweils nur ein Werkstück mittels einer am oberen Ende der Führungssäulen befestigten brückenartigen Spannplatte geklemmt und gespannt. Eine derartige, durch die Kolbenstange eines hydraulischen Linearantriebes bewegte Anordnung von zwei parallel geführten Spannsäulen ist unter anderem Gegenstand von
In DIN 6348: 1971-01, the tensioning principle of the hand-tensioning device, referred to as a boring device, quick-acting, are two movable, vertically arranged parallel guide columns, which are received in guide bores of the device housing and coordinated by a transverse rack-and-pinion drive. In each case, only one workpiece is clamped and tensioned by means of a bridge-like clamping plate attached to the upper end of the guide columns. Such, moved by the piston rod of a hydraulic linear drive arrangement of two parallel guided tension columns is inter alia subject of
Eine mit einem hydraulischen Linearabtrieb ausgebildete Spannkomponente mit nur einer geführten Spannsäule ist beispielhaft Gegenstand von
In DIN 6370:1957-02 sind Maschinenschraubstöcke mit einem linear beweglichen Spannbacken und mit einem festen Spannbacken genormt. Der schlittenartig bewegliche Spannbacken hat auf seiner Unterseite eine C-förmige nach unten offene Ausnehmung, mit der er eine passgenau ausgebildete T-förmige Querausbildung der Oberseite des Schraubstock-Grundkörpers umschließt.In DIN 6370: 1957-02, machine vices are standardized with a linearly movable clamping jaw and with a fixed clamping jaw. The carriage-like movable clamping jaws has on its underside a C-shaped downwardly open recess with which it encloses a tailor-made T-shaped transverse formation of the top of the vise body.
Dies ist auch Gegenstand von
Das in
Im Allgemeinen erfahren geführte Gewindespindeln, die gemeinsam mit Spannplatten und Spanneisen für die unmittelbare Werkstückspannung eingesetzt werden, werkstückformbedingte Schrägstellungen. Im Falle der Anwendung von, in DIN 6319:2001-10 genormten, Kugelscheiben und Kegelpfannen sind bei schrägen Spannstellen Schrägstellungen der betroffenen Spannschrauben und Gewindespindeln bis 3° noch kräftig und sicher spannbar.In general, guided threaded spindles, which are used together with clamping plates and clamps for direct workpiece clamping, experience workpiece-shaped inclinations. In the case of the use of spherical washers and conical pots standardized in DIN 6319: 2001-10, inclined positions of the clamping screws and threaded spindles concerned can still be clamped firmly and safely up to 3 ° for oblique clamping points.
Ein Beispiel für die Anwendung von gleitfederartig geformten erhabenen Führungsstegen an der Unterseite von Spannbacken oder beweglichen Werkstückunterlagen, die in bzw. zwischen den parallelen senkrechten Wandungen von Führungs- oder T-Nuten ragen und entlang dieser geführt längs verschiebbar sind, ist in
In Werkstattgebrauch sind außerdem die in DIN 6323:2001-10 genormten losen Nutensteine, die als Adapterelemente Anwendung finden. Die mit einer maßgleichen Unterseiten-Parallelnut ausgestatteten Spannkomponenten sind mittels dieser Elemente entlang von T-Nuten in Werkzeugmaschinentischen und in Spannpaletten, auf diesen aufliegend, längsgerichtet geführt verschiebbar.In workshop use are also the standardized in DIN 6323: 2001-10 loose nuts, which are used as adapter elements application. The clamping components, which are equipped with a matching underside parallel groove, are displaceable longitudinally guided by means of these elements along T-slots in machine tool tables and in clamping pallets, resting on them.
Nachteilig bei einer feststehend positionierten oder längsbeweglichen Anwendung der bekannten Ausbildungsarten oder Profilausformungen der Führungskomponenten für Spannkomponenten in Spannvorrichtungen, Maschinenschraubstöcken und Spannbacken-Systemen sind:
- • die Verkantungen und Schrägstellungen der geführten Funktionselemente in den Führungen
- • die Beschränkung auf eine Einstückspannung oder auf eine Mehrteilespannung weniger klein dimensionierter Werkstücke bzw. Werkstücke geringer Länge und
- • die toleranz- und strukturbedingten Einschränkungen für das Erreichen und Feststellen einer hohen Wiederholgenauigkeit beim zentrischen Spannen und Positionieren von Werkstücken.
- • the tilting and tilting of the guided functional elements in the guides
- • the limitation to a one-piece voltage or to a multi-part voltage of small-sized workpieces or workpieces of short length and
- • the tolerances and structure-related restrictions for achieving and establishing a high degree of repeatability when centrically clamping and positioning workpieces.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass
- • eine bewegliche Führungskomponente, die gleichzeitig und nacheinander Einlege-, Zuführungs- und Spannfunktionen zu erfüllen hat, in der Spannstellung keine wiederholgenaue Werkstückpositionierung gewährleisten kann
- • eine zentrische Mehrteile-Spannung mehrerer langer wellen- und stangenartiger Werkstücke nicht realisierbar ist und
- • eine überwiegend quer zur Bewegungsrichtung der Führung gerichtete Stellung und Bewegung eines hydraulischen Linearantriebes Einfluss auf Verkantungen und Schrägstellungen des geführten Funktionselementes hat,
- • Kontrollelemente zur vergleichenden Feststellung der Lage- und Maßgenauigkeit der Werkstücke nicht vorhanden sind.
- • a moving guide component, which simultaneously and successively has to perform loading, feeding and clamping functions, in the clamping position can not ensure repeatable workpiece positioning
- • A centric multi-part tension of several long shaft and rod-like workpieces is not feasible and
- A position and movement of a hydraulic linear drive directed predominantly transversely to the direction of movement of the guide has an influence on tilting and inclined positions of the guided functional element,
- • Control elements for comparative determination of the positional and dimensional accuracy of the workpieces are not available.
Das Problem wird durch den Patentanspruch 1 gelöst.The problem is solved by the
Auf einem rechteckigen mit parallelen Verbindungsstreben ausgestatteten Trägerrahmen oder auf einer Vorrichtungsgrundplatte hat eine Hydraulische Mehrteile-Spannvorrichtung in mindestens zwei Positionen entlang jedes Werkstückes quer zu diesem verlaufende Transportschienen, die mit Rechteck- oder mit Omegaform-Profil ausgebildet sind. Auf diesen Transportschienen sind Adapter, als jeweils zwei gegeneinander gerichtete Spannbacken, als Werkstück-An- und Unterlagen oder als Trägerelemente für elektronische Sensoren, längsbeweglich verschiebbar ausgebildet, angeordnet. An der Unterseite dieser Adapter sind jeweils eine kugel-, walz- oder gleitlagergeführte schienenumgreifende Ausnehmung, passend zur Querschnittsform und zur Dimensionierung der jeweiligen Transportschiene eingebracht. An oder auf dem Trägerrahmen oder der Vorrichtungsgrundplatte sind parallel zur Werkstücklängsrichtung waagerecht agierende, hydraulische Stellantriebe für das achsial gerichtete Einlegen und Einstellen und, getrennt von diesen, hydraulische Spannantriebe für das Spannen der Spannbacken entlang der Transportschienen über einen Doppelkeil und zwei mit diesem verbundene Zug- und Schubstangen angeordnet.On a rectangular support frame provided with parallel connecting struts or on a device base plate, a hydraulic multi-part tensioning device has at least two positions along each workpiece transverse to this transport rails which are formed with a rectangular or omega-shaped profile. On these transport rails adapter, as two oppositely directed jaws, as a workpiece and documents or as support elements for electronic sensors, designed to be longitudinally movable, arranged. At the bottom of these adapters are each a ball, roller or plain bearing rail-engaging recess, matching the cross-sectional shape and dimensioning of the respective transport rail introduced. On or on the support frame or the device base plate are horizontally acting parallel to the workpiece longitudinal hydraulic actuators for axially directed insertion and adjustment and, separated from these, hydraulic tension drives for clamping the jaws along the transport rails via a double wedge and two associated with this train and push rods arranged.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 angegeben. Sie betreffen
- • die Anordnung und Wirksamkeit der hydraulischen Stellantriebe und der hydraulischen Spannantriebe in zwei unterschiedlich hohen waagerechten Ebenen
- • die Ausbildung der Verbindungsglieder von und zwischen hydraulische Spannantrieb und Spannbacken und
- • die Leitungs- und Informationsverbundenheit aller Funktionsbaugruppen der Werkstück-Spannung mittels der angeordneten elektronischen Sensoren
- • The arrangement and effectiveness of the hydraulic actuators and the hydraulic tension drives in two different horizontal levels
- • the formation of the links from and between hydraulic tension drive and jaws and
- • the line and information connectivity of all functional components of the workpiece voltage by means of the arranged electronic sensors
Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in den
Es zeigen:The invention is based on an embodiment in the
Show it:
Die Teilansicht der Hydraulischen Mehrteile-Spannvorrichtung in
In
In
Aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Trägerrahmensupport frame
- 22
-
Verbindungsstreben an
1 Connecting struts on1 - 33
- VorrichtungsgrundplatteDevice base
- 44
- Spannbackenjaws
- 55
- Werkstück-An und UnterlagenWorkpiece attachment and documents
- 66
-
Unterseite von
4 ,5 Bottom of4 .5 - 77
-
Transportschienen auf
1 ,3 Transport rails on1 .3 - 88th
-
Ausnehmungen in
6 , für7 Recesses in6 , For7 - 99
- hydraulischer Stellantriebhydraulic actuator
- 1010
- hydraulischer Spannantriebhydraulic tensioning drive
- 1111
-
Hydraulik-Zylinder von
10 Hydraulic cylinder of10 - 1212
-
Kolbenstange von
10 Piston rod of10 - 1313
-
Doppelspannkeil an
12 Double clamping wedge on12 - 1414
-
Halte- und Führungsnut von
13 Holding and guiding groove of13 - 1515
-
Zug- und Schubstang(en) in
4 Pulling and push rod (s) in4 - 1616
-
erste Ebene für
9 first level for9 - 1717
-
zweite Ebene für
10 second level for10 - 1818
- elektronische Sensorenelectronic sensors
- 1919
- Werkstück(e)Workpiece (s)
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