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Klemmvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung zum
Feststellen des Übertragungsgliedes, insbesondere des Kolbens druckmediumbetätigter
Aggregate, während diese außer Betrieb sind.
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Übertragungsglieder, wie Wellen, Stangen oder Kolben, druckmediumgesteuerter
Aggregate müssen, sofern diese als Antriebsmittel von Maschinenteilen, beispielsweise
von Werkzeugträgerschlitten u. dgl., Verwendung finden, in der Ruhelage festgestellt
werden, will man verhindern, daß bei vertikal und unter gewissen Umständen auch
horizontal angeordneten Aggregaten, beispielsweise durch Undichtheit im System,
über große Zeiträume eine beachtliche Bewegung solcher Teile möglich ist. Dies wirkt
sich z. B. bei vertikalen Zylinderkolbenaggregaten sehr nachteilig aus, wenn dadurch
der das Werkzeug tragende Werkzeugträgerschlitten sich in Richtung des Werkstückes
senkt und schließlich eine Werkzeugbeschädigung eintritt.
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Zum Feststellen solcher Übertragungsglieder druckmediumgesteuerter
Zylinderkolbenaggregate sind bereits Klemmvorrichtungen bekannt, die eine bzw. zwei
im Abstand voneinander angeordnete Klennnhülsen aufweisen, die in einem zur Führung
des betreffenden Übertragungsgliedes dienenden Aufnahmestück angeordnet sind. In
mindestens der einen Hülse ist das betreffende Übertragungsglied drehbar und/oder
längsverschiebbar geführt. Über entsprechende, im Aufnahmestück angeordnete Kanäle
kann das Medium, beispielsweise Drucköl oder Druckluft, derart auf den Hülsenaußenumfang
wirken, daß das betreffende Übertragungsglied festgesetzt wird.
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Solche Klemmvorrichtungen haben verschiedene Nachteile.
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Das Festklemmen des betreffenden Teils ist nur gewährleistet, solange
das Medium unter ausreichendem Druck steht. Da aber gerade bei Werkzeugmaschinen,
insbesondere mit vertikal angeordneten festzustellenden Übertragungsgliedern, in
der Zeit, in welcher die Maschinen außer Betrieb gesetzt sind, eine Fixierung des
betreffenden Übertragungsgliedes zu erfolgen hat, müßte beim Einsatz der bekannten
Anordnung ein konstanter Druck des Mediums gewährleistet sein, wenn der betreffende
Betrieb beispielsweise nachts oder an Wochenenden stillgelegt ist. Dies ist, abgesehen
von entsprechenden Betriebskosten für solche Klemmvorrichtungen, mit Sicherheit
nicht zu gewährleisten. Des weiteren erfolgt bei den bekannten Konstruktionen die
Steuerung des Mediums durch elektrische Steuereinrichtungen, welche in Abhängigkeit
von der Bewegung des Kolbens des betreffenden Zylinderkolbenaggregates zu steuern
sind. Solche Klemmvorrichtungen erfüllen demgemäß ihre Aufgabe nur in solchen Fällen,
wo Übertragungsglieder während des Betriebs entsprechender Maschinen zum Einsatz
kommen.
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Diese Nachteile werden bei Klemmvorrichtungen zum Feststellen einer
Welle senkrecht zur Achsrichtung, insbesondere eines Kolbens druckmediumbetätigter
Aggregate, während diese außer Betrieb sind, mit mindestens einem durch Druckmedium
steuerbaren Feststellglied, das gegen das festzustellende Teil anpreßbar und lösbar
ist, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das Feststellglied mit einem ersten
Kolben eines Zylinderkolbenaggregates fest verbunden ist, hinter dem im Zylinder
ein mit dem ersten Kolben mechanisch nicht starr verbundener zweiter Kolben angeordnet
ist, daß die Arbeitsräume dieser Kolben zwischen dem Zylinder und dem ersten Kolben
und zwischen den beiden Kolben über Leitungen mit jeweils einer Kammer des Aggregates
verbunden sind und daß die Kolben gegen einen gemeinsamen Kraftspeicher einwirken,
der in bekannter Weise versucht, das Feststellglied in Klemmstellung zu halten.
Bei dieser Konstruktion erfolgt somit das Festklemmen des betreffenden Übertragungsgliedes
durch einen Kraftspeicher. Das bedeutet, daß das Druckmedium lediglich zum Lösen
des Übertragungsgliedes benutzt wird. Sobald sein Druck abfällt, wird automatisch
das übertragungsglied wieder festgesetzt. Außerdem erfolgt die Steuerung der erfindungsgemäßen
Klemmvorrichtung durch das zur Betätigung des betreffenden Zylinderkolbenaggregates
dienende Druckmedien, so daß eine spezielle Steuerung für das Druckmedium entfallen
kann und die Klemmvorrichtung selbsttätig in Funktion tritt, sobald der das Übertragungsglied
betätigende Kolben des Zylinderkolbenaggregates stillgesetzt wird.
Eine
vorteilhafte Konstruktion ergibt, sich. in. diesem Zusammenhang, wenn däs Feststellglied
und der erste Kolben fest miteinander verbunden sind.
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Um hierbei die mit dem zweiten Kolben zusammenwirkende Fläche des-
erstenKolbens bzw...die, mit dem Zylinder zusammenwirkende Fläche des zweiten Kolbens
als Druckfläche zur -Erzeugung des- gegen den Kraftspeicher "gerichteten "Druckes
-- nutzbar zu machen und somit den Durchmesser der: Kolben möglichst klein halten
zu können; ist es vorteilhaft; wenn sich die beiden Kolben aneinander und am Zylinderboden
durch je ein radiale Durchbrechungen aufweisendes Ringstück abstützen. Diese Ringstücke
dieäen somit zur Anlage- an dem betreffenden Kölberi-bzw. Zylinderteil, wobei das
Druckmedium durch deren Durchbrechungen in das Innere des -Ringstückes gelangen
kann. Durch eine entsprechende Wahl des Durchmessers der _ Ringstücke wird. zwischen
den. beiden Kolben und zwischen dem zweiten Kolben und dem Zylinder jeweils ein
Ringkanal geeigneter Größe zur Zuführung des Druckmediums zum Kolben über jeweils
eine Leitung geschaffen.
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In der Zeichnung- ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:
Es zeigt- - - -F i g.1 eine schematische Darstellung einer Klemmvorrichtung im.
Schnitt, in. Verbindung- mit einem als 'Schlittenantrieb dienenden Zylnderkolbenaggregat,
- -F-i g.- 2 einen -Längsschnitt durch die Klemmvor= richtung gemäß F i g.1, in
größerem Maßstab als F i g.1.
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Die Klemmvorrichtung weist gemäß F i g. 1 ein Gehäuse 0 auf, Lias
zur Führung einer Kolbenstange 12 an seinem einen Ende im Abstand voneinander angeordnete
Führungsaugen 14 und 16 aufweist, währendes an seinem entgegengesetzten Ende als
I4ohlzylinder l.$ ausgebildet ist; der zur Befestigung der Kleinnivorrichtung an
der Werkzeugmaschine in einem entsprechenden Befestigungsglied 20 eingesetzt
ist. Der Hohlzylinder 18 weist einen nach außen gerichteten . Flansch 22 auf, an
dem ein den Zylinderiauni abschließender Deckel 24 befestigt ist. Innerhalb des
Zylinders ist ein erster mit 26 bezeichneter Kolben verschiebbar und mit Hilfe einer
Ringdichtnng 28 druckdicht angeordnet, der an seiner der festzustellenden Kolbenstange
12 zugerichteten Stirnseite einen _ zylindrischen Schaft 3Ö aufweist, der seinerseits
in einer entsprechenden zylindrischen Ausnehmung des Gehäuses geführt ist. Der Kolben
26 nebst dem Führungsschaft weist eine zentrale Bohreng auf,. in welcher der Befestigungszapfen
32 eines zwischen, den Führungsaugen 14 und 16 angeordneten und von der betreffenden.
Kolbenstange durchdrungenen, hin- und-herverschiebbaren Feststellgliedes 34 angeordnet
ist. Mit Iülfe einer Mutter 36 ist der Befestigungszapfen 32 des Feststellgliedes
am Kolben 26 befestigt. Während im Durchgang der Führungsaugen 14 und 16 die Kolbenstange
12 lediglich spielfrei verschiebbar geführt ist, ist der Durchgang des Feststellgliedes
34 so groß gewählt, daß ein Kolbenhub des mit dem letzteren kombinierten Kolbens
26 möglich ist. Auf dem Führungsschaft 30 des Kolbens 26 ist ein Tellerfederpaket
38 angeordnet, das sich einerseits am Kolben und andererseits am Boden der- betreffenden
Zylinderkammer abstützt. Dieses Tellerfederpaket versucht den Kolben 26 bzw. das
Feststellglied 34 in der in F i g. 1 _ und 2 gezeigten Stellung zu halten, d. h.
es an einen Teil des Umfanges der Kolbenstange 12 anzupressen und sie zwischeu den
Führungsaugen 14 und 16 festzuklemmen. Die Kraft zum Feststellen der Kolbenstange
12 wird somit durch das Tellerfederpaket aufgebracht.
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Wie aus Fi.g. 2 deutlich zu ersehen ist, ist. koaxial zum Kolben
26 ein zweiter Kolben 40 verschiebbar angeordnet. Mit seiner deriz
Kölberi 26 zugerichteten Stirnfläche wirkt dieser hierbei mit dem stirnseitigen
Ringstück eines Bundes 42 zusammen. Durch diesen Bund ist zwischen den beiden Kolben
eine Ringnut 44 geschaffen, der über einen Kanal 46 Druckmedium zuführbar ist. Dieser
Kanal steht über eine am Verbindungsnippel 48 angeschlossene Leitung 50 mit der
Zylinderkammer 52 eines Zylinders 53 in Verbindung. Der -Bund 42 weist an seiner
Stirnseite ein mit radialen Durchbrechungen 54 versehenes Ringstück- auf, so daß
über die Leitung 50 bzw. den Kanal 46 in die Ringnut 44 geleitetes öl auch an den
vom Kolben 40 abgedeckten Teil des Kolbens 26 gelangt und sich somit ein
Druck, im wesentlichen auf der gesamten Stirnfläche des ersten Kolbens 2'6 aufbauen
kann. Zur Aufnahme der an dieser Stirnfläche vorgesehenen zur Befestigung des Feststellgliedes
34 am Kolben 26 dienenden Mutter 36 weist zier Kolben 40 eine zentrale Ausnehmung
56 auf. Mit Hilfe einer an dessen Umfang angeordneten Ringdichtung 58 ist
der Kolben 40 druckdicht im Zylinder geführt. In .der Klemmstellung des Kolbens
26 gemäß F i g. 2 wirkt der Kolben 40. mit einem stirnseitigen Ringstück
eines Bundes 60 mit der Innenfläche des Deckels 24 zusammen, wobei das Ringstück
Durchbrechungen 62 entsprechend den Durchbrechungen 64 des Kolbens 26 aufweist.
Im Zusammenwirken mit dem Deckel 24 des Kolbens wird durch die Anordnung des Bundes
60 ein Ringkanal 64 gebildet, der über einen im Flansch 22 angeordneten
Kanal 66 und einer am Anschlußnippe168 des Flansches 22 angeschlossenen Leitung
70 mit der zweiten Zylinderkamtner 72 des Zylinders 53 verbunden ist. Zur Steuerung
des im Zylinder 50 angeordneten, mit der Kolbenstange 12 verbundenen Kolbens 74
kann der einen oder anderen Zylinderkammer über Druckleitungen 76 bzw. 78 Druckmedium
zugeführt werden. Beispielsweise ist, wie in F i g.1 dargestellt, das freie Ende
der Kolbenstange 12 mit einem Mitnehmer 80 eines auf dem Führungsbett
82 verschiebbar angeordneten, nur teilweise dargestellten Werkzeugschlittens
84 verbunden, und das aus Zylinder 53 und Kolben 74 gebildete Zylinderkolbenaggregat
dient zum Antrieb des Werkzeugschlittens 84.
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Die. unterhalb des Zylinderkolbenaggregates angeordnete Klemmvorrichtung
dient zur Feststellung des Kolbens 74 bzw. der Kolbenstange 12 in ihrer gemäß
F i g.1 hinteren . bzw. in einer Zwischenstellung, und die Steuerung der Klemmvorrichtung
zur Freigabe der Kolbenstange erfolgt über das zum Antrieb des Kolbens bzw. der
Kolbenstange benötigte Druckmedium über die Leitungen 52 bzw. 70. Wird beispielsweise
der Kolben in Pfeilrichtung angetrieben, so wird über die Druckleitung 78 Druckmedium
in die Zylinderkammer 72 eingeleitet, und dasselbe gelangt zunächst über die Leitung
70 bzw. den Kanal 66 in den Ringkanal 64 bzw. auf die gemäß F i g. 2 untere Fläche
des Kolbens 40, wodurch ein Druck aufgebaut wird, der über den Kolben 40 auf den
Kolben 26 übertragen wird. Ist der Druck entsprechend groß, so wird die Vorspannung
des Tellerfederpaketes 38 überwunden, und bei weiterer Drucksteigerung wird das
Feststellglied 34 die Kolbenstange 12 ganz
freigeben, worauf diese
die entsprechende Axialbewegung durchführen wird. Wird der Kolben stillgesetzt,-
so erfolgt unter der Wirkung des Tellerfederpaketes eine Verdrängung des im Zylinder
vorhandenen Druckmediums, worauf die Kolbenstange wieder festgestellt wird. Von
der entgegengesetzten Seite her über die Leitung 76 in den Zylinder 50 eingeleitetes
Druckmedium wird zunächst über die Leitung 50 und den Kanal 46 zwischen die beiden
Kolben 26 und 40 gelangen und bei entsprechend großem Druck den Kolben 26 vom Kolben
40 abheben, so daß gleichfalls die Freigabe der Kolbenstange 12 erfolgen wird, wonach
der Kolben 74 bzw. der Werkzeugschlitten in die entgegengesetzte Richtung transportiert
und bei Stillsetzen des Kolbens die Kolbenstange wieder festgeklemmt wird.