DE1300464B

DE1300464B - Hydraulic clamping device

Info

Publication number: DE1300464B
Application number: DE1967A0055052
Authority: DE
Inventors: Zetterberg Karl Henrik Goete
Original assignee: ZETTERBERGS MEK VERKST AB
Current assignee: ZETTERBERGS MEK VERKST AB
Priority date: 1966-03-04
Filing date: 1967-03-03
Publication date: 1969-07-31

Description

Endlage durch ein in den Zylinder eingeleitetes 15 lung über zwischen Keilflächen verklemmte Kugeln Druckmittel die beiden Spannbacken einander genä- nicht als unbedingt zuverlässig angesehen werden. Es hert werden. Da hierbei der größte Hub des Kolbens
im Zylinder wesentlich kleiner als der Verstellbereich
der Spannbacken gegeneinander ist, hat man zur
Überbrückung dieser Längendifferenz eine der Spann- ao
backen mit einem Teil der hydraulischen Vorrichtung
über eine die Führungsstange bildende Schraubspindel verbunden. Mit deren Hilfe lassen sich die Spannbacken ohne Inanspruchnahme der hydraulischen
Druckvorrichtung so weit gegeneinander verstellen, 25
wie dies einerseits zum Anlegen der Backen an ein
von ihnen zu haltendes Werkstück und andererseits
zum Entfernen der Backen voneinander über eine
größere Strecke erforderlich ist. Bei den bekanntenEnd position due to a pressure introduced into the cylinder by means of balls jammed between wedge surfaces, the two clamping jaws approaching one another cannot be regarded as absolutely reliable. It will be. Because this is the largest stroke of the piston
in the cylinder much smaller than the adjustment range
the jaws are against each other, you have to
Bridging this length difference one of the clamping ao
bake with part of the hydraulic device
connected via a screw spindle forming the guide rod. With their help, the clamping jaws can be opened without using the hydraulic
Adjust the pressure device against each other so far, 25
like this on the one hand to apply the jaws to a
workpiece to be held by them and on the other hand
to remove the jaws from each other via a
greater distance is required. With the known

Vorrichtungen dient mithin die hydraulische Druck- 30 merkmale der Erfindung.The hydraulic pressure characteristics of the invention are therefore used for devices.

Vorrichtung lediglich dazu, den nötigen Spanndruck Eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemä-Device only for the purpose of applying the necessary clamping pressure. A preferred embodiment of the

zwischen den Spannbacken und dem Werkstück aufzubringen, während die Leerverstellung der Backen
ausschließlich über die Schraubspindel erfolgt. Dies
ist umständlich und lästig und bedingt auch einen 35 feste Spannbacke 2 in einem Stück mit einem sich zu vergleichsweise hohen Arbeits- und Zeitaufwand. ihren beiden Seiten erstreckenden und lotrecht zu ih-to be applied between the clamping jaws and the workpiece while the empty adjustment of the jaws
takes place exclusively via the screw spindle. this
is cumbersome and annoying and also requires a fixed clamping jaw 2 in one piece with a comparatively high expenditure of work and time. extending on both sides and perpendicular to

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- rer Spannfläche liegenden Zylinder 4 sowie eine diesteht darin, eine hydraulische Einspannvorrichtung ser festen Backe 2 zugekehrte bewegliche Spannder eingangs genannten Art zu schaffen, die die in- backe 6. Letztere geht in einen anderen Zylinder 8 folge der bisher benutzten Schraubspindeln bedingten 40 über, der im erstgenannten Zylinder 4 längsbeweglich Nachteile nicht mehr aufweist, sich vielmehr durch geführt ist. Die Bohrung des Zylinders 8 geht an iheine wesentlich einfachere und schnellere Einspannung auszeichnet. Das wird erfindungsgemäß dadurchThe object on which the invention is based is a cylinder 4 on which the clamping surface is located, as well as a cylinder 4 therein, a hydraulic clamping device ser fixed jaw 2 facing movable clamps To create the type mentioned at the beginning, which the jaw 6. The latter goes into another cylinder 8 follow the previously used screw spindles conditional 40 over, the one in the first-mentioned cylinder 4 is longitudinally movable No longer has disadvantages, rather it is carried out. The bore of the cylinder 8 goes to it is characterized by much simpler and faster clamping. According to the invention, this is thereby achieved

sehen einer geradlinigen Rohrführung und einer Schraubspindel vorzusehen. Bei derartigen Spannvorrichtungen ist jedoch zum Herstellen einer festen Verbindung zwischen der Geradführung und der den Spanndruck erzeugenden Schraube und für die dazu nötige Längsverschiebung der über Kugeln zu kuppelnden Teile gegeneinander ein gegenseitiges Verdrehen von Geradführung und Schraube, also ein besonderer Arbeitsgang erforderlich. Bei den beschrie- und die andere 10 benen Vorrichtungen geschieht die Kupplung durch hydraulischen Verklemmen der Kugeln zwischen den Begrenzungsflächen eines Keilspalts. Diese Art von Kugeigesperren beanspruchen die als Kupplungselemente dienenden Kugeln außergewöhnlich stark. Auch kann die Kuppsee a straight pipe guide and a screw spindle to be provided. With such jigs however, it is necessary to establish a permanent connection between the straight guide and the Clamping pressure generating screw and for the necessary longitudinal displacement of the ball to be coupled Share a mutual twisting of the straight guide and screw against each other, so a special one Operation required. In the described and the other 10 enclosed devices, the coupling happens through hydraulic clamping of the balls between the boundary surfaces of a wedge gap. That kind of ball lock The balls used as coupling elements are extremely stressful. The Kupp can also

sind nämlich keineswegs besonders heftige Erschütterungen notwendig, um die Kugeln aus ihrem Klemmsitz zu lösen und die durch sie geschaffene Verbindung aufzuheben. Mit stärkeren Erschütterungen und dem Auftreten von Schwingungen muß aber beim Bearbeiten von in Einspannvorrichtungen eingespannten Werkstücken unbedingt gerechnet werden. Andererseits erfordert das Lösen der Kugeln aus einem wirklich festen Klemmsitz den Aufwand starker Kräfte, deren Aufbringung erhebliche Schwierigkeiten bereiten kann.namely, particularly violent vibrations are by no means necessary to remove the balls from their press fit to solve and to break the connection created by them. With stronger vibrations and the occurrence of vibrations must however when machining clamped in jigs Workpieces must be taken into account. On the other hand requires loosening the balls from one really tight press fit the effort of strong forces, their application considerable difficulties can prepare.

Die Gegenstände der Unteransprüche der Erfindung betreffen jeweils vorteilhafte Ausgestaltungs-The subjects of the subclaims of the invention each relate to advantageous embodiments

ßen Einspannvorrichtung ist in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt.ßen jig is shown in the drawing in longitudinal section.

Die zwingenähnliche Spannvorrichtung besitzt eineThe clamp-like clamping device has a

erreicht, daß die Führungsstange bei nicht druckbe-achieves that the guide rod when not pressurized

rem der Spannbacke 6 zugewandten Ende in eine gleichachsige Öffnung geringen Durchmessers über, durch welche sich eine zylindrische Führungsstange 10rem the end facing the clamping jaw 6 into an equiaxed opening of small diameter, through which a cylindrical guide rod 10

aufschlagtem Kolben in diesem axial frei verschiebbar 45 hindurch und über das hintere Ende des Zylinders 8 und bei Druckbeaufschlagung des Kolbens mit die- hinaus erstreckt. Das backenseitige Ende der Fühsem durch ein Gesperre verriegelbar ist. rungsstange besitzt ein Gewinde zum AufschraubenAn impacted piston can be freely displaced in this axially 45 through and over the rear end of the cylinder 8 and when the piston is pressurized, it extends along with it. The end of the Fühsem on the cheek side can be locked by a locking mechanism. support rod has a thread that can be screwed on

Auf diese Weise ist es möglich, bei abgeschalteter eines Bolzens oder einer Mutter 12, der oder die zuHydraulik die bewegliche Spannbacke gegenüber der sammen mit einem Bund 14 der Führungsstange 10 feststehenden Spannbacke von Hand mit geringstem 50 letztere in der Backe 6 festhält. Kraftaufwand in beiden Richtungen frei zu verschie- Eine mit einem Ringflansch 18 versehene BuchseIn this way it is possible, with one bolt or nut 12 switched off, to shut off the hydraulic system the movable clamping jaw opposite the together with a collar 14 of the guide rod 10 fixed clamping jaw by hand with the least 50 holds the latter in the jaw 6. A bushing provided with an annular flange 18 can be freely varied in both directions

ben und bei Erreichen der Anlage beider Backen an
einem einzuspannenden Werkstück durch Auslösen
eines Ventils über das dann zuströmende Druckmittel
den nötigen Spanndruck zu erzeugen. Um den äugen- 55 in den Zylinder 4 eingeschraubt. Der an der anderen blicklichen Übergang von der Handverstellung zur Seite des Flansches 18 zum Gewindeteil 20 entgegenhydraulischen Verstellung der beweglichen Spann- gerichtete Teil 24 der Buchse 16 trägt ebenfalls ein backe in jeder beliebigen Stellung zu ermöglichen,
sieht die Erfindung also ein druckmittelgesteuertes
Gesperre vor, welches es erlaubt, in jeder der durch 60
Handverstellung geschaffenen Lage der beweglichen
Spannbacke eine feste Verbindung zwischen dieser
und dem Kolben herzustellen. Dies wird einzig undben and on reaching the system of both jaws
a workpiece to be clamped by triggering
a valve via the pressure medium then flowing in
to generate the necessary clamping pressure. Screwed around the eye 55 into the cylinder 4. The transition from the manual adjustment to the side of the flange 18 to the threaded part 20 counter-hydraulic adjustment of the movable clamping-oriented part 24 of the bush 16 also carries a jaw to enable in any position.
The invention therefore sees a pressure medium-controlled
Barrier before, which allows in each of the 60
Manual adjustment created position of the movable
Jaw a firm connection between this
and to manufacture the piston. This will be unique and

16 liegt mit diesem Flansch an dem hinteren offenen Ende des Zylinders 4 an und ist mit einem sich an den Flansch 18 anschließenden Gewindeteil 20 bei 1916 rests with this flange on the rear open end of the cylinder 4 and is in contact with one another the threaded part 20 adjoining the flange 18 at 19

allein durch Zuführen des Druckmittels erreicht, das gleichzeitig auch den Spanndruck zwischen den 65 Spannbacken und dem Werkstück erzeugt.achieved solely by supplying the pressure medium, which at the same time also increases the clamping pressure between the 65 Jaws and the workpiece generated.

Es ist bei rein mechanischen Einspannvorrichtungen bekanntgeworden, eine einfache Kupplung zwi-It has become known in purely mechanical clamping devices, a simple coupling between

Gewinde und hat den gleichen oder einen ähnlichen Außendurchmesser wie der Teil 20. Auf den Gewindeteil 24 der Buchse ist ein Zylinder 26 so weit aufgeschraubt, daß der Ringflansch 18 auch gegen diesen Zylinder 26 anliegt. Dieser ist hier mit einem Innenbund 28 versehen, der sich in derselben Radialebene befindet wie eine von ihm umgebene Ringnut 30 in der äußeren Mantelfläche des Gewindeteils 24. Hierdurch wird eine geschlossene Ringnut gebildet, in der ein Dichtungsring 32 aus Gummi od. dgl. zum Abdichten der Buchse 16 gegen den Zylinder 26Thread and has the same or a similar outer diameter as part 20. On the threaded part 24 of the socket, a cylinder 26 is screwed so far that the annular flange 18 also against this Cylinder 26 is applied. This is provided here with an inner collar 28 which is located in the same radial plane as an annular groove 30 surrounded by it in the outer circumferential surface of the threaded part 24. This forms a closed annular groove, in which a sealing ring 32 made of rubber or the like for sealing the bush 16 against the cylinder 26

liegt. Die Innenseite der Buchse 16 enthält eine breite und flache ringförmige Ausnehmung 34, die an ihrer dem Zylinder 8 zugekehrten Seite in eine tiefere Nut 36 mit kreissegmentförmigem Querschnitt übergeht.lies. The inside of the socket 16 contains a wide and flat annular recess 34, which on her the side facing the cylinder 8 merges into a deeper groove 36 with a circular segment-shaped cross section.

Ein zylindrischer hohler Kolben 38 mit einer im Zylinder 26 gleitenden größeren äußeren Mantelfläche 40 und einer in der Buchse 16 laufenden Mantelfläche 42 kleineren Durchmessers weist am Übergang zwischen diesen beiden Mantelflächen einen Bund 44 auf. Dieser Bund 44 dient zur Anlage des Kolbens 38 an der Stirnfläche des Buchsengewindeteils 24. Der zylindrische Kolben 38 ist ferner an seinen Umfang mit ringsum verteilten radialen Ausnehmungen 46 versehen, die mit der Nut 36 fluchten, wenn der Kolben 38 an der Buchse 16 anliegt. Der Zylinder 26 enthält eine zwischen der Stirnwand 50 des Zylinders 26 und dem Kolben 38 liegende Wendelfeder 48, so daß der Kolben 38 gegen die Buchse 16 gedrückt wird.A cylindrical hollow piston 38 with a larger outer jacket surface sliding in the cylinder 26 40 and a jacket surface 42 of smaller diameter running in the socket 16 points at the transition a collar 44 between these two lateral surfaces. This collar 44 is used to rest the piston 38 on the end face of the female thread part 24. The cylindrical piston 38 is also on its circumference provided with radial recesses 46 distributed all around, which are aligned with the groove 36 when the piston 38 rests against the socket 16. The cylinder 26 includes one between the end wall 50 of the cylinder 26 and the piston 38 lying helical spring 48, so that the piston 38 is pressed against the bushing 16 will.

Die Führungsstange 10 erstreckt sich gleichachsig durch den Kolben 38 und durch eine mittlere Öffnung 52 in der Stirnwand 50. Der Innendurchmesser des Kolbens 38 ist derart bemessen, daß die Führungsstange 10 mit zwar nur geringem Spiel aber doch leicht im Kolben laufen kann. Die Führungsstange 10 besitzt in Längsrichtung mehrere nebeneinanderliegende Ringnuten 54 mit kreissegmentförmigem Querschnitt, die bei weit eingeschobener Führungsstange, d. h. bei gegenseitigem Anliegen der Backen 2, 6 der Spannvorrichtung vorzugsweise etwas vor der Nut 36 der Buchse 16 beginnen und sich in gewünschtem Ausmaß bis hinter die Zylinderstirnwand 50 erstrecken, so wie das aus der Zeichnung ersichtlich ist.The guide rod 10 extends coaxially through the piston 38 and through a central opening 52 in the end wall 50. The inner diameter of the piston 38 is dimensioned such that the guide rod 10 can run easily in the piston with only a small amount of play. The guide bar 10 has a plurality of adjacent annular grooves 54 with a circular segment in the longitudinal direction Cross-section, which when the guide rod is pushed in, d. H. if there is a mutual concern of Jaws 2, 6 of the clamping device preferably begin a little in front of the groove 36 of the bushing 16 and move into the desired extent to extend behind the cylinder end wall 50, as shown in the drawing can be seen.

In den Ausnehmungen 46 des Kolbens 38 liegen Kugeln 56, z. B. Kugellagerkugeln, deren Durchmesser etwas geringer als der radiale Abstand zwischen dem Boden der Nut 36 und einer zwei Ringnuten 54 der Führungsstange voneinandertrennenden ringförmigen Fläche (Ringrippe) ist, was auch dem radialen Abstand zwischen dem Boden einer Ringnut 54 und dem Boden der breiten flachen Ausnehmung 34 entspricht. In the recesses 46 of the piston 38 are balls 56, for. B. Ball bearing balls, their diameter somewhat less than the radial distance between the bottom of the groove 36 and one of two annular grooves 54 The ring-shaped surface separating the guide rod from one another (annular rib) is what is also the radial Distance between the bottom of an annular groove 54 and the bottom of the wide flat recess 34 corresponds.

Die äußere Mantelfläche 40 des Kolbens 38 besitzt eine durch einen Bund begrenzte absatzförmige Ringausnehmung 58. Der Zylinder 26 weist eine radial gerichtete Einlaßöffnung 60 auf, die sich im Bereich der Ringausnehmung 58 befindet, wenn der Kolben 38 an der Buchse 16 anliegt. Die Einlaßöffnung 60 dient zur Zufuhr eines Druckmittels zu dem durch die Ringausnehmung 58 gebildeten Druckmittelkanal und kann ein Innengewinde zur Aufnahme eines nicht dargestellten Schlauch- oder Rohranschlusses enthalten.The outer jacket surface 40 of the piston 38 has a shoulder-like shape delimited by a collar Annular recess 58. The cylinder 26 has a radially directed inlet opening 60 which extends in the area the annular recess 58 is located when the piston 38 rests against the bush 16. The inlet port 60 is used to supply a pressure medium to the pressure medium channel formed by the annular recess 58 and can have an internal thread for receiving a hose or pipe connection (not shown) contain.

Die Abdichtung zwischen der inneren Wandung des Zylinders 26 und der äußeren Mantelfläche 40 des Kolbens 38 sowie zwischen der inneren Bohrungswandung der Buchse 16 und der anderen Mantelfläche 42 des Kolbens 38 wird durch zwei Dichtungsringe 62 bzw. 64 aus Gummi od. dgl. bewirkt. Diese Dichtungsringe 62, 64 befinden sich in je einer Ringnut des Kolbens bzw. des Zylinders. Die Entfernung zwischen den beiden Rändern zweier benachbarter Ringnuten 54 beträgt vorzugsweise einen Bruchteil des Durchmessers der Kugeln 56.The seal between the inner wall of the cylinder 26 and the outer jacket surface 40 of the piston 38 and between the inner bore wall of the socket 16 and the other lateral surface 42 of the piston 38 is produced by two sealing rings 62 and 64 made of rubber or the like. These sealing rings 62, 64 are each located in an annular groove of the piston or the cylinder. The distance between the two edges of two adjacent annular grooves 54 is preferably one Fraction of the diameter of the balls 56.

Die obenbeschriebene Spannvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Man legt das Werkstück zwischen die beiden Spannbacken 2 und 6 und verschiebt die bewegliche Backe 6 mit der Hand so weit, bis diese mit dem Werkstück in Berührung gelangt. Dann wird Druckmittel, beispielsweise Drucköl, durch die Einlaßöffnung 60 zugeführt, so daß der Kolben 38 durch den Flüssigkeitsdruck nach links verschoben wird. Hierbei werden die in den Ausnehmungen 46 der Kolbenwand untergebrachten Kugeln 56 aus der tieferen Nut 36 heraus in die ringförmige breitere und flachere Ausnehmung 34 gedrückt, wodurch die Kugeln 56 mit der am nächsten liegenden Ringnut 54 in Eingriff kommen und dadurch die Führungsstange mit dem Kolben 38 kuppeln. Die Führungsstange wird also mit dem Kolben 38 verbunden und gegen ihn verriegelt, so daß sie bei der Bewegung des Kolbens 38 nach links unter Zusammendrücken der Druckfeder 48 mitgenommen wird. Die auf das Werkstück ausgeübte Einspannkraft wird hierbei natürlich durch den Druck des Druckmittels bestimmt. Die Ringnuten 54 in der Führungsstange 10 können beispielsweise durch Reihen sphärischer Vertiefungen auf der Führungsstange 10 ersetzt werden. Die Nut und Vertiefung 34 der Buchse 16 brauchen ebenfalls nicht die dargestellte Form aufzuweisen, sondern können wie es bei der Führungsstange der Fall sein kann, in Umfangsrichtung begrenzt sein.The clamping device described above works as follows: The workpiece is placed in between the two clamping jaws 2 and 6 and moves the movable jaw 6 by hand until this comes into contact with the workpiece. Then pressure medium, for example pressure oil, through the Inlet port 60 is supplied so that the piston 38 is displaced to the left by the liquid pressure will. Here, the balls 56 accommodated in the recesses 46 of the piston wall are removed from the deeper groove 36 pushed out into the annular wider and shallower recess 34, whereby the Balls 56 come into engagement with the closest annular groove 54 and thereby the guide rod couple with piston 38. The guide rod is thus connected to the piston 38 and against locked it so that when the piston 38 moves to the left, compressing the Compression spring 48 is taken. The clamping force exerted on the workpiece becomes natural determined by the pressure of the pressure medium. The annular grooves 54 in the guide rod 10 can be replaced by rows of spherical depressions on the guide rod 10, for example. The groove and recess 34 of the socket 16 also do not need to have the shape shown, but rather can be limited in the circumferential direction, as can be the case with the guide rod.

Claims

Patent claims:

1. Hydraulic clamping device with one fixed jaw and one opposite this movable jaw, which can be acted upon by a pressure medium piston via a can be connected coaxially through this guide rod extending therethrough, d a is indicated by, that the guide rod (10) when the piston (38) is not pressurized in this axially freely displaceable and at Pressurization of the piston (38) can be locked therewith by means of a locking mechanism (46, 54, 56) is.

2. Hydraulic clamping device according to claim 1, characterized in that the locking mechanism at least one ball (56) located in a radial recess (46) of the piston (38) has which, when the piston (38) is pressurized, with one of the in the longitudinal direction of the Guide rod (10) spaced apart from one another in the guide rod (10) located annular grooves (54) engages.

3. Hydraulic clamping device according to claims 1 and 2, characterized in that that the ball or balls (56) of the locking mechanism also partially in one of the pistons (38) surrounding socket (16) located recess, which when not pressurized Piston (38) with a deeper part (36) and with a pressurized piston (38) with one opposite the flatter part (34) of the piston recess (46).

4. Hydraulic clamping device according to claim 3, characterized in that the piston (38) in its rest position, unaffected by the pressure medium, by a between him and a spring (48) arranged against an end wall (50) of a cylinder (26) surrounding it (38) a threaded part (24) of the bushing (16) serving as a stop is pressed.

1 sheet of drawings