DE1426533B2 - Spannelement - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Spannelement zum sonders wichtig, weil die für die Werkstückauflage Fixieren von Gegenständen in vorbestimmter Lage, ausnutzbare Fläche auf Tischen von Werkzeugvorzugsweise zum Festspannen von Werkstücken in maschinen möglichst wenig durch Spannelemente Vorrichtungen oder auf Werkzeugmaschinentischen, eingeengt werden darf. Diese Bedingung ist aber in in Form einer Stellschraube, deren Schaft einen mit 5 Verbindung mit der einen der sich widersprechenden Gewinde versehenen Abschnitt besitzt, der dazu Forderungen, dem Druckübersetzer ein möglichst dient, von der Bohrung eines die den Schaft beim großes Übersetzungsverhältnis zu geben, nur erfüll-Spannen belastende Axialkraft auf die Vorrichtung bar, wenn auf einen großen Hub verzichtet wird,
oder Werkzeugmaschine übertragenden Druckstückes Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Eraufgenommen zu werden. io kenntnis kann dieser Verzicht nur in Kauf ge-

Zum Fixieren von Werkstücken während ihrer Be- nommen werden, wenn die Möglichkeit gegeben ist, arbeitung auf Werkzeugmaschinen werden neben den Abstand zwischen Druckübersetzer und Werkmechanisch wirkenden Elementen, z. B. von Hand stück derart zu verkürzen, daß das Druckstück, zu bedienenden Stell- oder Spannschrauben, auch welches sich beim Spannen gegen das Werkstück abelektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betriebene 15 stützt, d. h. das dem Druckraum der Hochdruckverwendet. Die mit Spannschrauben erzielbare seite abgewendete Ende des Arbeitskolbens, schon Spannkraft ist begrenzt und hängt von der Körper- in der Stellung, die es einnimmt, wenn der Druckkraft der Bedienungsperson ab. Das Anziehen von Übersetzer noch nicht in Betrieb ist, nahezu oder Stellschrauben ist eine sehr ermüdende Arbeit, die vollkommen an der für das Einspannen bestimmten bei rascher Aufeinanderfolge der Spannoperationen 20 Fläche des Werkstückes anliegt, gegebenenfalls mit zu einer Überanstrengung der Arbeitskräfte führt. leichtem Spanndruek.

Mit hydraulischen Spannzylindern können ohne Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese

Inanspruchnahme der Körperkraft verhältnismäßig Möglichkeit zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfingroße Spannkräfte erzeugt werden. Es ist bekannt, dungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Schaft der mehrere solcher Spannzylinder von einer zentralen 25 das Spannelement der oben bezeichneten Gattung Speisepumpe aus über starre oder flexible Leitungen bildenden Stellschraube ein an sich bekannter luftmit Drucköl zu versorgen. Anlagen dieser Art hydraulischer, einen den Schaft der Stellschraube haben verschiedene Mängel. So entsteht z. B. bei beim Arbeitshub verlängernden Arbeitskolben aufVerletzung einer Leitung eine unmittelbare Gefahr weisender Druckübersetzer eingebaut ist.
für die Bedienungsperson. Ferner sinkt der Druck 30 Die Handhabung des Spannelementes nach der beim Platzen einer Leitung in allen gemeinsam an Erfindung ist sehr einfach. Das Spannen erfolgt in die Speisepumpe angeschlossenen Spannzylindern, zwei Arbeitsstufen. Zunächst wird das Spannelement so daß die Spannkraft an allen zugehörigen Spann- wie eine normale Stellschraube von Hand in dem stellen nachläßt, wodurch die Einscannung des Gegenstück, das seinen Schaft gegen den Werkzeug-Werkstückes unzureichend wird. Dabei entsteht die 35 maschinentisch abstützt, durch Schraubbewegungen Gefahr, daß das Werkstück durch das angreifende so weit in Richtung auf das Werkstück axial vor-Werkzeug verschoben wird. Außerdem erfolgt durch geschoben, daß das Druckstück am äußeren Ende ausfließendes Drucköl eine Verschmutzung der des Arbeitskolbens auf dem Werkstück mit leichtem Werkzeugmaschine, des Werkstückes und des Ar- Druck aufsitzt. Als zweite Arbeitsstufe wird das beitsraumes. 40 Spannelement mit Preßluft beschickt, so daß der

Es ist außerdem bekannt, hydraulisch betriebene Differentialkolben des Druckübersetzers nieder-Spannzylinder mit Druckübersetzern auszurüsten, um druckseitig belastet wird und mittels auf Hochdruck bei kleinen Zylinderabmessungen große Spanndrücke gebrachten Drucköls dem Arbeitskolben den Spannzu erzielen. Diese werden gewöhnlich auf der druck vermittelt, mit dem er das Werkstück belastet. Niederdruckseite pneumatisch und auf der Hoch- 45 Der vom Druckübersetzer erzeugte Spanndruck ist druckseite hydraulisch angetrieben. Da das den Über- je nach dem Übersetzungsverhältnis 7- bis 8mal setzerkolben beaufschlagende Medium unter Nieder- so hoch wie der Druck in der Preßluft. Die in der druck steht, ist die beim Platzen einer der an die Kürze der Hubstrecke liegenden Mängel der Druck-Preßluftanlage gemeinsam angeschlossenen Leitun- übersetzer, die ihre Verwendbarkeit für Spannzwecke gen entstehende Gefahr gering. Der dabei eintretende 50 bisher einschränkten, sind bei dem wegen seines geDruckabfall in der Preßluft wirkt sich praktisch ringen Durchmessers direkt an der Spannstelle verkaum fühlbar im Sinne einer Minderung des Spann- wendbaren Spannelement nach der Erfindung bedruckes an anderen Spannstellen aus. seitigt, da das Druckstück bei der oben beschriebe-

Bei der Konstruktion von Spannzylindem mit nen Handhabung bis an die Spannfläche herangeführt Druckübersetzern liegen zwei Probleme vor, und 55 werden kann, bevor der Arbeitskolben seine Spannzwar arbeit beginnt, so daß er bis zum beendeten Aufbau

1. zwischen den sich widersprechenden Forderun- der Spannkraft praktisch keine Wegstrecke mehr zügen, dem Druckübersetzer ein möglichst großes ruckzulegen braucht.

Übersetzungsverhältnis zu geben und einen ^Dlf bekannten zum Spannen verwendbaren

möglichst großen Hub zu erzielen, einen be- ^6o Druckübersetzer sind mit einem am Zylinder angefriedisenden Kompromiß zu finden und brachten Befestigungsflansch versehen. Durch Be-

2. die Abmessungen des Druckübersetzers soweit fest.gung dieses Flansches an dem mit dem Werkwie möglich zu verkleinern, damit das Spann- zeugmaschmentisch verbundenen Gegenstuck kann element direkt an der Spannstelle verwendbar ^de' Zustand, daß das Druckstuck des Arbeitskolbens ist und dort einen möglichst kleinen Raum in ⁶S ^{auf der} Spannflache des Werkstuckes aufsitzt, nur Anspruch nimmt zufallsweise erreicht werden, wenn die Spannflachen

am Werkstück und am Druckstück bei in Ruhe-Die Erfüllung der letztgenannten Forderung ist be- stellung stehendem Arbeitskolben gleich hoch über

dem Tisch liegen. Ist die Spannfläche am Druckstück weiter vom Tisch entfernt als diejenige des Werkstückes, so muß der Arbeitskolben einen Leerweg zurücklegen. Ist dieser gleich oder länger als die im Interesse eines optimalen Übersetzungsverhältnisses beim Spannelement nach der Erfindung sehr gering bemessene maximale Hubstrecke von z. B. nur 3 mm, so muß die Entfernung des Befestigungsfiansches vom Tisch verringert werden. Das ist eine sehr umständliche und zeitraubende Arbeit.

Um die gesamte Baulänge der Stellschraube möglichst kurz und den Arbeitskolben im Interesse einer guten Führung in seinem Zylinder so lang wie möglich machen zu können, ist es empfehlenswert, den Druckraum für das den Arbeitskolben beaufschlagende Medium zum Teil in eine zentrale Sackbohrung des Arbeitskolbens zu verlegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Der Schaft der Stellschraube 1 ist als Zylinder ausgebildet, dessen Innenraum durch eine Zwischenj wand 5 in zwei Teilräume geteilt ist. Im oberen Teil des Zylinderraumes ist ein Differentialkolben 4 gelagert, der aus zwei Teilen 4 α und 4 b besteht. Der Kolbenteil 4 a mit dem großen Durchmesser wird durch die Preßluft beaufschlagt, die durch eine Bohrung 11 in der Kappe 7 des Zylinders in dessen Innenraum eingeleitet wird. Der Kolbenteil 4 b des Differentialkolbens mit dem kleinen Durchmesser durchdringt eine Bohrung in der Zwischenwand 5, unter der der Arbeitskolben 2 in dem Zylinder gelagert ist. Der Kolbenteil 4 b, dessen Stirnfläche einen Flächeninhalt hat, der zu dem der Kolbenfläche 13 etwa im Verhältnis 1:7 steht, wird in" eine Sackbohrung 9 des Arbeitskolbens 2 vorgeschoben, sobald die Preßluft den Differentialkolben abwärts drängt. Der Zwischenraum zwischen der Zwischenwand 5 und dem Arbeitskolben 2 und die Sackbohrung 9 sind mit Drucköl gefüllt, welches durch das Vordringen des Kolbenteils 4 b des Differentialkolbens aus der Sackbohrung verdrängt wird, falls der übrige Zylinderraum über dem sich abwärts bewegenden Arbeitskolben die verdrängte Ölmenge j aufnehmen kann. Ist das nicht der Fall, weil das äußere Ende des Arbeitskolbens auf der Spannfläche des Werkstückes aufliegt, so bewegt sich weder der Differential- noch der Arbeitskolben, ersterer überträgt aber mittels der Ölfüllung entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ein Vielfaches des Preßluftdruckes als Spanndruck auf den Arbeitskolben.

Die Rückholfeder 6 sorgt dafür, daß der Arbeitskolben 2 in die gezeichnete Ruhestellung zurückkehrt, wenn er sie verlassen hat. Die Mantelfläche des Schaftes 1 der Stellschraube ist mit Gewinde versehen. Wenn das am Werkzeugmaschinentisch angebrachte Gegenstück, welches das Spannelement fixiert, eine Bohrung mit einer senkrecht zur Spannfläche des Werkstückes verlaufenden Achse hat, die mit Innengewinde versehen ist, sind die beiden Gegenmuttern 8 entbehrlich, und die Stellschraube wird in diese Gewindebohrung so weit hineingeschraubt, bis das äußere Ende des Arbeitskolbens 2 auf der Spannfläche des Werkstückes aufsitzt. Hat die Bohrung im Gegenstück kein Gewinde, so dienen die beiden Gegenmuttern 8 zur Befestigung der Stellschraube am Gegenstück in entsprechender Höhenlage, wobei die Wandung, die die Bohrung durchquert, zwischen den beiden Gegenmuttern aufgenommen wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Spannelement zum Fixieren von Gegenständen in vorbestimmter Lage, vorzugsweise zum Festspannen von Werkstücken in Vorrichtungen oder auf Werkzeugmaschinentischen, in Form einer Stellschraube, deren Schaft einen mit Gewinde versehenen Abschnitt aufweist, der dazu dient, von der Bohrung eines die den Schaft beim Spannen belastende Axialkraft auf die Vorrichtung oder Werkzeugmaschine übertragenden Druckaufnahmestückes aufgenommen zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaft (Zylinder 1) der Stellschraube ein an sich bekannter lufthydraulischer, einen den Schaft der Stellschraube beim Arbeitshub verlängernden Arbeitskolben (2) aufweisender Druckübersetzer (Differentialkolben 4) eingebaut ist.

2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum für das den Arbeitskolben (2) beaufschlagende Medium zum Teil in eine zentrale Sackbohrung (9) des Arbeitskolbens verlegt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen