DE1552289C

DE1552289C - Power-operated clamping device, in particular jaw chuck

Info

Publication number: DE1552289C
Authority: DE
Inventors: Johann Scharfen Hans 4005 Buderich Schmitz Karlheinz 4000 Dusseldorf Blattry
Original assignee: Paul Forkardt KG, 4000 Dusseldorf
Publication date: 1971-04-29

Description

Die Erfindung betrifft eine kraftbetätigte Spannvorrichtung, insbesondere Backenfutter, mit einem durch Preßluft beaufschlagten, axial beweglichen Spannkolben zum Betätigen von Spannwerkzeugen. Die Verwendung eines Preßluftzyhnders hat hierbei den grundsätzlichen Vorteil der Elastizität, da die Preßluft als ein sehr großer Arbeitsspeicher wirkt und ein selbsttätiges, schnelles Nachspannen während der Arbeit ermöglicht. Bei anderen Betätigungsantrieben, die nicht selbst Arbeitsspeicher sind, hut man Naehspannglieder in Gestalt von Federn oder anderen elastischen Elementen zwischen den Antrieb und das eigentliche Spannwerkzeug eingefügt. Hierbei mul.) in Kauf genommen werden, daß. infolge der begrenzten Speicherfähigkeit die Spannkraft während des Nachspaimens mit zunehmendem Spannweg sinkt. 'The invention relates to a power-operated clamping device, in particular a jaw chuck, with a axially movable tensioning piston to actuate tensioning tools, pressurized by compressed air. The use of a compressed air cylinder has the fundamental advantage of elasticity, since the Compressed air acts as a very large working memory and an automatic, rapid re-tensioning during enables work. With other actuating drives that are not working memory themselves, hat sewing tendons in the form of springs or other elastic elements between the drive and inserted the actual clamping tool. Here must be accepted that. as a result of limited storage capacity, the clamping force during re-spruing with increasing clamping distance sinks. '

. Bei ύ·^η bekannten mit einem Preßluftzylinder ausgestatteten Vorrichtungen zum Betätigen von Spannwerkzeugen besteht die Gefahr, daß im Spannwerk- zeug auftretende Reibung die Nachspannwirkung abschwächt oder verhindert. Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, das Nachspannen dadurch zu erleichtern oder zu erzielen, daß nach Beendigung des Spaunens die Bedienungsperson mit einem Harnmer dem Spannwerkzeug einen Schlag gibt, wodurch die Reibung in gewissen Grenzen aufgehoben und damit durch die vom Preßluftzylinder ausgeübte Nachspannwirkung eine Erhöhung der Spannkraft erzielt wird.. In the case of known devices equipped with a compressed air cylinder for actuating clamping tools, there is a risk that friction occurring in the clamping tool weakens or prevents the retensioning effect. To avoid this disadvantage, it is known to facilitate or achieve retensioning by giving the tensioning tool a blow with a harp after termination of the tensioning, whereby the friction is lifted within certain limits and thus an increase due to the tensioning effect exerted by the compressed air cylinder the clamping force is achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schlagwirkung mechanisch zu erreichen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, einen nach dem Schließen des Futters auf den Spannkolben oder auf einen mit diesem verbundenen Teil wirkenden Zusatzkolben vorzusehen, der unabhängig vom Spannkolben verstellbar ist. Dieser Zusatzkolben wird so beaufschlagt, daß er nach Beendigung des Schließens des Futters einen Schlag auf den Spannkolben und damit auf das Futter ausübt. Durch die Erschütterung werden alle aufeinander reibenden Teile des Futters für einen Augenblick gelockert, so daß die weiter auf sie wirkende Kraft des Spannkolbens das Futter noch einmal nachspannen kann und eine ■ größere Spannkraft am Werkstück erreicht wird.The invention is based on the object of mechanically achieving this impact effect. To the solution this task is proposed to one after closing the chuck on the clamping piston or on to provide an additional piston acting with this part, which is independent of the tensioning piston is adjustable. This additional piston is acted upon in such a way that, after the closure has ended of the chuck exerts a blow on the clamping piston and thus on the chuck. Because of the shock all parts of the lining rubbing against each other are loosened for a moment, so that the further force of the tensioning piston acting on it can re-tension the chuck and a ■ greater clamping force is achieved on the workpiece.

Bei der praktischen Ausführung kann der Ziisatzkolben beispielsweise unmittelbar neben bzw. im Spannkolben angeordnet werden. Daß die beiden Kolben ihre Bewegungen nacheinander ausführen, kann dabei durch verschiedene Leitimgsführungen und Ventilanoidnungen erreicht werden. Außerdem wird zweckmäßig der Zusalzkolben in der Bewegungsrichtung für »Spannung lösen« in einen Reibkegel des Spannungskolbens gedrückt, aus dem er in der Bewegungsrichtung »Spannen« erst dann herausgezogen wurden kann, wenn zwischen den beiden Kolben bereits ein höherer Druck aufgebaut ist, so daß der Zusatzkolben sich mit Verzögerung, dann aber schlagartig, bewegt.In the practical version, the auxiliary piston be arranged for example directly next to or in the tensioning piston. That the two Pistons perform their movements one after the other, can thereby through different Leitimgseguides and Ventilanoidierungen can be achieved. In addition, the additive piston is expedient in the direction of movement for "release tension" is pressed into a friction cone of the tension piston, from which it moves in the direction of movement "Tension" can only be pulled out when between the two pistons a higher pressure is built up, so that the additional piston moves with a delay, but then suddenly, emotional.

Die Luftzuleitung für die Bewegungsrichtung »Spannen« des Zusatzkolbens kann entweder zusätzlich von außen kommen, so daß der Zusatzkolben in dieser Richtung unabhängig vom Spannkolben steuerbar ist. Dur Zusatzkolben kann aber auch in beiden Richtungen mit dem Spannkolben gleichzeitig und im gleichen Sinne beaufschlagt werden, wobei in der Zuleitung zur Betätigung des Zusatzkolbens in der Bewegungsrichtung »Spannen« eine Drossel vorgesehen wird, so daß auch hierdurch eine Verzögerung der Bewegung des Zusatzkolbens gegenüber dem Spannkolben erreicht wird. Hierdurch wird außerdem der Vorteil erreicht, daß keine besondere Steuerung und keine zusätzliche Druckluftzuleitung erforderlich ist.The air supply line for the direction of movement »tensioning« of the additional piston can either be additionally come from outside, so that the additional piston in this direction is independent of the tensioning piston is controllable. The additional piston can also be operated in both directions with the tensioning piston at the same time and acted upon in the same sense, with in the supply line for actuating the additional piston in a throttle is provided for the direction of movement "tensioning", so that this also causes a delay the movement of the additional piston relative to the tensioning piston is achieved. This will also achieved the advantage that no special control and no additional compressed air supply line is required.

Nach einer Weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Zusatzkolben in der hohlen Verbindungsstange zwischen dem Spannkolben und dem Spannwerkzeug angeordnet werden. Hierbei ist der Zusatzkolben mit einer Rückzugfeder ausgerüstet, so daß dieser Kolben nur auf einer Seite durch das Druckmittel beaufschlagt werden muß.According to a further embodiment of the invention, the additional piston can be in the hollow connecting rod be arranged between the clamping piston and the clamping tool. Here is the Additional piston equipped with a return spring, so that this piston is only supported on one side by the Pressure medium must be applied.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt. Es-zeigtSeveral exemplary embodiments of devices according to the invention are shown in the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch den Preßluftzylinder mit dem Spann- und dem Zusatzkolben,Fig. 1 is a section through the compressed air cylinder with the tensioning and the additional piston,

F i g. 2 eine Abänderung dieser Ausführungsform,F i g. 2 a modification of this embodiment,

Fig. 2aminen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,FIG. 2 is an enlarged detail from FIG. 2 Scale,

Fig. 3 die Ausführung mit dem Zusatzkolben in der Verbindungsstange.3 shows the embodiment with the additional piston in the connecting rod.

Das zu betätigende Spannwerkzeug, insbesondere ein Backenfutter od. dgl., steht über eine Zugstange 1 mit dem Spannkolben 2 in Verbindung, der sich innerhalb des Preßluftzylinders 3 befindet. Dieser Spannkolben wird in an sich bekannter Weise über eine feststehende, nicht dargestellte Luftzuführung beaufschlagt, und zwar auf der einen Seite durch eine Zuleitung 4 und auf der anderen Seite durch eine Zuleitung 5.The clamping tool to be operated, in particular a jaw chuck or the like, stands over a pull rod 1 with the tensioning piston 2 in connection, which is located inside the compressed air cylinder 3. This The tensioning piston is actuated in a manner known per se via a fixed air supply (not shown) acted upon, on the one hand by a supply line 4 and on the other hand by a Supply line 5.

Gemäß der Erfindung ist innerhalb dieses Spannkolbens 2 ein ringförmiger Zusatzkolben 6 angeordnet. Dieser Zusatzkolben wird durch eine zentrale Luftzuführung 7 betätigt. Die Luftzuführung zu dem Preßluftzylinder 3 wird hierbei in bekannter Weise mit einem dritten Luftanschluß versehen.According to the invention, an annular additional piston 6 is arranged within this tensioning piston 2. This additional piston is through a central Air supply 7 actuated. The air supply to the compressed air cylinder 3 is here in a known manner provided with a third air connection.

Der Zusatzkolben 6 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch einen Zylinderdeckel 8 abgedeckt, der mit dem Spannkolben 2 durch Schrauben D verbunden ist. Die Luftzuführung erfolgt durch einen Kanal 10, der sich im Spannkolben 2 befindet, und einen weiteren Kanal ti, der in dem Zusatzkolben 6 angebracht ist.The additional piston 6 is covered in the embodiment of FIG. 1 by a cylinder cover 8, which is connected to the tensioning piston 2 by screws D. Air is supplied through a channel 10, which is located in the tensioning piston 2, and a further channel ti, which is in the additional piston 6 is attached.

Soll das Spannwerkzeug geschlossen werden, so wird in an sich bekannter Weise Druckluft durch den Kanal 5 auf die rechte Seite des Spannkolbens 2 (Fig. 1) geleitet, so daß sich dieser nach links bewegt. Ist der Hub beendet, so wird durch die Leitung? und die Kanäle 10 und 11 Luft auf die rechte Seite des Zusatzkolbens 6 geführt, so daß dieser schlagartig auf den Spannkolben 2 einwirken kann. Zur Erreichung dieser Verzögerung kann in der Zuführung zu der Leitung 7 ein Verzögerungsventil 12 angeordnet werden. Dieses Ventil steht in Verbindung mit der Zuleitung 13, durch die die Spannbewegung des Futters erreicht wird. Zu dem Luftzuführungsgehäuse 14 führt weiterhin in bekannter Weise die zum Lösen des Futters dienende Leitung 15, die mit der Leitung 4 verbunden ist.If the clamping tool is to be closed, compressed air is passed through the in a known manner Channel 5 passed to the right side of the tensioning piston 2 (Fig. 1) so that it moves to the left. When the hub is finished, is the line? and channels 10 and 11 air on the right Side of the additional piston 6 out so that it can act suddenly on the tensioning piston 2. To achieve this delay, a delay valve 12 can be installed in the feed to the line 7 to be ordered. This valve is in connection with the supply line 13, through which the clamping movement of the feed is achieved. To the air supply housing 14 also leads to known Way the line 15 which is used to loosen the lining and which is connected to the line 4.

Um die Schlagwirkung des Zusatzkolbens 6 zu verstärken, kann dieser Zusatzkolben 6 mit einer Reibkegelfläche 6 a versehen werden, so daß der Kolben beim Lösen des Futters in die Kcgelfläche des Zyiindurdeckels 8 hineingedrückt und so lange in dieser Lage gehalten wird, bis nach Beendigung der Spannbewegung des Kolbens 2 über das Verzöge-In order to increase the impact of the additional piston 6, this additional piston 6 can be provided with a friction conical surface 6a, so that the piston is pushed into the conical surface of the cylinder cover 8 when the chuck is loosened and is held in this position until the end of the clamping movement of piston 2 via the deceleration

rimgsventil 12 so viel Druck aufgebaut ist, daß die Reibung überwunden und der Zusatzkolben schlagartig nach links bewegt wird. Bei der dargestellten Art der äußeren Zuleitung für das Druckmittel wird der Zylinder wie ein gewöhnlicher Spannzylinder durch ein einfaches Vierwegeventil gesteuert, welches die beiden Zuleitungen 13 und 15 wechselweise mit Druckluft bzw. mit Auslaß verbindet. Man kann aber auch, wenn das für eine Anwendung nützlich sein soll e, an Stelle des Verzögerungsventils 12 ein besonderes, unabhängig zu steuerndes Wegeventil vorsehen, um den Zeitpunkt für die Ausübung des Schlages willkürlich· wählen zu können.Rimgsventil 12 so much pressure is built up that the Overcome friction and the additional piston is suddenly moved to the left. In the case of the The type of external supply line for the pressure medium is the cylinder like an ordinary clamping cylinder controlled by a simple four-way valve, which the two lines 13 and 15 alternately connects with compressed air or with outlet. But you can also, if that is useful for an application should be e, instead of the delay valve 12, a special, independently controllable directional control valve provide in order to be able to choose the point in time for the exercise of the stroke at will.

In Fig. 2 ist eine abgeänderte Atisführungsform für den Zusatzkolben 6 dargestellt. Hier befindet sich der Zusatzkolben 6 zwar ebenfalls innerhalb des Spannkolbens 2, eine besondere Steuerleitung für den Zusatzkolben 6 ist jedoch nicht vorgesehen. Bewegt sich der Spannkolben 2 zum Spannen des Werkzeu-" ges nach links, so wird auch gleichzeitig der Zusatzkolben 6 beaufschlagt, jedoch ist hierbei in der Verbindiingsleitung 16 zu dem Zusatzkolben eine Drossel 16 α vorgesehen. Auch in diesem Falle ist der Zusatzkolben 6 mit einer Reibkegelfläche 6a versehen, wodurch der Zusatzkolben 6 bis zum Aufbau des notwendigen Druckes festgehalten wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die zentrale Leitung 7 nicht mehr für die Zuführung von Druckluft zum Zusatzkolben 6 benötigt wird, sondern für die Zuführung von Druckluft auf die Spannseite des Spannkolbens 2 benutzt werden kann. Dadurch entfällt dann die umständliche und mehrfach abgewin-. kelte Luftzufiihrungsleitung 5 durch den Körper 3 des Preßluftzylinders. Ferner ,vereinfacht sich die Ausbildung des Luftzuführungsgehäuses 14, dessen Anschluß 14« init der Leitung 7 zum Zuführen von Druckluft auf die rechte Seite des Spannkolbens 2 zum Spannen des Futters und dessen Anschluß 14 b mit einem Ringkanal 4a zum Zuführen von Druckluft auf die linkeSeite des Spannkolbens 2 zum Lösen des Futters verbunden ist.In Fig. 2 a modified Atisführungform for the additional piston 6 is shown. Here, the additional piston 6 is also located within the tensioning piston 2, but a special control line for the additional piston 6 is not provided. The clamping piston 2 moves for tensioning the Werkzeu- "ges to the left, the auxiliary piston 6 is acted upon simultaneously, but it is provided α in the Verbindiingsleitung 16 to the auxiliary piston a throttle 16th Also in this case the auxiliary piston 6 with a Friction cone surface 6a , whereby the additional piston 6 is held until the necessary pressure is built up.This embodiment has the advantage that the central line 7 is no longer required for the supply of compressed air to the additional piston 6, but for the supply of compressed air to the clamping side of the tensioning piston 2. This eliminates the cumbersome and multiply angled air supply line 5 through the body 3 of the compressed air cylinder the right side of the clamping piston 2 for clamping the chuck and its connection 14 b with an annular channel 4a for supplying compressed air to the left side of the clamping piston 2 for loosening the chuck.

Während bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 der Zusatzkolben 6 innerhalb bzw. neben dem Spannkolben 2 angeordnet ist, ist in Fig. 3 eine Ausführungsform dargestellt, bei der dieser Zusatzkolben 17 innerhalb der hohlen Verbindungsstange 18 zwischen dem links befindlichen und nicht mehr dargestellten Spannkolben und dem rechts befindlichen, teilweise dargestellten Spannwerkzeug angeordnet ist. Der Preßluftzylinder 3 ist hierbei in an sich bekannter Weise an,dem Zylinderflansch 19 angeordnet, während das Spannfutter 20 an dem Drehspindelkopf 21 befestigt wird.While in the embodiment of FIG. 1 and 2 of the additional piston 6 within or is arranged next to the tensioning piston 2, an embodiment is shown in Fig. 3 in which this additional piston 17 within the hollow connecting rod 18 between the left and clamping piston, not shown, and the partially shown clamping tool located on the right is arranged. The compressed air cylinder 3 is attached to the cylinder flange 19 in a manner known per se arranged while the chuck 20 is attached to the rotary spindle head 21.

Bei dieser Einrichtung ist der Preßluftzylinder ähnlich wie bei der Ausführung nach F i g. I mit einer besonderen Zuleitung? für den Zusatzkolben 17 versehen, jedoch wird die Kolbenstange 1 ganz durchbohrt und hat dadurch Verbindung mit einer Mittelbohrung 22 eines Verbindungsflansches 23. Der Zusatzkolben 17 ist mit dem Verbindungsflansch durch eine schwache Zugfeder 24 verbunden, die ihn, solange in der Bohrung 22 kein Überdruck besteht, in der gezeichneten linken Endstellung hält. Die Druckluft wird schlagartig durch die Bohrung vor den Kolben 17 geführt, so daß er unter Überwindung der schwachen Feder 24 nach rechts gegenIn this device, the compressed air cylinder is similar to that of the embodiment according to FIG. I with a special supply line? provided for the additional piston 17, but the piston rod 1 is whole pierced through and thereby has a connection with a central bore 22 of a connecting flange 23. The additional piston 17 is connected to the connecting flange by a weak tension spring 24 which as long as there is no excess pressure in the bore 22, holds it in the left end position shown. The compressed air is suddenly passed through the bore in front of the piston 17 so that it is overcoming the weak spring 24 to the right against

ίο die Zugschraube 25 des Spannkolbens 27 für das Spannfutter 20 fliegt und über diese die Schlagwirkung auf den Spannkolben ausübt. Versuche haben gezeigt, daß es unerheblich ist. in welcher Richtung der Schlag auf das Futter wirkt.ίο the tension screw 25 of the tensioning piston 27 for the Chuck 20 flies and exerts the impact effect on the clamping piston via this. Have attempts shown that it does not matter. in which direction the blow acts on the feed.

Öffnungen 26 in der hohlen Verbindungsstange 18 sorgen dafür, daß die rechts vorn Kolben 17 befindliche Luft rasch entweichen kann, um die Schlagbewegung nicht zu hemmen. Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß der eigentliche Spannzylinder nicht kompliziertet und nicht schwerer wird als ein normaler und daß sie bei entsprechender Steuerung in beiden Spannrichtungen verwendbar ist.Openings 26 in the hollow connecting rod 18 ensure that the piston 17 located at the front right Air can escape quickly so as not to inhibit the stroke movement. This facility has the advantage that the actual clamping cylinder is neither complicated nor heavier than a normal one and that it can be used in both clamping directions with appropriate control.

Claims

Patent claims:

1.Power-operated clamping device, in particular a jaw chuck, with a pressurized air, axially movable clamping piston, characterized by one after the Closing the chuck on the clamping piston (2) or on a part that is connected to it Additional piston (6, 17) which can be adjusted independently of the tensioning piston (2).

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the additional piston (6) directly is arranged next to or in the tensioning piston (2).

3. Clamping device according to claim 1 and 2, characterized in that the additional piston (6 ) is provided with a friction cone surface (6 a).

4. Clamping device according to claim 1 and 2, characterized in that for the direction of movement "Tension" a special feed line (7) with a delay valve (12) is provided for the additional piston (6).

5. Clamping device according to claim 1 to 3, characterized in that the additional piston (6) is connected via a throttle (16 ei) in a connecting line (16) to the pressure medium space for the direction of movement "clamping".

6. Clamping device according to claim 1, characterized in that the additional piston (17) in the hollow connecting rod (18) arranged between the clamping piston and the clamping tool is.

7. Clamping device according to claim 6, characterized in that the additional piston (17) with a return spring (24) is provided.

1 sheet of drawings