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Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische oder hydraulische
Einspannvorrichtung für Werkstücke, insbesondere Bohrvorrichtung, mit beweglichem
und feststehendem Spannteil, einem auf den beweglichen Spannteil beim Spannen einwirkenden
Zylinder-Kolbenantrieb und einem handbetätigten Steuerorgan zwischen dem Zylinder
und einer Druckmittelquelle. Bei solchen Vorrichtungen besteht die Gefahr, daß bei
ungeschickter Handhabung die Finger des Arbeiters zwischen den Spannteilen eingeklemmt
werden. Der pneumatische oder hydraulische Druck muß daher so niedrig bemessen Werden,
daß die Klemmkraft unterhalb eines Wertes bleibt, bei dem der eingeklemmte Finger
ernstlich verletzt werden kann. Vielfach reicht die so bemessene Klemmkraft aber
nicht zur sicheren Einspannung des Werkstücks aus. Infolgedessen ist man oft genötigt,
bei rein mechanisch von Hand betätigten Vorrichtungen zu bleiben, bei denen die
Spannkraft rein manuell erzeugt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem vorstehend erläuterten
Mangel der pneumatisch oder hydraulisch betätigten Einspannvorrichtungen abzuhelfen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß zwischen der Druckmittelquelle und
der beim Spannen unter Druck gesetzten Zylinderkammer ein Druckminderventil sowie
ein Umschaltventil angeordnet, das in seiner einen Stellung der Zylinderkammer Druckmittel
nur über das Druckminderventil zuführt und in seiner zweiten Stellung, die durch
einen am beweglichen Spannteil angeordneten, entsprechend der Werkstückabmessung
einstellbaren Mitnehmer bei Annäherung an -die Spannstellung herbeiführbar ist,
das Druckminderventil überbrückt, und daß am beweglichen Spannteil ein gleichfalls
entsprechend der Werkstückabmessung einstellbarer Anschlag vorgesehen ist, der den
beweglichen Spannteil nahezu unmittelbar nach dem Umschalten des Umschaltventils
stillsetzt.
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Bei einer erfindungsgemäß gestalteten Einspannvorrichtung werden die
Spannteile zunächst nur. mit relativ geringer, für ein=en dazwischen befindlichen
Finger ungefährlichen Kraft aufeinander zu bewegt, und die Kraft erst in ganz geringem
Abstand vom einzuspannenden Werkstück erheblich heraufgesetzt. Der kurze Weg, den
der bewegliche Spannteil dann unter vermehrter Kraft zurücklegt, kann so bemessen
werden, daß ein zwischen den Spannteilen befindlicher Finger zwar ein wenig zusammengedrückt,
aber nicht ernstlich gequetscht wird. Auf diese Weise ist die verlangte Sicherheit
jedenfalls dann geschaffen, wenn Gewähr dafür besteht, daß vor jeder Betätigung
der Spannvorrichtung auch wirklich ein Werkstück eingelegt worden ist: Ist das Einlegen
unterblieben, dann würde ein zwischen den Spannteilen befindlicher Finger nach der
Umschaltung auf erhöhte Spannkraft jedoch nach wie vor ernstlich verletzt werden.
Diese Gefahr ist jedoch bei einer Einspannvorrichtung nach der Erfindung vermieden,
weil die Spannbewegung nahezu unmittelbar nach dem Umschalten auf erhöhte Spannkraft
unterbrochen wird, der Weg, der vom beweglichen Spannteil unter vermehrter Kraft
zurückgelegt wird, also auch in diesem Fall so klein bleibt, daß nur eine ungefährliche
geringe Zusammendrük kung des Fingers eintreten kann. i Im übrigen schafft die Erfindung
nicht nur Sicherheit für etwa zwischen die Spannteile geratene Finger. Sie schützt.auch
die unter Umständen empfindlichen Spannmittel und =Werkstücke bei pnsorgfältigem
Ein-
legen, wie sich aus derweiteren Beschreibung im einzelnen ergeben. wird:
In der bevorzugten Ausführung bestehen- der Mitnehmer und der Anschlag aus einem
einzigen, einstellbaren Teil.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigt F
i g. 1 eine erfindungsgemäß gestaltete Bohrvorrichtung in Ansicht von vorn, -F i
g. 2 die gleiche Vorrichtung in An@ic'ht von oben, .. F i g. 3 einen Schnitt nach
Linie 111-III in -F i g. 1, und zwar in Spannstellung, F i g. 4 einen der F i g.
3 entsprechenden Schnitt in Ladestellung, F i g. 5 einen der F i g. 3 entsprechenden
Schnitt in der Stellung, die der bewegliche Spannteil 'tnmittelbar vor dem Umschalten
auf erhöhte Spannkraft einnimmt, F i g. 6 einen der F i g. 3 entsprechenden Schnitt
mit dem beweglichen .Spannteil in einer Zwischenstellung zur Veranschaülichuüg einer
Besonderheit und F i g. 7 ein pneumatisches oder hydraulisches Schaltschema in vereinfachter
Dgrstellung.
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Die gezeichnete Vorrichtung.. besteht aus- einem Gehäuse 1 mit zylindrischer
Böhrung 2, iri der ein doppelt beaufschlagbarer Kolben 3 verschiebbar ist. Der Kolben
ist mit .zwei die obere Wandung des Gehäuses 1 nach auß-durch- n geührten
Säulen 4 verbunden, die' an- ihren freien Enden - Verschraubungen 5: zum
Anschluß piner'-Spannplatte 6 tragen. Die Spannplatte erstreckt sich seitlich
über einen Spanntisch 7 mit feststehender Spannplatte B. An den Platten 6
und 8 werden die eigentlichen, dem Werkstück angepaßten Spannteile befestigt.
Im Beispiel nach F i g. 1 bis 5 ist dafür ein" -Kyemmbackenphär 9,10
gezeichnet,
das zum Einspannen. eines quer zu bohrenden Bolzens 11 äieit. Im Aisniel nach F
i g. 6 bilden die Platten 6 und 8 selber die Spannteile zum Einspannen
einer mit Bohiungen u versehenden Rolle 12, die in Spannstellung durch Zentrierbolzen
13 und 14 sowie einen Fixierbolzen 15 festgelegt wird.
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Die bewegliche Spannplatte' 6 wird mittels der Säulen 4 durch
Druck auf die Oberseite des Kolbens 3
beim Spannen gesenkt und nach dem Bohren
des Werkstückes durch Druck auf die Unterseite des Kolbens wieder gehoben. -Der
Druck wird vom Arbeiter durch ein als Steuerschieber gestaltetes Ventil
16 mit Handhabe 17 geschaltet.
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Im Oberteil des Gehäuses 1 ist in einer abgestuften Bohrung
18 ein allgemein mit 19 bezeichnetes Umschaltventil angeordnet, das
aus- einer den Schließkörper bildenden Kugel 20, einem O-Ring 21;
einer Feder 22 und einem nach außen vorragenden Stößel 23 besteht. Die Feder
22 sucht das Ventil geschlossen zu halten..Es wird durch Niederdrücken des
Stößels 23 geöffnet: Zur Betätigung des Stößels 23 dient ein Mitnehmen in
Form einer Stellschraube 24, die in der nachstehend näher beschriebenen Weise entsurechend
der Werkstückdicke auf eine bestimmte Höhe eingestellt und darin durch eine Kontermutter
23 festttelegt wird.
Die untere Stirnfläche der Stellschraube 24 dient nicht
nur zur Betätigung des Stößels 23, sondern auch als Anschlag zur Begrenzung
der abwärts gerichteten Be-wegung der Spannplatte 6 in Verbindung mit einem
Gegenanschlag
26, der von der oberen Stirnfläche
einer den Stößel 23 führenden
Büchse 27 gebildet
wird.
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Der oberhalb der Kugel 20 befindliche Raum des
Ventils
19 steht durch eine Bohrung 28 mit der Aus-
trittsseite und der unterhalb
der Kugel 20 befindliche Raum durch eine Bohrung 29 mit der Eintrittsseite
eines
Druckminderventils 30 in Verbindung. Von der
Bohrung 28 ist eine Bohrung
31 abgezweigt, die zum
handbetätigten Schieber 16 führt. Die Bohrung
29 ist mit einem Anschluß 32 für eine Preßluftquelle ver-
sehen,
die lediglich in dem Schaltschema nach F i g. 7 erscheint und dort mit 33 bezeichnet
ist. Dieses
Schema wird keiner weiteren Erläuterung bedürfen.
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Bei hochgefahrener Platte 6 ragt der Stößel 23 über
die Fläche
26 um eine Strecke a vor, die so bemessen ist, daß ein Finger, der sich zwischen
den Spannteilen befindet, beim Zusammendrücken um die Strecke a
noch keine
ernstliche Verletzung erleidet. Die Erfahrung zeigt, daß sich Finger um etwa 3 mm
zusammendrücken lassen, ohne daß eine Knochenverletzung oder sonst ernster Schaden
eintritt.
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Die Einstellung der Schraube 24 richtet sich nach
der Werkstückdicke. Sie wird bei eingelegtem Werk-
stück vom Einrichter
vorgenommen, während sich das Ventil 19 in seiner oberen Stellung befindet,
das Druckminderventi130 also nicht überbrückt ist. Die Schraube 24 wird dann
so weit heruntergedreht, daß
sie den Stößel 23 um etwa die Strecke
a/2 abwärts
bewegt, wobei das Ventil 19 geöffnet
wird, dadurch
das Druckminderventil 30 überbrückt und den vollen
Druck
der Druckmittelquelle 33 auf den Kolben 3
einwirken läßt. In
dieser Stellung wird die Stell-
schraube 24 festgelegt.
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Im normalen Betrieb gibt der Arbeiter nach Einle-
gen
des Werkstücks 11 mittels des Schiebers 16 Druck
auf die Oberseite
des Kolbens 3. Der Druck, der sich
dabei zunächst in der oberen
Zylinderkammer 34 ein-
stellt, ist durch das Druckminderventi130 reduziert
und beträgt in der Regel nur wenige Atmosphären.
Befindet sich ein
Finger des Arbeiters, während dieser Druck herrscht, im Spannraum, also etwa zwi-schen
dem Werkstück 11 und der oberen Spann-
backe oder zwischen den
beiden Spannbacken 9 und
10, so wird der Finger nur mit der dem niedrigen
Druck entsprechenden, ungefährlichen Kraft einge-
klemmt. Als ungefährlich
kann eine Kraft von etwa
10 bis 15 kp betrachtet werden. Eine derart
niedrige
Kraft reicht iedoch vielfach zum sicheren Spannen
des
Werkstücks nicht aus.
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Kurz vor Ende der AbwärtsbewegudR der Platte 6
trifft
die Stellschraube 24 auf den Stößel 23, öffnet das Ventil 19
und schaltet die Zylinderkammer 34 auf
den vollen Druck der Druckmittelquelle
33 um, bei-
spielsweise auf 6 atü. Bei eingelegtem Werkstück legt
die Platte 6 dann nur noch einen Weg von der Größe
a/2 zurück, ohne
daß die untere Stirnfläche der Stell-
schraube 24 auf die GeRenanschlagfäche
26 trifft. Damit ist die Stellung nach F i g. 3 hergestellt, in der
das
Werkstück einwandfrei eingespannt ist.
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Wird die Vorrichtung vom Arbeiter versehentlich
in
Betrieb gesetzt, ohne daß ein Werkstück eingelegt ist, dann
überschreitet die niedergehende Spannplatte 6 die Stellung
nach F i R. 3 um die Strecke alt und kommt dann durch Anschlag
der Stellschraube 24 am GeßenanschlaB 26 augenblicklich zum
Still-
stand. Ein in diesem Falle zwischen den Spannteilen
befindlicher
Finger wird zwar mit der vielfach größe-
ren Kraft eingeklemmt, die dem
vervielfachten Druck
entspricht und beispielsweise 250 kp beträgt. Das
llfaß
der Zusammendrückung ist aber auf die kleine
Strecke a begrenzt,
so daß aus den dargelegten Grün-
den trotz der vermehrten Kraft
wiederum keine ern-
ste Verletzung eintreten kann.
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F i g. 6 zeigt noch eine weitere vorteilhafte Aus- wirkung
des Umschaltventils 19. Bei der dort als
Werkstück angenommenen Rolle, die an
ihrem oberen Flansch mittels der Bohrvorrichtung mit
Löchern 35 versehen
werden soll, kann es bei unge-
schicktem Einlegen geschehen, daß der Fixierbolzen
15
nicht in eines der zuvor gebohrten Löcher gelangt,
sondern auf den Flansch aufsetzt,
so daß er, wenn schon der volle Druck wirksam wäre, bricht oder ver-
formt
wird oder das Werkstück beschädigt. Bei der
gemäß F i g. 6 nach den oben
angegebenen Regeln
eingerichteten Vorrichtung kann dieser Fall nicht
eintreten,
weil beim Aufsetzen des Fixierstifts IS auf
den Flansch noch
der niedrige Druck wirksam ist und
die entsprechende Kraft keinen Schaden am
Fixier-stift 15 oder am Werkstück hervorrufen kann. Die
volle Spannkraft
wird erst wirksam, wenn die obere
Spannplatte den zusätzlichen Weg b
zurückgeleet hat,
was nur möglich ist, wenn der Stift 15 einwandfrei in
eines
der vorgebohrten Löcher 35 eingefahren ist.
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Nach dem Spannen und Bohren wird die Spann- platte 6 durch
Druck auf die Unterseite des Kolbens 3 wieder hochgefahren. Dazu wird der
Steuerschieher 16 vom Arbeiter in eine andere Lage gedreht. Die
Druckmittelzuleitungen
für die untere Zylinderkam-
mer 36 sind, da für die Erfindung bedeutungslos,
nicht Bezeichnet und auch im Schaltschema nach F i g. 7 nicht angegeben.