Schwalbenschwanzart ige Verbindung von 1-Iaschinenelernent en Die
Erfindung betrifft eine Halte- und Befestigungseinrichtung zur sicheren Verbindung
von i.,2aschinenelementen. Insbesondere schafft die Erfindung einen neuen Haltekeil
zum lösbaren Befestigen von austauschbaren --Iaschinenteilen, die hohen Belastungen
ausgesetzt sind. Insbesondere schafft die Erfindung einen Haltekeil mit hydraulisch
betätigten Einrichtungen zur Bewirkung einer keilartigen Befestigung eines von mehreren
austauschbaren Maschinenteilen mit einem anderen hIaschinenteil. Es ist bekannt,
sich verjüngende Haltekeile z;-äschen entsprechende ::iaschinenteile zu drücken,
um diese Teile fest miteinander zu verbinden. Es ist dazu bekannt, die Keile einzuhämmern
oder einzutreiben, wobei die Gefahr besteht, dass die Keile und/oder die mit diesen
zusammerärkenden `feile beschädigt werden. Diese Befestigungsart hat sich als ausreichend
erwiesen, wenn die Teile relativ selben ausgetauscht werden und es unwesentlich
ist, ob die Keile jedesmal ersetzt werden müssen. Insbesondere bei Schneidwerkzeugen,
Formwerkzeugen oder Matrizen besteht aber häufig die Forderung, diese Werkzeuge
häufig auszuwechseln oder zu ersetzen. . Es sind Haltekeile bekannt, die zur Erfüllung
des Erfordernissee
der leichten Austauschbarkeit mit Präzision hergestellt
und daher wieder verwendbar sind.Diese Keile werden durch relativ komplizierte Anordnungen
wie Hebel. oder Lenker in Haltestellung gebracht und gehalten. Ein Hauptproblem
bei diesen mechanisch betätigten Anordnüngen liegt darin, dass sie üblicherweise
an oder in einem der Maschinenteile, z,B. einem T.iaschinenrahmen befestigt sind,
wobei insbesondere der Austausch von solchen Teilen schwierig ist, wenn in der Betätigungseinrichtung
Fehler auftreten. Dies trifft insbesondere bei grossen Pressen oder Hämmern auf,
in welchen austauschbare Formendurch Keile in Stellung. gehalten sind, die ihrerseits
durch mechanische Anordnungen in der Verriegelunr;sstellung gehalten werden, die
in dem massiven Basisteil oder im Ambossabschnitt angeordnet sind. Wenn diese Teile
abgenützt oder beschädigt sind, dann muss unter erheblichen Kostenaufwand der ganze
Unterteil ersetzt werden. Eine solche Anordnung ist in der US-Patent_schrift 3
075 416 beschrieben, Ilnach besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung
eines Halte- oder Verriegelungsschlüssela mit Betätigungsmitteln, die ihrerseits
im Schlüssel selbst angeordnet sind, wobei der Keil dazu dient, wahlweise :.iaschinenteile
zu verbinden, welche eine Keilführung oder eine Keilnut oder dergleichen aufweisen.
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser
Zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Verriegelungskeiles nach der Erfindung
bei einer Anordnung bestehend aus Matrizenblock und einem unteren Halteblock; :
.
Fig. 2 eine vergrösserte Draufsicht auf die Anordnung nach Fig.
1 mit weggebrochenen Teilen; Fig. 3 einen vergrösserten Teilschnitt im wesentlichen
nach der Linie 3 - 3 der Figur 2 mit einigen nicht geschnitten dargestellten Teilen;
und Fig. 4 ein vergrösserter Teilschnitt im wesentlichen nach der Linie 4 - 4
,
bei welchem ebenfalls einige Teile nicht geschnitten dargestellt sind. Der von der
Erfindung vorgeschlagene Haltekeil kann vielfach eingesetzt werden, z. B. in einer
Keilnut zwischen einem Halteblock und dem davon aufgenommenen Werkzeugblock. Der
Halteblock weist dabei eine schwalbenschwanzförmige Nut auf, in welche der schmalere
schwalbenschwanzförmige Schaft des Werkzeugblockes eingeführt wird. Die Seiten des
Haltekeiles sind in solcher Weise nach Art eines Keiles zueinander geneigt ausgebildet,
dass eine Seitenfläche mit einer Seitenfläche des Werkzeugblock-Schaftes und die
andere Seite mit einer Seitenwand der Schwalbenschwanznut des isasis- oder Halteblockes
in Eingriff steht. In Längsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete Bohrun?en
an der unteren Fläche des Haltekeiles neunen Kolben auf, die normalerweise nach
oben im Sinne einer Freigabe des Keiles durch geeignete Federn vorgespannt sind.
Ein unter Druck stehendes Strömungsmittel kann in die Druckkammern oberhalb der
Kolben durch entsprechende Leitungen eingeführt werden, um die Kolben aus der unteren
Fläche des Haltekeiles austreten und gerzen den Basisblock zur Anlage gelangen zu
lassen und so den Keil selbst nach oben in Verrieelun;sstellun.-: zwischen die beiden
Blöcke zu drükken.
| Im folgenden i:-ird ein7vorzu"-tes Ausführun7sbeispiel
der Erfin- |
dung beschrieben. In den Figuren 1 und 2 ist eine Verbindung 10
gezeigt,
welche zum Beispiel einen Sattel einer Schmiedepresse oder eines Maschinenhammers
festhält. Der Halteblock 12 ist normalerweise fest mit dem Rahanen der Presse oder
der Hammermaschine, welche nicht dargestellt ist, fest verbunden und hat die für
die j e*eils geeignete Maschinenverwendung geeignete Grösse und das entsprechende
Gewicht. Eine schwalbenschwanzförmige Nut 15 unterteilt die beiden oberen Flächen
13 und 14. Die Schwalbenschwanznut 15 hat hinterschnitten geneigte Seitenwände 16
,und 17, wobei die Seitenwände zwischen 3 bis.7 bezw. 7 bis 10 Winkelgrade von der
Vertikalen abweichen, und zwar innerhalb dieser Bereiche je nach dem besonderen
Verwendungszweck. Die Seitenwände 16 und 17 können gemäss Figur 1 von vorne nach
hinten oder gemäss Figur 2 von links nach rechts leicht -konvergieren. Auf dem Halteblock
12 ist fest der äbnehmbare Werkzeugblock 20 gehalten. Die äeitlichen unteren Flächen
21 und 22 am Werkzeugblock 20 sind oberhalb der Flächen 13 und 14 mit geringem Abstand
angeordnet, wie insbesondere Figur 4 zeigt. Der Werkzeugblock 20 weist einen schwalbenschwanzförmigen
Schaft 23 auf,der in die Schwalbenschwanznut 15 des unteren Blockes 12 einsteht,
aber wesentlich schmaler ist, damit an einer Seite ein Verriegelungskeil passt.
Der Schaft 23 weist nach unten keilförmig auseinanderweisende Seitenflächen 24 und
25 auf, die entsprechend der Neigung der Seitenwand 16 geneigt sind, so dass jede
der beiden Seitenwände 24 oder 25 in passenden Eingriff mit der Seitenwand 16 gebracht
werden kann. Die insich schneidenden Ebenen liegenden Seitenflächen 24 und 25 konvergieren
nicht in Richtung ihrer Längserstreckung, obwohl dies bei den Seitenwänden 16 und
17 des Halteblockes 12 der Fall sein kann. Die untere Fläche 26 des Schaftes 23
liegt gleitend auf dem Boden der Schwalbenschwanznut 15 des Halteblockes 12 auf,
wodurch die auf den Werkzeugblock ausgeübten Kräfte über den Halteblock auf desi
Rahmen oder dergleichen übertragen werden können. Die obere Fläche
des
Werkzeugblockes 20 nimmt eine form, ein Schneidwerkzeug, eine Matrize, ein Schmiedegesenk
oder dergleichen auf. Es können weitere Werkzeuge vorgesehen sein, die oben entsprechend
ihrem Verwendungszweck ausgebildet sind, im Bereich ihrer Halterung auf dem Halteblock
aber gleich ausgebildet sind. Der Werkzeugblock 20 ist im Halteblock 12 durch einen
länglich ausgebildeten Haltekeil 30 verriegelt, welcher im wesentlichen einen trapezartigen
Querschnitt hat, und denjenigen Raum in der Schwalbenschwanznut 15 ausfüllt, der
neben dem schmaleren Schwalbenschwanzschaft 23 frei bleibt. Die untere Fläche 32
des Keiles 13 liegt gleitbar auf dem Boden der Schwalbenschwanznut 15 ,damit auf
diese Weise der Keil einführt und herausgenommen werden kann. Der Keil 30 weist
insichschneidenden Ebenen liegende Seitenflächen 32 und 33 auf, die bei der Ansicht
nach Figur 1 von vorne nach hinten und bei der Darstellung nach Figur 2 von links
nach rechts etwa um den selben Betrag zusammenlaufend ausgebildet sind, der der
Konvergenz der Seitenwände 16 und 17 des Halteblockes 12 entspricht. Die Seitenwand
32 weist solche Neigung auf, dass sie mit jeder der identisch geneigten Seiten 24
und 25 des Schwalbenschwanzschaftes 23 zusammenpasst, die Seitenwand 33 ist dagegen
in dein Winkelbereich von 7 bis 10o geneigt, damit sie sich mit ihrer Neigung der
der Seitenwand 17 der Schwalbenschwanznut 15 anpassen kann. Die obere Fläche 35
des Keiles 30 ist im wesentlichen parallel zur Fläche13 gelegen, liegt aber etwas
tiefer als diese, wie mit der strichpunktierten Linien 36 in Figur 4 angedeutet
ist, wenn die Fläche 31 auf dem Boden der Sohwalbensc hwanznut 15 aufsitzt. An beiden
Enden des Verriegelungskeiles 30 laufen die Seitenflächen 32 und 33 sowie die obere
und die untere Fläche 35 und 31 abgeschrägt aufeinanderzu, wie bei 371n Figur 3
angedeumt ist, üm auf diese Weise das Einführen des Keiles zu erleichtern 'und
ausserdem
um scharfe Kanten zu vermeiden, welche über den Halteblock 12 vorstehen könnten.
Wie Figur 4 zeigt, ist die untere linke Kante des Verriegelungskeiles bei 38 abgerundet
ausgebildet, um ein Verklemmen oder Fressen in dem spitzen Winkel zwischen der Seitenwand
17 und der unteren Fläche der Schwalbenschwanznut 15 auszuschliessen. Bei einer
bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Verriegelungskeil 30 miteiner im ganzen
mit 40 angedeuteten hydraulischen Einrichtung betätigt, die vollständig innerhalb
des Keiles selbst angeordnet ist. Wie die Figuren 2 bis 4 zeigen, weist der Keil
eine Reihe von in Längsrichtung mit Abstand angeordneten Bohrungen 41 auf, die an
der unteren Fläche 31 offen sind. Die Achsen der Bohrungen verlaufen im wesentlichen
parallel zur Seitenwand 32. Jede Bohrung 41 dient als Gehäuse zur Aufnahme eines
Kolbens 42, der also in der Vertikalen verschiebbar ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind sieben Bohrungen 41 mit darin angeordneten Kolben 42 (siehe Figur 2) gezeigt.
Jeder Kolben 42 weist einen zylindrischen Abschnitt 43 mit vergrösserten Flansch
44 etwa auf der Mitte seiner Länge auf, der gleitend in der Bohrung 41 anliegt.
Oberhalb des Flansches 44 weist jeder Kolben eine Dichtung 45 auf, die von einem
Kragen 46 hinterfangen ist, der seinerseits durch einen Haltering 47 in Stellung
gehalten wird. Der Ring 47 ist auf das Ende des Kolbens 43 aufgeschraubt. Gegen
die untere Seite des Flansches 44 liegt ein Ende einer Schraubenfeder 48 an, welche
den unteren vorstehenden Abschnitt des Kolbens 43 umgibt. Wenig oberhalb dem unteren
Ende einer jeden Bohrung 41 ist.ein bekannter Federring 49 in einer Ringnut 50 gelagert.
Ein Haltering 51, der oberhalb des Federringes 49 gegen diesen anliegt, liegt/am
anderen Ende der Schraubenfeder 48. Das untere Ende des Kolbens 43 ist abgerundet
und dient
zur Anlage an den Boden der Schwalbenschwanznut 15. Die
Schraubenfeder 48 spannt den Kolben 43 nach oben vor, so dass der Anlagekopf 52
innerhalb der Bohrung 41 des Keiles 30 gehalten ist. In diesem Zustand der Kolben
liegt die untere Fläche 31 des Verriegelungskeiles 30 auf der Bodenfläche des im
wesentlichen trapezförmig gestalteten Schlitms 15 des Halteblockes 12. Zur hydraulischen
Einrichtung 40 gehört eine Reihe von Kanälen im Verriegelungskeil 30, welche Strömungsmittel
zu den Kolbenanordnungen 42 leiten. Oberhalb einer jeden Dichtung 45 eines Kolbens
43 ist im oberen Ende der jeweiligen Bohrung 41 eine Strömungsmittelkammer 55 ausgebildet.
Im wesentlichen vertikal verlaufende kurze Kanäle 56 verbinden die Strömunasmittelkammern
55 mit einer Versorgungsleitung 57, die in Längsrichtung durch den Verriegelungskeil
30 läuft. Ein Ende der Versorgungsleitung 57 liegt kurz vor dem Ende des Verriegelungskeiles
30, während das andere Ende auf der gegenüberliegenden Endfläche des Verriegelungskeiles
30 endet und an diesem Ende auf der ausserhalb der Kolbenanordnung 42 liegenden
Seite einen vergrösserten Querschnitt 58 hat. Ein Schraubbolzen ist in die mit Innengewinde
versehene Bohrung 58 eingesetzt, um das zweite Ende der Zuführungsleitung 57 zu
verschliessen. Nahe dem einen Ende des Verriegelunp:skeiles 30 führt von oben
1
ein Strömungsmitteleinlass 60 in die längsverlaufende Versorgungsleitung
57. Eine flache Bohrung 61 ist an der oberen Fläche 35 des Verriegelungskeiles 30
ausgebildet. Der Boden der Bohrung 61 ist mit einem Gewinde 62 versehen und nimmt
einen Hochdruckeingangsanschluss 63 mit dessen unteren Gewinde auf. Eine Hochdruckversorgungsleitung
64 ist durch ein Anschlussstück 65 mit dem Teil n3 verbunden und führt zu einer
nicht gezeigten Quelle für Hochdruckströmungsmittel. Die Teile 63 und 65 sind im
wesentlichen in der Bohrung 61 angeordnet, um sie so gegen mechanische
Beschädigungen
zu schützen. Ein kurzer Einlasskanal 66 verbindet das untere Ende des Einlassanschlusses
53 mit der Versorgungsleitung 57. Im Anschluß-#stück 63 oder in der Hochdruckleitung
64 kann ein nicht gezeigtes Rückschlagventil liegen, um ein Rückwärtsfliessen von
Strömungsmittel zu verhindern, wenn höhere Drück sich in der Versorgungsleitung
57 aufbauen. Bei Verwendung der Anordnung nach der Erfindung wird der Werkzeugblock
20 oben auf den Halteblock 12 gelegt, wobei der Schaft 23 sich in die Schalbenschwanznut
15 erstreckt. Entweder die Seite 24 oder die Seite 25 des Schaftes 23 kann in Anlage
mit der Seitenwand 16 der Schwalbenschanznut 15 gebracht werden. Dann wird der Verriegelungskeil
30 in den Raum zwischen der anderen Seite des Schaftes 23 und die Mtenwand 17 der
Schwalbenschwanznut 15 eingeschoben. Der Verriegelungskeil 30 hat solche Abmessungen,
dass er gerade in diese so entstandene Öffnung hineinpasst, wobei der entsprechende
Sitz noch dadurch verbessert wird, wenn die Seitenflächen des Keiles und der trapezförmigen
Nut in Längsrichtung konvergierend ausgebildet sind. Dann wird unter Druck stehendes
Strömungsmittel durch die Leitung 64, den Anschluss 63, den Kanal 66 sowie die Versorgungsleitung
57 und die Kanäle 56 in die Strlömungsmittelkammern 55 oberhalb der Kolben 42 geleitet.
Der Strömungsmitteldruck überwiegt dabei die durch die Federn bedingte, nach oben
gerichtete Vorspannung der Kolben 43 und bewirkt, dass die zur Anlage bestimmten
Köpfe 52 mit dem Boden der Schwalbenschwanznut 15 in Eingriff kommen und den Verriegelungskeil
30 wie einen "Keil" nach oben zwischen den Halteblock 12 und den Werkzeugblock 20
schieben. Der Verriegelungskeil 30 wird dabei um diejenige Strecke verschoben, die
in Figur 4 zwischen den Linien 35 und 36 liegt, welche Strecke dazu ausreicht, um
die nebeneinanderliegenden Keile so fest miteinander
zu verbinden,
dass sie den Belastungen stand hält ,die auf den Werkzeugblock 20 z.B. beim Pressen
oder Hämmern ausgeü tt werd en. Wenn man den Werkzeugblock entfernen oder gegen
einen anderen austauschen' will, dann wird der Strömungsmitteldruck verringert,
so dass die Köpfe 52 wieder in die Bohrungen 41 eintreten. Die teilförmig aufeinanderzu
laufenden Seitenflächen 32, 33 des Verriegelungskeiles 30 verhindern ein Festsitzen,
so dass der Keil wieder auf den Boden der Schwalbenschwanzrut absinkt, wenn der
Druck entsprechend vermindert wird. Die Verminderung des Druckes kann dadurch bewirkt
werden, dass man den Gewindebolzen 59 lokkert oder den Druck in der die Leitung
64 versorgenden äusseren Druckquelle absenkt. Alle dargestellten Einzelheiten sind
für die Erfindung von Bedeutung.