DE19518062A1 - Movable opening and closing chuck - Google Patents

Movable opening and closing chuck

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DE19518062A1 DE1995118062 DE19518062A DE19518062A1 DE 19518062 A1 DE19518062 A1 DE 19518062A1 DE 1995118062 DE1995118062 DE 1995118062 DE 19518062 A DE19518062 A DE 19518062A DE 19518062 A1 DE19518062 A1 DE 19518062A1
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    • B23Q7/043Construction of the grippers

Abstract

The chuck has a piston (25) which is moved in one direction and the fingers (18) are opened if the fluid under pressure is introduced into the second pressure chamber (28). The piston is moved in the opposite direction if fluid under pressure is fed into the first pressure chamber (27). A leading end surface of the rod (26) is used as the pressure take-up surface to create a force acting in a direction to close the fingers by lengthening the first pressure chamber to a point which encompasses the end of the rod.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter, bei dem eine Vielzahl von Fingern verwendet wird, die sich öffnen und schließen, um ein Werkstück zu ergreifen und loszulassen, und insbesondere auf eine bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter zum Öffnen und Schließen von Fingern mittels Zahnstangen und Zahnrädern.The present invention relates to a movable Opening and closing chuck, in which a variety of Fingers are used that open and close to one Gripping and releasing workpiece, and in particular on a movable opening and closing chuck for opening and closing fingers using racks and gears.

In der Vergangenheit war ein bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter bekannt, das zum Ergreifen und Loslassen eines Werkstücks verwendet wird, indem ein Paar von durch Zahnstangen und Zahnräder angetriebenen Fingern geöffnet und geschlossen wird.In the past there was a movable opening and Clamping chuck known for gripping and releasing of a workpiece is used by a pair of through Racks and cogwheels are opened and driven fingers is closed.

Die Fig. 4 und 5 stellen jeweils ein derartiges bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter mit einer Zahnstange und Ritzeln dar. In der Zeichnung weist ein Grundkörper 2 eines bewegbaren Öffnungs- und Schließspannfutters 1 eine Zylinder­ öffnung 3 mit einem Abschnitt 3a mit geringem Durchmesser an ihrem vorderen Ende auf, und der obere Abschnitt der Zylinder­ öffnung 3 wird durch eine Kopfabdeckung 5 verschlossen, die über einen Sprengring 4 an dem Grundkörper 2 befestigt ist. FIGS. 4 and 5, respectively, such a movable opening and closing chuck with a rack and pinion gears. In the drawing, 2 comprises a main body of a movable opening and closing the chuck 1, a cylinder opening 3 with a section 3 of a small diameter at its front end, and the upper portion of the cylinder opening 3 is closed by a head cover 5 , which is attached to the base body 2 via a snap ring 4 .

Ein sich in der Zylinderöffnung 3 hin- und herbewegender Kolben 7 weist eine Stange auf, die ohne Belastung in den Abschnitt 3a mit geringem Durchmesser eingesetzt ist. Die Stange 8 weist an ihrem mit dem Abschnitt 3a mit geringem Durchmesser in Eingriff stehenden Abschnitt eine Dichtungsnut 9 auf, ein Dichtungselement 10 ist in die Dichtungsnut 9 eingesetzt, und ein Paar von Ritzeln 11 ist in dem Bereich der Stange 8 hinter der Dichtungsnut 9 ausgebildet.A reciprocate in the cylinder hole 3 Floating piston 7 comprises a rod which is inserted with no load into the portion 3 a small diameter. The rod 8 has at its to the section 3 a small diameter into engagement projecting portion a seal groove 9, a sealing member 10 is inserted into the seal groove 9, and a pair of pinions 11 is in the region of the rod 8 after the seal groove 9 educated.

Die Zylinderöffnung 3 ist in eine erste Druckkammer 13 näher an der Stange 8 und eine zweite Druckkammer 14 näher bei der Kopfabdeckung 5 aufgeteilt, und Öffnungen 13a und 14a für die Zufuhr und Abfuhr von Druckluft zu und von den Druckkammern 13 und 14 sind an dem Grundkörper 2 ausgebildet.The cylinder opening 3 is divided into a first pressure chamber 13 closer to the rod 8 and a second pressure chamber 14 closer to the head cover 5 , and openings 13 a and 14 a for the supply and discharge of compressed air to and from the pressure chambers 13 and 14 are on the base body 2 is formed.

Innerhalb des Grundkörpers 2 wird ein Paar von Wellen 16, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung der Zylinderöffnung 3 erstrecken, drehbar durch Kugellager 17 auf beiden Seiten des Abschnitts 3a mit geringem Durchmesser der Zylinderöffnung 3 gehalten. Mit den Zahnstangen 11 in Eingriff stehende Ritzel 15 sind an den Wellen 16 befestigt, und ein Paar von Fingern 18, die von der Seite gesehen eine Kanalform aufweisen, ist einstückig an den Wellen 16 befestigt, um den unteren Abschnitt des Grundkörpers 2 zu umgreifen. Wenn die Wellen 16 gedreht werden, werden die Finger 18 zwischen einer durch strichpunktierte Linien dargestellten Öffnungsposition und einer durch eine durchgezogene Linie dargestellten Schließposition gedreht (vgl. Fig. 4).Within the base body 2 , a pair of shafts 16 , which extend in a direction perpendicular to the axial direction of the cylinder opening 3 , are rotatably held by ball bearings 17 on both sides of the section 3 a with a small diameter of the cylinder opening 3 . Pinions 15 engaged with the racks 11 are fixed to the shafts 16 , and a pair of fingers 18 having a channel shape when viewed from the side are integrally fixed to the shafts 16 to engage around the lower portion of the body 2 . When the shafts 16 are rotated, the fingers 18 are rotated between an open position represented by dash-dotted lines and a closed position represented by a solid line (see FIG. 4).

In dem Spannfutter 1 gemäß der obigen Anordnung wird, wenn Druckluft über die Öffnung 14a in die zweite Druckkammer 14 zugeführt und die Luft in der ersten Druckkammer 13 abgeführt wird, der Kolben 7 und die Stange 8 in der Zeichnung nach unten bewegt, und die Ritzel 15 werden gedreht. Als Folge davon werden die Finger 18 in die durch strichpunktierte Linien dargestellte Öffnungsposition gedreht.In the chuck 1 according to the above arrangement, when compressed air is supplied through the opening 14a into the second pressure chamber 14 and the air is discharged in the first pressure chamber 13 , the piston 7 and the rod 8 are moved down in the drawing, and the Pinion 15 are rotated. As a result, the fingers 18 are rotated to the open position shown by chain lines.

Im Gegensatz dazu wird, wenn Druckluft über die Öffnung 13a in die erste Druckkammer 13 zugeführt und die Luft in der zweiten Druckkammer 14 abgelassen wird, der Kolben 7 und die Stange 8 in der Zeichnung nach oben bewegt, und die Ritzel 15, die in Eingriff mit den Zahnstangen 11 stehen, werden in einer der obengenannten Richtung entgegenstehenden Richtung gedreht. Als Folge davon werden die Finger 18 zu ihrer durch eine durchgezogene Linie dargestellten Schließposition gedreht und ein Werkstück kann zwischen den Fingern ergriffen werden.In contrast, when compressed air is supplied via the opening 13 a into the first pressure chamber 13 and the air is discharged in the second pressure chamber 14 , the piston 7 and the rod 8 are moved upwards in the drawing, and the pinion 15 , which in Engagement with the racks 11 are rotated in a direction opposite to the above direction. As a result, the fingers 18 are rotated to their closed position shown by a solid line and a workpiece can be gripped between the fingers.

Bei einem herkömmlichen Spannfutter 1 gemäß der obigen Anordnung ist die Anordnung zur Drehung der Finger 18 einfach. Da jedoch das Dichtungselement 10 zur Abdichtung zwischen der Stange 8 und dem Abschnitt 3a mit geringem Durchmeser der Zylinderöffnung 3 vorgesehen ist, ist die druckaufnehmende Fläche der ersten Druckkammer 13 kleiner als die druckauf­ nehmende Fläche der zweiten Druckkammer 14, und die Kraft zur Drehung der Finger 18 in Schließrichtung, d. h. die Kraft für die Ergreifung des nicht dargestellten Werkstücks, ist gering. Außerdem muß, wenn das Dichtungselement 10 relativ zu dem Abschnitt 3a mit geringem Durchmesser der Zylinderöffnung gleitet, die Strecke dieses Gleitens dieselbe sein wie der Hub L des Kolbens 7. Dies bedeutet, daß eine größere Länge für die Stange 8 und für die axiale Länge des gesamten Spannfutters erforderlich ist, was zu dem Problem führt, daß es nicht möglich ist, ein kleineres Spannfutter herzustellen.In a conventional chuck 1 according to the above arrangement, the arrangement for rotating the fingers 18 is simple. However, since the sealing member 10 is provided with a low-diameter of the cylinder hole 3 provided for sealing between the rod 8 and the portion 3 a, the pressure receiving area of the first pressure chamber 13 is less than the pressure on participating surface of the second pressure chamber 14, and the force for rotating the Finger 18 in the closing direction, ie the force for gripping the workpiece, not shown, is low. In addition, it is necessary when the sealing member 10 slides relative to the section 3 a small diameter of the cylinder hole, be the same as the path of this slide, the stroke L of the piston. 7 This means that a longer length is required for the rod 8 and for the axial length of the entire chuck, which leads to the problem that it is not possible to produce a smaller chuck.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter mit Zahnstange und Ritzeln zu schaffen, durch das es ermöglicht wird, Ritzel über Zahnstangen anzutreiben, die an einer einstückig mit einem Kolben ausgebildeten Stange befestigt sind, und eine Vielzahl von Fingern zu öffnen, wobei die Kraft zum Ergreifen eines Werkstücks durch Erhöhen einer Fluiddruck­ betriebskaft zum Schließen der auf den Kolben wirkenden Finger erhöht wird. It is therefore an essential task of the present Invention, a movable opening and closing chuck with To create rack and pinions by which it allows will drive pinions over racks that are on one attached integrally with a piston rod are, and a variety of fingers open, the strength for gripping a workpiece by increasing a fluid pressure Operates to close the fingers acting on the piston is increased.  

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter geringer Größe zu schaffen, indem die Länge der Stange, die mit dem Kolben verbunden ist, verringert wird.It is another object of the invention to be a movable one To create small size opening and closing chucks, by the length of the rod connected to the piston is reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das bewegbare Öffnungs- und Schließspannfutter gemäß der vorliegenden Erfindung einen gleitend in einer Zylinderöffnung eines Grundkörpers an­ geordneten Kolben, erste und zweite Druckkammern, die jeweils auf einer Seite des Kolbens angeordnet sind, eine mit dem Kolben verbundene Stange in der ersten Druckkammer, an der Stange ausgebildete Zahnstangen, eine Vielzahl von Ritzeln, die mit den Zahnstangen in Eingriff stehen und durch Hin- und Herbewegen des Kolbens vorwärts und rückwärts gedreht werden, sowie eine Vielzahl von Fingern auf, die gemäß der Drehung der Ritzel geöffnet oder geschlossen werden, um ein Werkstück zu ergreifen, wobei, wenn Druckfluid in die zweite Druckkammer zugeführt wird, sich der Kolben in einer Richtung bewegt und die Finger geöffnet werden, und wobei, wenn Druckfluid in die erste Druckkammer zugeführt wird, der Kolben in entgegenge­ setzter Richtung bewegt wird und die Finger geschlossen werden, wobei eine vordere Endfläche der Stange als Druckauf­ nahmefläche zur Erzeugung einer Fluiddruckbetriebskraft in einer Richtung zum Schließen der Finger verwendet wird, indem die erste Druckkammer bis zu einer Position, die die vordere Endfläche der Stange umfaßt, verlängert wird.To solve this problem, the movable opening and Locking chuck according to the present invention sliding in a cylinder opening of a base body ordered pistons, first and second pressure chambers, each are arranged on one side of the piston, one with the Piston connected rod in the first pressure chamber at which Rod-shaped racks, a variety of pinions, who are engaged with the racks and through back and forth Moving the piston forward and backward, as well as a variety of fingers, which according to the rotation of the Pinion can be opened or closed to a workpiece take, when, when pressurized fluid into the second pressure chamber is supplied, the piston moves in one direction and the fingers are opened, and being when pressurized fluid in the first pressure chamber is supplied, the piston in opposite set direction and the fingers closed be, with a front end surface of the rod as Druckauf area for generating a fluid pressure operating force in a direction for closing the fingers is used by the first pressure chamber to a position that the front End surface of the rod includes, is extended.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Summe der druckaufnehmenden Flächen der Abschnitte des Kolbens und der Stange näher der ersten Druckkammer etwa gleich der druckaufnehmenden Fläche des Kolbens in der zweiten Druckkam­ mer.According to the present invention is preferably a sum the pressure-receiving surfaces of the sections of the piston and the rod closer to the first pressure chamber approximately equal to that pressure-receiving surface of the piston in the second pressure came mer.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die Ritzel auf Wellen befestigt, die drehbar an dem Grundkörper gehalten sind, die Finger sind an den Wellen befestigt, und die erste Druckkammer ist an der Halteposition der Wellen luftdicht mit dem Dichtungselement abgedichtet.According to a development of the present invention, the Pinion attached to shafts that are rotatable on the body  are held, the fingers are attached to the shafts, and the first pressure chamber is at the stop position of the shafts sealed airtight with the sealing element.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind ringförmige Platten befestigt, um die Wellen an der Halteposition der Wellen durch den Grundkörper zu umgeben, und die Dichtungselemente sind zwischen der Platte und dem Grundkörper und zwischen der Platte und der Welle angeordnet.According to a preferred embodiment of the present Invention annular plates are attached to the shafts at the stop position of the shafts through the base body surrounded, and the sealing elements are between the plate and the base body and between the plate and the shaft arranged.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das bewegbare Öffnungs- und Schließspannfutter vorzugsweise zwei Gruppen von Zahn­ stangen, Ritzeln und Fingern auf.According to the present invention, the movable opening and Clamping chucks preferably two groups of teeth rods, pinions and fingers.

Bei dem Öffnungs- und Schließspannfutter gemäß der obigen Anordnung ist die Druckaufnahmefläche des Abschnitts des Kolbens, der der ersten Druckkammer näher liegt, zur Erzeugung einer Fluiddruckbetriebskraft in einer Richtung zum Ergreifen eines Werkstücks gleich der Summe der Druckaufnahmeflächen des Kolbens und der Stange. Somit wird der Kolben in einer Richtung angetrieben, um das Werkstück durch die Fluiddruck­ betriebskraft zu ergreifen, welche sowohl auf den Kolben als auch die Stange ausgeübt wird. Als Folge davon ist die Kraft, mit der das Werkstück ergriffen wird wesentlich höher als bei einem herkömmlichen Spannfutter, bei welchem die Stange nicht als Druckaufnahmemittel verwendet werden kann.With the opening and closing chuck according to the above Arrangement is the pressure receiving area of the section of the Piston, which is closer to the first pressure chamber, for generation a fluid pressure operating force in a gripping direction of a workpiece equal to the sum of the pressure receiving areas of the Piston and rod. Thus, the piston is in one Direction driven to the workpiece by the fluid pressure to seize operating force, both on the piston and also the pole is exercised. As a result, the force with which the workpiece is gripped much higher than at a conventional chuck where the rod is not can be used as a pressure medium.

Da keine Notwendigkeit besteht, Dichtungselemente an der Stange anzubringen und die erste Druckkammer abzudichten, muß für die Dichtung keine Gleitstrecke mit derselben Länge wie dem Kolbenhub zwischen der Stange und der Zylinderöffnung aufrechterhalten werden. Daher ist es möglich, das Spannfutter mit geringerer Größe herzustellen, indem die axiale Länge des Grundkörpers und der Stange verringert wird. Since there is no need to seal elements on the Attach the rod and seal the first pressure chamber no sliding path with the same length as for the seal the piston stroke between the rod and the cylinder opening be maintained. Therefore, it is possible to use the chuck produce with smaller size by the axial length of the Base body and the rod is reduced.  

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further training, advantages and possible applications of Invention result from the following description an embodiment and the drawing. In doing so all described and / or illustrated features for itself or in any combination the subject of Invention, regardless of its summary in the Claims or their relationship.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform eines bewegbaren Öffnungs- und Schließspannfutters gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a longitudinal section of an embodiment of a movable opening and closing the chuck according to the present invention;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1: Fig. 2 is a cross section along the line AA in Fig. 1:

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Fingers; Fig. 3 is a perspective view of a finger;

Fig. 4 einen Längsschnitt eines bekannten bewegbaren Öffnungs- und Schließspannfutters; und Fig. 4 shows a longitudinal section of a known movable opening and closing the chuck; and

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4. Fig. 5 is a cross section along the line BB in Fig. 4.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines bewegbaren Öffnungs- und Schließspannfutters mit Zahnstange und Ritzel gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter 21 weist einen Grundkörper 23 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds auf. Innerhalb des Grundköpers ist eine Zylinderöffnung 23 mit einem Abschnitt 23a geringeren Durchmessers an ihrem vorderen Ende ausgebildet und eine Öffnung an dem oberen Ende der Zylinderöffnung 23 wird durch eine Kopfabdeckung 5 verschlossen, die über einen Sprengring 4 an dem Grundkörper 22 gehalten wird. Figs. 1 to 3 show an embodiment of a movable opening and closing the chuck with rack and pinion according to the present invention. A movable opening and closing chuck 21 has a base body 23 in the form of a rectangular parallelepiped. Within the base body, a cylinder opening 23 is formed with a portion 23 a of smaller diameter at its front end and an opening at the upper end of the cylinder opening 23 is closed by a head cover 5 , which is held on the base body 22 via a snap ring 4 .

Ein Kolben 25, der sich in der Zylinderöffnung 23 hin- und herbewegt, ist mit einer Stange 26 versehen, die ohne Last in den Abschnitt 23a geringeren Durchmessers eingesetzt ist, und ein Paar von Zahnstangen 11 ist an gegenüberliegenden Seiten der Stange 26 vorgesehen.A piston 25 , which reciprocates in the cylinder opening 23 , is provided with a rod 26 , which is inserted without load in the section 23 a of smaller diameter, and a pair of racks 11 is provided on opposite sides of the rod 26 .

Die Zylinderöffnung 23 wird durch den Kolben 25 in eine erste Druckkammer 27 näher bei der Stange 26 und eine zweite Druckkammer 28 näher bei der Kopfabdeckung 5 unterteilt, und der Abschnitt 23a geringeren Durchmessers steht mit der ersten Druckkammer 27 in Verbindung. An dem Grundkörper 22 sind Öffnungen 27a und 28a für die Zufuhr und Abfuhr von Druckluft zu und von diesen Druckkammern 27 und 28 vorgesehen.The cylinder opening 23 is divided by the piston 25 into a first pressure chamber 27 closer to the rod 26 and a second pressure chamber 28 closer to the head cover 5 , and the section 23 a of smaller diameter communicates with the first pressure chamber 27 . Openings 27 a and 28 a are provided on the base body 22 for the supply and discharge of compressed air to and from these pressure chambers 27 and 28 .

An dem Grundkörper 22 ist ein Paar von Durchgangsöffnungen 22a, die senkrecht zu der Axiallinie der Zylinderöffnung 23 verlaufen, ausgebildet, um mit dem Abschnitt 23a geringeren Durchmessers an gegenüberliegenden Positionen in Verbindung zu stehen, wobei der Abschnitt 23a geringeren Durchmessers der Zylinderöffnung 23 dazwischen angeordnet ist. In diesen Durchgangsöffnungen 22a sind senkrecht zu der Stange 26 verlaufende Wellen 31 drehbar angeordnet, und Ritzel 30 für den Eingriff mit den Zahnstangen 11 sind jeweils an den Wellen 31 befestigt.On the base body 22 , a pair of through openings 22 a, which run perpendicular to the axial line of the cylinder opening 23 , are formed in order to communicate with the section 23 a of smaller diameter at opposite positions, the section 23 a of smaller diameter of the cylinder opening 23 is arranged in between. In these through holes 22 a perpendicular to the rod 26 extending shafts 31 are rotatably arranged, and pinions 30 for engagement with the racks 11 are each attached to the shafts 31 .

Jede der Wellen 31 ist drehbar durch jeweils ein Kugellager 17 gehalten, das mit einer Stufe 22b in der Durchgangsöffnung 22a in Eingriff steht. An äußeren Positionen in Axialrichtung der Durchgangsöffnung 22a relativ zu den Kugellagern 17 sind ringförmige Platten 32, die auch als Lagerstütze dienen, befestigt, und Dichtungselemente 33 und 34 sind zwischen der ringförmigen Platte 32 und der inneren Wand der Durchgangsöff­ nung 22 und zwischen der ringförmigen Platte 32 und der Welle 31 vorgesehen. Durch diese Dichtungselemente 33 und 34 wird die erste Druckkammer 27 luftdicht an der Position der Durchgangsöffnung 22a abgedichtet.Each of the shafts 31 is rotatably held by a ball bearing 17 , which is in engagement with a step 22 b in the through hole 22 a. At outer positions in the axial direction of the through hole 22 a relative to the ball bearings 17 , annular plates 32 , which also serve as bearing supports, are fastened, and sealing elements 33 and 34 are between the annular plate 32 and the inner wall of the through hole 22 and between the annular Plate 32 and the shaft 31 are provided. Through these sealing elements 33 and 34 , the first pressure chamber 27 is sealed airtight at the position of the through opening 22 a.

An jeder der Wellen 31 ist ein Finger 18, der wie in Fig. 3 dargestellt in Seitenansicht kanalförmig ist, fest angebracht, indem ein Ende der Welle 31 in eine Befestigungsöffnung 18b an jeder der Seitenwände 18a an Außenflächen des Grundkörpers 22 eingreift. Wenn die Wellen 31 gedreht werden, werden die Finger 18 zwischen einer in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien dargestellten Öffnungsposition und einer durch eine durchgezogene Linie dargestellten Schließposition gedreht.On each of the shafts 31 , a finger 18 , which is channel-shaped as shown in FIG. 3 in side view, is firmly attached by one end of the shaft 31 engaging in a fastening opening 18 b on each of the side walls 18 a on outer surfaces of the base body 22 . When the shafts 31 are rotated, the fingers 18 are rotated between an open position shown by broken lines in Fig. 1 and a closed position shown by a solid line.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 36 einen schrägen Abschnitt des Grundkörpers, der als Fluchtraum dient, wenn die Finger 18 geöffnet oder geschlossen werden. Das Bezugszeichen 37 bezeichnet einen an dem Kolben 25 befestigten Dichtungsring und 38 einen Dämpfer zur Absorption von Stößen am Hubende des Kolbens 25.In Fig. 1, reference numeral 36 denotes an oblique portion of the base body, which serves as an escape area when the fingers 18 are opened or closed. Reference numeral 37 denotes a sealing ring attached to the piston 25 and 38 a damper for absorbing shocks at the stroke end of the piston 25 .

In dem bewegbaren Öffnungs- und Schließspannfutter 21 mit der obigen Anordnung werden, wenn Druckluft unter den in Fig. 1 dargestellten Bedingungen über die Öffnung 28a in die zweite Druckkammer 28 zugeführt wird und wenn die Luft in der ersten Druckkammer 27 über die Öffnung 27a abgeführt wird, der Kolben 25 und die Stange 26 in der Zeichnung nach unten bewegt, und die Ritzel 30 werden in der Richtung des Pfeiles gedreht. Somit werden die Finger 18 zu der durch gestrichelte Linien angedeuteten Öffnungsposition gedreht.In the movable opening and closing chuck 21 with the above arrangement, when compressed air is supplied under the conditions shown in Fig. 1 via the opening 28 a in the second pressure chamber 28 and when the air in the first pressure chamber 27 via the opening 27 a is discharged, the piston 25 and the rod 26 are moved downward in the drawing, and the pinions 30 are rotated in the direction of the arrow. The fingers 18 are thus rotated to the opening position indicated by dashed lines.

Wird Druckluft über die Öffnung 27a in die erste Druckkammer 27 zugeführt, wenn die Finger 18 in Öffnungsposition stehen, und die Luft in der zweiten Druckkammer 28 über die Öffnung 28a abgeführt, so werden der Kolben 25 und die Stange 26 in der Zeichnung nach oben bewegt, und die Ritzel 30 werden in der der obengenannten Richtung entgegengesetzten Richtung gedreht. Als Folge davon werden die Finger 18 zu der durch durchgezogene Linien angedeuteten Schließposition gedreht, und ein Werkstück wird zwischen den Fingern ergriffen.If compressed air is supplied via the opening 27 a into the first pressure chamber 27 when the fingers 18 are in the open position and the air in the second pressure chamber 28 is discharged via the opening 28 a, the piston 25 and the rod 26 are shown in the drawing is moved upward, and the pinions 30 are rotated in the direction opposite to the above direction. As a result, the fingers 18 are rotated to the closed position indicated by solid lines, and a workpiece is gripped between the fingers.

In diesem Fall übt die in die erste Druckkammer 27 zugeführte Druckluft ihre Wirkung nicht nur auf den Kolben 25 in der ersten Druckkammer, sondern auch auf das vordere Ende der Stange 26 aus, wenn es in den Abschnitt 23a geringeren Durchmessers der Zylinderöffnung 23 eintritt. Als Folge davon wird der Kolben 25 durch eine Betriebskraft angetrieben, die durch eine Kombination der Fluiddruckbetriebskräfte erzeugt wird, die auf den Kolben 25 und die Stange 26 ausgeübt werden. Somit wird das Werkstück durch die Finger mit höherer Kraft ergriffen. Mit anderen Worten ist die Druckaufnahmefläche des Kolbens 25 näher bei der ersten Druckkammer 27 eine Summe der Druckaufnahmeflächen des Kolbens 25 und der Stange 26 und ist etwa gleich der Druckaufnahmefläche des näher der zweiten Druckkammer 28 liegenden Abschnitts. Da der Abschnitt der Stange, der in den Abschnitt 23a geringeren Durchmessers eingesetzt ist, abgedichtet ist, ist die Betriebskraft wesentlich höher als bei herkömmlichen Spannfuttern, bei welchen die Stange nicht als Druckaufnahmemittel verwendet werden kann.In this case, the compressed air fed into the first pressure chamber 27 exerts its effect not only on the piston 25 in the first pressure chamber, but also on the front end of the rod 26 when it enters the section 23 a of smaller diameter of the cylinder opening 23 . As a result, the piston 25 is driven by an operating force generated by a combination of the fluid pressure operating forces exerted on the piston 25 and the rod 26 . Thus, the workpiece is gripped by the fingers with greater force. In other words, the pressure receiving area of the piston 25 closer to the first pressure chamber 27 is a sum of the pressure receiving areas of the piston 25 and the rod 26 and is approximately equal to the pressure receiving area of the portion closer to the second pressure chamber 28 . Since the section of the rod which is inserted in the section 23 a of smaller diameter is sealed, the operating force is considerably higher than in the case of conventional chucks in which the rod cannot be used as a pressure-receiving means.

Das bewegbare Öffnungs- und Schließspannfutter 21 gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit dem herkömmlichen bewegbaren Öffnungs- und Schließspannfutter 1 gemäß Fig. 4 verglichen, indem die Momente M₁ und M₂ pro Finger errechnet werden. Hierbei wird vorausgesetzt, daß der innere Durchmesser jeder der Zylinderöffnungen 23 und 3 der beiden Spannfutter 21 und 1 DB, der äußere Durchmesser jeder der Stangen 26 und 8 DR, der Durchmesser des Referenzteilungskreises jeder der Zahnstangen 30 und 15 DP und der der Druckkammer zugeführte Luftdruck P ist. Damit errechnet sich das Moment M₁ in dem bewegbaren Spannfutter 21 gemäß der vorliegenden Erfindung zu:The movable opening and closing chuck 21 according to the present invention is compared with the conventional movable opening and closing chuck 1 according to FIG. 4 by calculating the moments M 1 and M 2 per finger. It is assumed that the inner diameter of each of the cylinder openings 23 and 3 of the two chucks 21 and 1 D B , the outer diameter of each of the rods 26 and 8 D R , the diameter of the reference pitch circle of each of the racks 30 and 15 D P and that of Air pressure P supplied to the pressure chamber. The torque M 1 in the movable chuck 21 according to the present invention is thus calculated as:

M₁ = (π/16) × DB² × P × DP.M₁ = (π / 16) × D B ² × P × D P.

Im Gegensatz dazu ist das Moment M₂ bei dem herkömmlichen bewegbaren Spannfutter 1:In contrast, the moment M₂ in the conventional movable chuck 1 is :

M₂ = (π/16) × (DB² - DR²) × P × DP.M₂ = (π / 16) × (D B ² - R D ²) × P × D P.

Dadurch wird deutlich, daß das Moment bei dem Spannfutter gemäß der vorliegenden Erfindung höher ist als bei dem herkömmlichen Spannfutter, und zwar in einem Maße, das der Betriebskraft des Luftdrucks P entspricht, der auf die Querschnittsfläche der Stange 26 ausgeübt wird.This shows that the torque in the chuck according to the present invention is higher than that in the conventional chuck, to an extent corresponding to the operating force of the air pressure P exerted on the cross-sectional area of the rod 26 .

Im allgemeinen werden bei bewegbaren Spannfuttern mit Ritzeln Zahnstangen auf einer mit dem Kolben integrierten Stange vorgesehen. Wird es jedoch gewünscht, eine größere Festigkeit der Stange zu erhalten, so wird die Querschnittsfläche der Stange notwendigerweise vergrößert. Als Folge davon wird bei der Anordnung zur Abdichtung des Abschnitts der Stange, der in den Abschnitt geringeren Durchmessers der Zylinderöffnung wie bei dem herkömmlichen Spannfutter eingesetzt wird, die Druckaufnahmefläche des Abschnitts der an dem Kolben be­ festigten Stange, d. h. die Druckaufnahmefläche an dem der ersten Druckkammer näher gelegenen Abschnitt, verringert und es ist nicht möglich, eine hohe Griffkraft zu erhalten.In general, with movable chucks with pinions Racks on a rack integrated with the piston intended. However, if greater strength is desired of the rod, the cross-sectional area of the Bar necessarily enlarged. As a result, at the arrangement for sealing the section of the rod, the in the section of smaller diameter of the cylinder opening as used in the conventional chuck, the Pressure receiving area of the portion of the piston strengthened rod, d. H. the pressure receiving area on which the first pressure chamber closer section, reduced and it is not possible to get a high grip.

Im Gegensatz dazu ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, die Druckaufnahmefläche des Kolbens 25, die der ersten Druckkammer 27 näher liegt, etwa gleich der Druckauf­ nahmefläche des der zweiten Druckkammer 28 näher liegenden Abschnitts anzugleichen, unabhängig von der Querschnittsfläche der Stange 26. Als Folge davon ist es möglich, die Festigkeit zu erhöhen, indem die Querschnittsfläche der Stange 26 vergrößert wird, wobei die hohe Griffkraft durch die Finger 18 an dem Werkstück aufrechterhalten bleibt. Dadurch wird es, in dem Fall, daß Probleme in einem Spannfutter mit Fingern mit hoher Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit auftreten, bei denen die Trägheitskraft durch nicht dargestellte Zusatzgerä­ te, die an den Fingern befestigt werden, aufgrund der hohen Geschwindigkeit vergrößert wird, und in dem Fall, daß diese Komponenten leicht beschädigt werden, weil die Angriffskraft höher ist als die Festigkeit der Stange oder der Zahnstangen, möglich, den Durchmesser der Stange zu vergrößern, ohne die Griffkraft der Finger zu verringern, und eine größere Haltbarkeit des Spannfutters zu gewährleisten.In contrast, it is possible with the present invention to approximate the pressure receiving area of the piston 25 , which is closer to the first pressure chamber 27 , approximately equal to the pressure receiving area of the section closer to the second pressure chamber 28 , regardless of the cross-sectional area of the rod 26 . As a result, it is possible to increase strength by increasing the cross-sectional area of the rod 26 while maintaining the high gripping force by the fingers 18 on the workpiece. This will, in the event that problems occur in a chuck with fingers with a high opening and closing speed, in which the inertia is increased due to the high speed by accessories, not shown, which are attached to the fingers, and in which In the event that these components are easily damaged because the attack force is greater than the strength of the rod or the racks, it is possible to enlarge the diameter of the rod without reducing the grip force of the fingers and to ensure a longer durability of the chuck.

Die Dichtungselemente 33 und 34 sind zur Abdichtung zwischen der Welle 31 und Durchgangsöffnung 22 vorgesehen und es ist nicht notwendig, die erste Druckkammer 27 zwischen der Stange 26 und dem Abschnitt 23a geringeren Durchmessers der Zylinder­ öffnung 23 abzudichten. Dementsprechend ist es nicht notwen­ dig, eine Gleitstrecke zum Abdichten an dem Abschnitt 23a geringeren Durchmessers und der Stange 26 aufrechtzuerhalten, die dem Kolbenhub L entspricht. Als Folge davon ist es möglich, die axiale Länge sowohl des Grundkörpers 22 als auch der Stange 26 zu verringern und das Spannfutter in geringerer Größe herzustellen.The sealing elements 33 and 34 are provided for sealing between the shaft 31 and through opening 22 and it is not necessary to seal the first pressure chamber 27 between the rod 26 and the portion 23 a of smaller diameter of the cylinder opening 23 . Accordingly, it is not necessary dig to maintain a sliding distance for sealing on the portion 23 a of smaller diameter and the rod 26 , which corresponds to the piston stroke L. As a result, it is possible to reduce the axial length of both the base body 22 and the rod 26 and to produce the chuck in a smaller size.

Außerdem wird es durch Vorsehen der Dichtungselemente 33 und 34 zur Abdichtung zwischen der Welle 31 und der Durchgangsöff­ nung 22a möglich, die Kugellager 17, die Ritzel 30 und die Zahnstangen 11 von der äußeren Atmosphäre abzuschirmen. Insbesondere ist es, selbst wenn das bewegbare Spannfutter 21 in einer Arbeitsumgebung verwendet wird, in der Schneid­ flüssigkeit wie wasserlösliches Kühlmittel verspritzen kann, möglich, ein Eindringen der Schneidflüssigkeit oder durch die Schneidflüssigkeit verteilter Späne in das Spannfutter 21 durch die Dichtungselemente 33 und 34 zu verhindern, und der Schutz der Kugellager 17, der Ritzel 30 und der Zahnstangen 11 ist gewährleistet. In addition, it is possible by providing the sealing elements 33 and 34 for sealing between the shaft 31 and the passage opening 22 a to shield the ball bearings 17 , the pinion 30 and the racks 11 from the external atmosphere. In particular, even if the movable chuck 21 is used in a work environment in which cutting liquid such as water-soluble coolant can splash, it is possible to prevent the cutting fluid or chips distributed by the cutting fluid from entering the chuck 21 through the sealing members 33 and 34 , and the protection of the ball bearings 17 , the pinion 30 and the racks 11 is ensured.

Die ringförmigen Platten 32 und die Dichtungselemente 33 und 34 können an inneren Positionen relativ zu den Kugellagern 17 vorgesehen sein. Falls notwendig, können die Kugellager 17 von der äußeren Atmosphäre durch entsprechende Staubschutzmittel geschützt werden.The annular plates 32 and the sealing members 33 and 34 may be provided at inner positions relative to the ball bearings 17 . If necessary, the ball bearings 17 can be protected from the outside atmosphere by appropriate dust protection agents.

Die Anzahl der Zahnstangen 11, der Ritzel 30 oder der Finger 18 ist nicht auf zwei beschränkt, sondern bspw. drei oder vier von ihnen können mit jeweils gleichem Winkel relativ zu der Stange 26 vorgesehen sein. In diesem Fall wird die Welle 31 des Ritzels 30 an dem Grundkörper 22 auf einer Seite gehalten.The number of toothed racks 11 , pinion 30 or fingers 18 is not limited to two, but, for example, three or four of them can be provided with the same angle relative to rod 26 . In this case, the shaft 31 of the pinion 30 is held on the base body 22 on one side.

Wie oben beschrieben, wird es durch das bewegbare Öffnungs- und Schließspannfutter gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die auf das Werkstück ausgeübte Griffkraft zu erhöhen, indem die Stange als Druckaufnahmemittel verwendet wird.As described above, it is opened by the movable and Locking chuck according to the present invention possible, the grip force exerted on the workpiece increase by using the rod as a pressure receiver becomes.

Außerdem wird es möglich, das gesamte Spannfutter in geringe­ rer Größe herzustellen, indem die axiale Länge sowohl des Grundkörpers als auch der Stange verringert wird.It also makes it possible for the entire chuck to be small rer size by the axial length of both the Base body and the rod is reduced.

BezugszeichenlisteReference list

1 bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter
2 Grundkörper
3 Zylinderöffnung
3a Abschnitt geringeren Durchmessers
4 Sprengring
5 Kopfabdeckung
7 Kolben
8 Stange
9 Dichtungsnut
10 Dichtungselement
11 Zahnstange
13 erste Druckkammer
13a Öffnung
14 zweite Druckkammer
14a Öffnung
15 Ritzel
16 Welle
17 Kugellager
18 Finger
18a Seitenwände
18b Befestigungsöffnung
21 bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter
22 Grundkörper
22a Durchgangsöffnung
22b Stufe
23 Zylinderöffnung
23a Abschnitt geringeren Durchmessers
25 Kolben
26 Stange
27 erste Druckkammer
27a Öffnung
28 zweite Druckkammer
28a Öffnung
30 Ritzel
31 Welle
32 ringförmige Platte
33 Dichtungselement
34 Dichtungselement
36 schräger Abschnitt
37 Dichtungsring
38 Dämpfer
1 movable opening and closing chuck
2 basic bodies
3 cylinder opening
3 a section of smaller diameter
4 snap ring
5 head cover
7 pistons
8 bars
9 sealing groove
10 sealing element
11 rack
13 first pressure chamber
13 a opening
14 second pressure chamber
14 a opening
15 sprockets
16 wave
17 ball bearings
18 fingers
18 a side walls
18 b mounting hole
21 movable opening and closing chucks
22 basic body
22 a through opening
22 b level
23 cylinder opening
23 a section of smaller diameter
25 pistons
26 rod
27 first pressure chamber
27 a opening
28 second pressure chamber
28 a opening
30 sprockets
31 wave
32 annular plate
33 sealing element
34 sealing element
36 sloping section
37 sealing ring
38 dampers

Claims (5)

1. Bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter mit einem Kolben (25), der in einer Zylinderöffnung (23) eines Grundkö­ pers (22) gleitend angeordnet ist, einer ersten und einer zweiten Druckkammer (27, 28), die jeweils auf einer Seite des Kolbens (25) angeordnet sind, einer mit dem Kolben (25) in der ersten Druckkammer (27) einstückigen Stange (26), Zahnstangen (11), die auf der Stange (26) ausgebildet sind, einer Vielzahl von Ritzeln (30), die mit den Zahnstangen (11) in Eingriff stehen und durch Hin- und Herbewegen des Kolbens (25) vorwärts und rückwärts gedreht werden, und mit einer Vielzahl von Fingern (18), die gemäß der Drehung der Ritzel (30) geöffnet oder geschlossen werden, um ein Werkstück zu ergreifen, wobei der Kolben (25) sich in einer Richtung bewegt und die Finger (18) geöffnet werden, wenn Druckfluid in die zweite Druckkam­ mer (28) zugeführt wird, und wobei der Kolben (25) in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird und die Finger (18) geschlossen werden, wenn Druckfluid in die erste Druckkammer (27) zugeführt wird, wobei eine vordere Endfläche der Stange (26) als Druckaufnahmefläche verwendet wird, um eine Fluid­ druckbetriebskraft in einer Richtung zum Schließen der Finger (18) durch Verlängern der ersten Druckkammer (27) bis zu einer Position, die die vordere Endfläche der Stange (26) umfaßt, zu erzeugen.1. Movable opening and closing chuck with a piston ( 25 ) which is slidably arranged in a cylinder opening ( 23 ) of a Grundkö pers ( 22 ), a first and a second pressure chamber ( 27 , 28 ), each on one side of the piston ( 25 ) are arranged, a rod ( 26 ) integral with the piston ( 25 ) in the first pressure chamber ( 27 ), racks ( 11 ) formed on the rod ( 26 ), a plurality of pinions ( 30 ) which are engaged with the racks ( 11 ) and rotated back and forth by reciprocating the piston ( 25 ) and with a plurality of fingers ( 18 ) which are opened or closed according to the rotation of the pinions ( 30 ), to grip a workpiece, wherein the piston ( 25 ) moves in one direction and the fingers ( 18 ) are opened when pressurized fluid is supplied into the second pressure chamber ( 28 ), and the piston ( 25 ) in the opposite direction is moved u nd the fingers ( 18 ) are closed when pressurized fluid is supplied into the first pressure chamber ( 27 ), wherein a front end surface of the rod ( 26 ) is used as a pressure receiving surface to pressurize a fluid in a direction to close the fingers ( 18 ) Extend the first pressure chamber ( 27 ) to a position that includes the front end face of the rod ( 26 ). 2. Bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter nach Anspruch 1, wobei eine Summe von druckaufnehmenden Flächen der Abschnitte des Kolbens (25) und der Stange (26), die der ersten Druckkammer (27) näher liegen, etwa gleich der druckaufnehmenden Fläche des Abschnitts des Kolbens (25) ist, der der zweiten Druckkammer (28) näher liegt.2. Movable opening and closing chuck according to claim 1, wherein a sum of pressure-receiving areas of the portions of the piston ( 25 ) and the rod ( 26 ), which are closer to the first pressure chamber ( 27 ), approximately equal to the pressure-receiving area of the portion of the piston ( 25 ), which is closer to the second pressure chamber ( 28 ). 3. Bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ritzel (30) auf Wellen (31) befestigt sind, die drehbar in dem Grundkörper (22) gehalten sind, wobei die Finger (18) an den Wellen (31) befestigt sind, und wobei die erste Druckkammer (27) mit Dichtungselementen (33, 34) an einer Position, an der die Wellen (31) durch den Grundkörper (22) gehalten werden, luftdicht abgedichtet ist.3. Movable opening and closing chuck according to claim 1 or 2, wherein the pinions ( 30 ) are fastened on shafts ( 31 ) which are rotatably held in the base body ( 22 ), the fingers ( 18 ) on the shafts ( 31 ) are fixed, and wherein the first pressure chamber ( 27 ) is sealed with sealing elements ( 33 , 34 ) at a position at which the shafts ( 31 ) are held by the base body ( 22 ). 4. Bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter gemäß Anspruch 3, wobei ringförmige Platten (32) befestigt sind, um die Wellen (31) an einer Stelle zu umgeben, an der die Wellen (31) durch den Grundkörper (22) gehalten werden, und wobei die Dichtungselemente (33, 34) zwischen der Platte (32) und dem Grundkörper (22) bzw. zwischen der Platte (32) und der Welle (31) vorgesehen sind.4. Movable opening and closing chuck according to claim 3, wherein annular plates ( 32 ) are attached to surround the shafts ( 31 ) at a location where the shafts ( 31 ) are held by the base body ( 22 ), and wherein the sealing elements ( 33 , 34 ) are provided between the plate ( 32 ) and the base body ( 22 ) or between the plate ( 32 ) and the shaft ( 31 ). 5. Bewegbares Öffnungs- und Schließspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwei Gruppen von Zahnstangen (11), Ritzeln (30) und Fingern (18) vorgesehen sind.5. Movable opening and closing chuck according to one of claims 1 to 4, wherein two groups of racks ( 11 ), pinions ( 30 ) and fingers ( 18 ) are provided.
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