DE19703354C1 - Clamping device for two separable machine parts - Google Patents
Clamping device for two separable machine partsInfo
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- B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen zweier voneinander lösbarer Maschinenteile, insbesondere zum Festspannen eines Werkzeuges oder Werkstückes an einer Bearbeitungsmaschine, mit einem Gehäuse, welches im ersten Maschinenteil angeordnet oder durch dieses selbst gebildet ist, mit einem im Gehäuse in Richtung einer Zentralachse axial verschiebbaren Spannteil, an dessen freiem Endabschnitt axial beabstandete Konusse vorgesehen sind, mit mehreren, im wesentlichen achs parallelen, den freien Endabschnitt umgebenden Spann klauen, die an den Konussen abgestützt und mittels dieser parallel zu ihrer Ausgangslage radial nach außen bewegbar sind und die an ihren beiden Enden jeweils eine radial nach außen gerichtete, gegenüber der Zentral achse geneigte Spannfläche aufweisen, mit einer im Gehäuse vorgesehenen Ringnut, die eine sich zum äußeren Gehäuse ende hin konisch verjüngende erste Spannflanke auf weist, und mit einem im zweiten Maschinenteil angeord neten Eingriffsteil, welches eine sich zum ersten Maschinenteil hin konisch verjüngende zweite Spann flanke aufweist, wobei in Spannstellung die an den inneren Enden der Spannklauen vorgesehenen, inneren Spannflächen mit der ersten Spannflanke und die an den äußeren Enden der Spannklauen vorgesehenen, äußeren Spannflächen mit der zweiten Spannflanke zusammenwirken und die Winkellage der einander zugeordneten Spann flächen und Spannflanken bezüglich der Zentralachse die gleiche ist. The invention relates to a tensioning device for tensioning two detachable machine parts, in particular for clamping a tool or workpiece a processing machine, with a housing, which arranged in the first machine part or by this itself is formed, with one in the housing towards a central axis axially displaceable clamping part the free end portion of axially spaced cones are provided with several, essentially axis parallel clamping surrounding the free end section claws, which are supported on the cones and by means of this parallel to its starting position radially outwards are movable and each at their two ends a radially outward, opposite the central Axially inclined clamping surface, with an in Housing provided annular groove, one facing the outside The housing ends with a conically tapering first clamping flank points, and arranged with one in the second machine part Neten engaging part, which is one for the first Machine part tapering second clamping has flank, which in the tensioned position to the inner ends of the clamping claws provided inner Clamping surfaces with the first flank and the on the outer ends of the clamping claws provided Interact clamping surfaces with the second clamping flank and the angular position of the associated clamping surfaces and flanks with respect to the central axis is the same.
Eine derartige bekannte Spannvorrichtung (DE 38 14 550 C1) ist zum Spannen eines Werkzeugteiles in einer Werkzeugauf nahme entwickelt worden, wobei das Werkzeug einen hohlen Zentrieransatz aufweist, der in die Werkzeugaufnahme ein gesteckt und dort mittels der Spannvorrichtung festge spannt wird. Bei dieser bekannten Spannvorrichtung sind die Spannklauen ständig im Gehäuse versenkt angeordnet und mit ihren inneren Spannflächen auch ständig an der ersten Spannflanke abgestützt. Die zweite Spannflanke ist im hohlen Zentrieransatz des Werkzeuges vorgesehen. Damit die zweite Spannflanke in den Bereich der Spann klauen gelangen kann, ist es daher erforderlich, den hohlen Zentrieransatz in die Werkzeugaufnahme axial ein zuschieben. Während das Ineinandergreifen der zu verbin denden Teile speziell bei Werkzeugen, die einzeln mit einer rotierenden Spindel verbunden werden, vorteilhaft ist, gibt es für Spannvorrichtungen andere Anwendungs bereiche, bei denen das Ineinandergreifen der zu ver bindenden Teile unerwünscht oder auch nicht möglich ist. Ein solcher Anwendungsbereich für Spannvorrichtungen ist z. B. ihr Einsatz zum Spannen von Werkzeugen auf einem Pressentisch. Damit ein einfacher Werkzeugwechsel durch seitliches Einschieben des Werkzeuges ohne Beschä digung desselben und vor allem der Spannvorrichtung möglich ist, darf letztere in Ruhestellung (Wechsel stellung) keine über den Pressentisch vorstehenden Teile aufweisen. Solche vorstehenden Teile sind aber auch bei der eingangs erwähnten bekannten Spannvorrich tung vorhanden, was mit ein Grund dafür ist, daß diese sich nicht als Spannvorrichtung für den letztgenannten Zweck eignet. Such a known tensioning device (DE 38 14 550 C1) is for clamping a tool part in a tool has been developed, whereby the tool has a hollow Centering approach that in the tool holder and plugged in there using the tensioning device is stretched. In this known tensioning device the clamping claws are always recessed in the housing and with their inner clamping surfaces also constantly on the first flank supported. The second flank is provided in the hollow centering shoulder of the tool. So that the second clamping flank in the area of the clamping steal, it is therefore necessary to hollow centering approach axially into the tool holder push on. During the meshing of the to connect end parts, especially for tools that work individually with connected to a rotating spindle, advantageous there is another application for fixtures areas where the meshing of the ver binding parts is undesirable or not possible. Such an area of application for clamping devices is z. B. their use for clamping tools a press table. So that a simple tool change by inserting the tool from the side without damage Damage of the same and especially the clamping device is possible, the latter may be at rest (change position) none protruding from the press table Have parts. Such protruding parts are also in the known tensioning device mentioned at the beginning tion exists, which is one reason why this not as a jig for the latter Purpose.
Speziell zum Spannen von Werkzeugen auf Pressentischen sind sogenannte Schwenkspanner entwickelt worden, wie sie z. B. in der DE 91 08 282 U1 oder der DE 91 14 837 U1 beschrieben sind. Diese Spannvorrichtungen weisen einen in einem Gehäuse hydraulisch verschiebbaren Spannkolben auf, dessen aus dem Gehäuse ausfahrbare Kolbenstange einen Spannarm trägt. Diese bekannten Spannvorrichtungen haben den wesentlichen Nachteil, daß zum Spannen bzw. Lösen jeweils drei Teilbewegungen erforderlich sind, nämlich Ausfahren der Kolbenstange, Drehen der Kolben stange um 90° oder weniger, und teilweises Einfahren der Kolbenstange zum Aufbringen der Spannkraft. Der Bewegungsablauf zum Lösen erfolgt umgekehrt. Damit jedoch die drei vorgenannten Teilbewegungen nacheinander durchgeführt werden können, weisen alle Spannvorrichtun gen dieser Art einen verhältnismäßig komplizierten Auf bau auf, der einen hohen Fertigungsaufwand erfordert. Außerdem sind auch desöfteren Funktionsstörungen fest zustellen.Especially for clamping tools on press tables So-called swing clamps have been developed, such as they z. B. in DE 91 08 282 U1 or DE 91 14 837 U1 are described. These jigs have one Hydraulically displaceable tensioning pistons in one housing on whose piston rod is extendable from the housing carries a tension arm. These known tensioners have the main disadvantage that for clamping or Loosening three partial movements are required namely extending the piston rod, rotating the pistons bar 90 ° or less, and partial retraction the piston rod for applying the clamping force. Of the The sequence of movements for loosening is reversed. In order to however, the three aforementioned partial movements in succession can be carried out, all fixtures have against this kind of a relatively complicated on construction that requires a high manufacturing effort. In addition, malfunctions are often fixed to deliver.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zum Spannen zweier voneinander lös barer Maschinenteile, insbesondere zum Festspannen eines Werkzeuges oder Werkstückes an einer Bearbeitungs maschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die den praktischen Betriebserfordernissen besser gerecht wird, und die ferner dank relativ einfachem Aufbau kostengünstig herstellbar ist sowie betriebs sicher arbeitet. The invention is therefore based on the object Clamping device for clamping two apart machine parts, especially for clamping of a tool or workpiece on a machining process to create a machine of the type mentioned at the beginning, that better meets the practical operational requirements, and also thanks to the relatively simple Structure is inexpensive to manufacture and operational works safely.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der freie Endabschnitt des Spannteiles die Spannklauen trägt und zusammen mit diesen, aus einer Ruhestellung, in welcher er mit den Spannklauen vollständig in das Gehäuse eingefahren ist, um einen Teil ihrer Länge aus dem Gehäuse aus- und in das Eingriffsteil so weit einfahrbar ist, bis die inneren Spannflächen der Spannklauen an der ersten Spannflanke anliegen und die äußeren Spann flächen in den Bereich der zweiten Spannflanke gelangt sind, daß bei einer weiteren Ausfahrbewegung des Spannteiles dieses relativ zu den Spannklauen verschiebbar ist und daß die Konusse am Spannteil gegenüber der Zentral achse so geneigt sind, daß bei dieser weiteren Ausfahr bewegung die Spannklauen mittels der Konusse radial nach außen in die Spannstellung bewegbar sind.This is achieved according to the invention in that the free end section of the clamping part the clamping claws carries and together with these, from a rest position, in which he completely with the clamping claws in the Housing is retracted to part of its length extendable from the housing and retractable into the engagement part is until the inner clamping surfaces of the clamping claws on the first flank and the outer flank surfaces in the area of the second flank are that with a further extension movement of the clamping part this is displaceable relative to the clamping claws and that the cones on the clamping part opposite the central axis are inclined so that this further extension radial movement of the clamping claws by means of the cones can be moved outwards into the clamping position.
Die Erfindung geht also von dem Gedanken aus, durch axiales Ausfahren des Spannteiles aus dem Gehäuse nicht nur die Spannklauen gegenüber dem Eingriffsteil in eine Eingriffsstellung zu bringen, sondern auch durch weiteres Ausfahren des Spannteiles in der gleichen Richtung die Spannklauen ohne Schwenkbewegung in Spannstellung zu bringen und dann die Spannkraft aufzubringen. Bei der neuen Spannvorrichtung kann also allein durch Linearbewegung des Spannteiles in Ausfahrrichtung das Spannen und durch entgegengesetzte Richtung das Lösen erfolgen. Hierdurch entfallen gegen über den vorbekannten Schwenkspannern komplizierte mechanische Steuerkurven und/oder auch Steuereinrich tungen, welche bei den bekannten Schwenkspannern zur Ausführung der drei Teilbewegungen erforderlich sind. Die gesamte Spannvorrichtung wird hierdurch einfacher im Aufbau, ist kostengünstiger herstellbar und auch betriebssicher. Außerdem hat sie gegenüber der ein gangs erwähnten, für das Spannen von Werkzeugen an einer Werkzeugmaschinenspindel entwickelten Spannvor richtung den Vorteil, daß in Ruhestellung, ähnlich wie bei Schwenkspannern, keine über das Gehäuse vor stehenden Teile vorhanden sind. Dies ermöglicht bei Pressen einen einfachen Werkzeugwechsel durch seit liches Einschieben der Preßwerkzeuge.The invention is therefore based on the idea axial extension of the clamping part from the housing not only the clamping claws opposite the engagement part in an engaging position, but also by further extending the clamping part in the same direction the clamping claws without swiveling movement to bring in the clamping position and then the clamping force to apply. With the new clamping device can So just by linear movement of the clamping part in Extending direction the tensioning and by opposite Direction of loosening. This eliminates against complicated over the known swing clamps mechanical control cams and / or control device lines, which in the known swing clamps Execution of the three partial movements are required. This makes the entire clamping device easier under construction, is cheaper to manufacture and also reliable. She also has opposite one mentioned above, for clamping tools developed a clamping machine direction the advantage that at rest, similar as with swing clamps, none above the housing standing parts are available. This enables at Press a simple tool change through insertion of the pressing tools.
Während aus der DE 38 14 550 C1 lediglich die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 zu finden sind, offen bart die DE 94 05 955 U1 u. a. bereits das Merkmal der relativen Verschiebbarkeit des Spannteiles gegenüber den Spannklauen. Außerdem ist dort das Spannteil mit den Spannklauen, die nach Art einer Spannzange arbeiten, immer vollständig im Gehäuse eingefahren. Nicht erkenn bar ist dort die Ausfahrbarkeit von Spannklauen und Spannteil, so daß der Kerngedanke der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung auch aus dieser Druckschrift nicht erkennbar ist.While from DE 38 14 550 C1 only the features of the preamble of claim 1 can be found, open bears the DE 94 05 955 U1 u. a. already the characteristic of relative displaceability of the clamping part the claws. In addition, there is the clamping part with the Clamping claws that work like a collet, always fully retracted into the housing. Not recognizable bar there is the extendibility of clamping claws and Clamping part, so that the main idea of the invention Clamping device also not from this document is recognizable.
Ahnliches gilt für eine aus der DE 38 07 140 A1 bekannte Kupplungsvorrichtung zwischen einem Werkstück- oder Werkzeugträger und einer dafür vorgesehenen Handhabungs einrichtung, denn dort ist etwa in Fig. 24b erkennbar, daß der Spannteil und die Spannklauen vollständig einge fahren sind. Nicht erkennbar ist aber auch dort die Aus fahrbarkeit um einen Teil ihrer Länge aus dem Gehäuse, so daß auch diese Druckschrift den Kern der anmeldungs gemäßen Vorrichtung nicht erkennen läßt. The same applies to a coupling device known from DE 38 07 140 A1 between a workpiece or tool carrier and a handling device provided therefor, because there it can be seen in FIG. 24 b that the clamping part and the clamping claws are fully retracted. However, there is also no discernible the driveability from part of its length out of the housing, so that this document also does not reveal the core of the device according to the application.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.
Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is in the following, based on one in the Drawing shown embodiment closer explained. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt der Spannvorrichtung in Ruhe stellung, Fig. 1 position is a longitudinal section of the tensioning device at rest,
Fig. 2 und 3 zwei Zwischenstellungen, Fig. 2 and 3 two intermediate positions,
Fig. 4 die endgültige Spannstellung, Fig. 4, the final clamping position,
Fig. 3a Einzelheiten der Fig. 3 im Bereich IIIa in vergrößertem Maßstab. Fig. 3a details of Fig. 3 in the area IIIa on an enlarged scale.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, welches versenkt in einem ersten Maschinenteil M1, z. B. einem Pressentisch, angeordnet und über Schrauben 2 fest mit diesem verbunden ist. Mit dem inneren Ende 1a des Gehäuses ist ein Zylinder 3 verbunden. In dem Gehäuse 1 und dem Zylinder 3 ist ein Spannteil 4 entlang der Zen tralachse A verschiebbar. Das Spannteil 4 trägt an seinem inneren Ende einen Kolben 5. Am entgegengesetzten freien Ende 4a weist das Spannteil 4 einen Endabschnitt 4b auf. An diesem Endabschnitt 4b ist benachbart zum äußeren Ende 4a ein erster Konus 6 vorgesehen, der zweck mäßig aus zwei konischen Flächenabschnitten 6a und 6b mit einem dazwischenliegenden zylindrischen Abschnitt 6c besteht. In axialem Abstand hiervon ist ein zweiter Konus 7 vorgesehen, der ebenso wie der Konus 6 aus zwei konischen Flächenabschnitten 7a und 7b mit einem dazwischen liegenden zylindrischen Abschnitt 7c besteht. Auf diese Ausgestaltung der Konusse 6 und 7 wird weiter unten stehend noch näher eingegangen.In the drawing, 1 denotes a housing, which is sunk in a first machine part M1, for. B. a press table, arranged and firmly connected with screws 2 with this. With the inner end 1 a of the housing, a cylinder 3 is connected. In the housing 1 and the cylinder 3 , a clamping part 4 is displaceable along the central axis A. The clamping part 4 carries a piston 5 at its inner end. At the opposite free end 4 a, the clamping part 4 has an end portion 4 b. B at this end portion 4 is adjacent to the outer end 4 a, a first cone 6 is provided, the purpose of moderately tapered from two surface portions 6a and 6b with an intermediate cylindrical section 6 is c. At an axial distance therefrom, a second cone 7 is provided, as well as the cone 6 of two conical surface portions 7 a and 7 b with an intermediate cylindrical portion 7 c is. This configuration of the cones 6 and 7 will be discussed in more detail below.
Der freie Endabschnitt 4b des Spannteiles 4 trägt mehrere Spannklauen 8, die konzentrisch zum Endabschnitt 4b ange ordnet sind. Es können beispielsweise sieben, jedoch auch eine hiervon abweichende Anzahl von Spannklauen 8 am Umfang des Endabschnittes 4b angeordnet sein. Jede dieser Spannklauen 8 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Zentralachse A und stützt sich mit einer Innenfläche 9 an dem Konus 6 und mit einer Innenfläche 10 an dem Konus 7 ab. Die Spannklauen 8 werden durch eine sie umspannende Ringfeder 11 nach innen zur Zentralachse A hin belastet. Jede Spannklaue 8 weist an ihrem inneren Ende 8a eine sich radial nach außen und zu der Zentral achse A geneigte Spannfläche 12 auf, die hier als innere Spannfläche bezeichnet wird, und an ihrem äußeren Ende 8b eine weitere Spannfläche 13, die hier als äußere Spann fläche bezeichnet wird. In bezug auf die Zentralachse A sind die beiden Spannflächen 12 und 13 entgegengesetzt zueinander geneigt.The free end section 4 b of the clamping part 4 carries a plurality of clamping claws 8 , which are arranged concentrically with the end section 4 b. It can, for example, seven, but a different number thereof to be disposed of jaws 8 b on the circumference of the end section. 4 Each of these clamping claws 8 extends essentially parallel to the central axis A and is supported with an inner surface 9 on the cone 6 and with an inner surface 10 on the cone 7 . The clamping claws 8 are loaded inwards towards the central axis A by an annular spring 11 spanning them. Each clamping claw 8 has at its inner end 8 a a radially outward and to the central axis A inclined clamping surface 12 , which is referred to here as the inner clamping surface, and at its outer end 8 b another clamping surface 13 , which here as the outer Clamping surface is called. With respect to the central axis A, the two clamping surfaces 12 and 13 are inclined opposite to each other.
Mit dem freien Ende 4a des Spannteiles 4 ist ferner eine Mitnehmerscheibe 14 verbunden, die hauptsächlich beim Einfahren des Spannteiles 4 mit den äußeren Enden 8b der Spannklauen 8 zusammenwirkt. Die Mitnehmerscheibe weist zweckmäßig an ihrer den Spannklauen 8 zugewandten Seite eine Innenkonusfläche 15 auf, die mit konischen Flächenabschnitten 16 an den äußeren Enden 8b der Spannklauen 8 zusammenwirkt.With the free end 4 a of the clamping part 4 , a drive plate 14 is also connected, which mainly cooperates with the outer ends 8 b of the clamping claws 8 when the clamping part 4 is retracted. The drive plate has suitably on its the jaws 8 facing side of the inner cone surface 15 of the jaws 8, the b cooperates with the conical surface portions 16 at the outer ends. 8
In dem Gehäuse 1 ist ferner eine Ringnut 17 vorgesehen, die eine konische Spannflanke 18 aufweist. Die konische Spannflanke 18 verjüngt sich zum äußeren Gehäuseende 1a hin. Diese Spannflanke 18 wird hier als erste Spann flanke bezeichnet. An die Ringnut 17 schließt sich ferner eine zylindrische Ausnehmung 19, in welcher die inneren Enden 8a der Spannklauen 8 axial verschieb bar sind, an.In the housing 1 , an annular groove 17 is also provided, which has a conical clamping flank 18 . The conical clamping flank 18 tapers towards the outer housing end 1 a. This clamping edge 18 is referred to here as the first clamping edge. At the annular groove 17 is also followed by a cylindrical recess 19 in which the inner ends 8 a of the clamping claws 8 are axially displaceable.
Es ist ferner ein Eingriffsteil 20 vorgesehen, welches, wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, als Spann ring ausgebildet ist. Dieses Eingriffsteil 20 bzw. der Spannring weist eine Spannflanke 21 auf, die sich zum ersten Maschinenteil M1 bzw. zum Gehäuse 1 hin konisch verjüngt und die hier als zweite Spannflanke bezeichnet wird.There is also an engagement part 20 which, as in the embodiment shown, is designed as a clamping ring. This engagement part 20 or the clamping ring has a clamping flank 21 which tapers conically towards the first machine part M1 or towards the housing 1 and which is referred to here as the second clamping flank.
Wie man anhand der Fig. 4 erkennen kann, wirken in Spannstellung die inneren Spannflächen 12 mit der ersten Spannflanke 18 und die äußeren Spannflächen 13 mit der zweiten Spannflanke 21 zusammen. Die Winkel lage der einander zugeordneten Spannflächen 12 bzw. 13 und Spannflanken 18 bzw. 21 ist bezüglich der Zentral achse A jeweils die gleiche.As can be seen from FIG. 4, the inner clamping surfaces 12 interact with the first clamping flank 18 and the outer clamping surfaces 13 interact with the second clamping flank 21 in the clamping position. The angle of the mutually associated clamping surfaces 12 and 13 and clamping flanks 18 and 21 is the same with respect to the central axis A.
Das Eingriffsteil 20 ist im oder am zweiten Maschinen teil M2 angeordnet. Da das zweite Maschinenteil M2, welches insbesondere ein Preßwerkzeug sein kann, in der Regel durch nicht dargestellte seitliche Anschläge gegenüber dem Pressentisch M1 positioniert ist und auch zum Festspannen mehrere der erfindungsgemäßen Spannvor richtungen verwendet werden, ist es zweckmäßig, wenn das Eingriffsteil 20 bzw. der Spannring 20 gegenüber dem zweiten Maschinenteil M2 senkrecht zur Zentralachse A verschiebbar ist. Dies kann dadurch geschehen, daß das Eingriffsteil 20 von einem Haltering 22 mit Abstand umgeben ist, wobei dann der Haltering 22 mittels Schrauben 23 mit dem zweiten Maschinenteil M2 verbunden wird. Das Eingriffsteil 20 kann jedoch auch unmittelbar in eine entsprechende Ausnehmung des zweiten Maschinenteiles M2 eingesetzt sein. Durch diese "schwimmende" Lagerung des Eingriffsteiles bzw. Spannringes 20 werden Fluchtfehler, d. h. ein seitlicher Versatz zwischen der Zentralachse A und der Achse des Halteringes 22 bzw. einer entsprechenden Ausnehmung im zweiten Maschinenteil M2 ausgeglichen.The engagement part 20 is arranged in or on the second machine part M2. Since the second machine part M2, which can in particular be a press tool, is generally positioned by means of side stops (not shown) relative to the press table M1 and also several of the clamping devices according to the invention are used for clamping, it is expedient if the engagement part 20 or the Clamping ring 20 relative to the second machine part M2 is displaceable perpendicularly to the central axis A. This can be done in that the engagement part 20 is surrounded by a retaining ring 22 at a distance, the retaining ring 22 then being connected to the second machine part M2 by means of screws 23 . However, the engagement part 20 can also be inserted directly into a corresponding recess in the second machine part M2. This "floating" mounting of the engaging part or clamping ring 20 compensates for misalignments, ie a lateral offset between the central axis A and the axis of the retaining ring 22 or a corresponding recess in the second machine part M2.
Durch die beiden Konusse 6, 7 wird die Bewegung der Spann klauen 8 radial nach außen bewirkt. Diese Bewegung sollte zunächst schnell erfolgen bis die Spannflächen 12, 13 an den Spannflanken 18, 21 anliegen, wie es in Fig. 3 dar gestellt ist und dann langsamer, jedoch mit größerer Kraftübersetzung, damit die erforderliche Spannkraft aufgebracht wird. Zu diesem Zweck weist jeder Konus 6, 7 einen ersten konischen Flächenabschnitt 6a, 7a auf, der einen größeren Winkel µ mit der Zentralachse A einschließt, während der zweite konische Flächenabschnitt 6b bzw. 7b einen kleineren Winkel µ mit der Zentralachse einschließt. Zwischen den beiden konischen Flächenabschnitten 6a und 6b bzw. 7a und 7b ist jeweils ein zylindrischer Abschnitt 6c bzw. 7c vorgesehen, der in Kombination mit einer auf das Spannteil 4 wirkenden Druckfeder 24, welche das Spannteil in Ausfahrrichtung B belastet, als Rast und Sicherung gegen ein ungewolltes Lösen der Spannvorrichtung dient. Through the two cones 6 , 7 , the movement of the clamping claws 8 is effected radially outwards. This movement should initially take place quickly until the clamping surfaces 12 , 13 rest against the clamping flanks 18 , 21 , as shown in FIG. 3, and then more slowly, but with greater force transmission, so that the required clamping force is applied. For this purpose, each cone 6 , 7 has a first conical surface section 6 a, 7 a, which includes a larger angle μ with the central axis A, while the second conical surface section 6 b or 7 b includes a smaller angle μ with the central axis . Between the two conical surface sections 6 a and 6 b or 7 a and 7 b, a cylindrical section 6 c or 7 c is provided, which in combination with a compression spring 24 acting on the clamping part 4 , which loads the clamping part in the extension direction B. , serves as a rest and safeguard against unwanted loosening of the clamping device.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 5 als doppelt wirkender Kolben ausgebildet und sowohl in Aus fahrrichtung B des Spannteiles 4 als auch in Einfahr richtung C hydraulisch beaufschlagbar. Es wäre jedoch auch denkbar, das Spannteil 4 bzw. den Kolben 5 durch eine die Spannkraft erzeugende, entsprechend starke Feder in Aus fahrrichtung B zu belasten und nur in Einfahrrichtung C hydraulisch oder pneumatisch zu betätigen. Anstelle des Kolben-Zylinder-Antriebes kann auch ein Spindelantrieb oder jeder beliebige andere Antrieb für die Bewegung des Spannteiles 4 vorgesehen sein.In the embodiment shown, the piston 5 is designed as a double-acting piston and can be acted upon hydraulically both in the direction of travel B of the clamping part 4 and in the direction of retraction C. However, it would also be conceivable to load the tensioning part 4 or the piston 5 in the direction of travel B by a spring which generates the tensioning force, and to actuate it hydraulically or pneumatically only in the direction of travel C. Instead of the piston-cylinder drive, a spindle drive or any other drive for the movement of the clamping part 4 can also be provided.
Die Wirkungsweise der neuen Spannvorrichtung ist folgende:
In Fig. 1 sind die Teile der Spannvorrichtung in der Ruhe
stellung dargestellt, in welcher die Verbindung zwischen
den Maschinenteilen M1 und M2 gelöst ist und das Maschinen
teil M2 gewechselt werden könnte. Aus diesem Grund wird
diese Stellung auch vielfach mit Wechselstellung bezeich
net. Nachdem das Maschinenteil M2 gegenüber dem Maschinen
teil M1 in die in Fig. 1 dargestellte Position gebracht
ist, wird der Kolben 5 durch Zufuhr von Hydrauliköl über
den Anschluß 3a von unten her hydraulisch beaufschlagt
und damit das Spannteil 4 in Richtung B nach oben aus
dem Gehäuse 1 ausgefahren. Die Spannklauen 8 werden hier
bei durch die Ringfeder 11 zunächst in der in Fig. 1
und 2 dargestellten Position gegenüber dem Endabschnitt 4b
gehalten und zusammen mit dem Endabschnitt 4b um etwa die
Hälfte ihrer Gesamtlänge aus dem Gehäuse 1 nach oben aus
gefahren, bis die in Fig. 2 dargestellte Position er
reicht ist. Während dieser ersten Phase der Ausfahrbewe
gung werden die inneren Enden 8a der Spannklauen 8 in
der zylindrischen Ausnehmung 19 des Gehäuses 1 axial ver
schoben. Sobald das Spannteil 4 und die von ihm getragenen
Spannklauen 8 die Position gemäß Fig. 2 erreicht haben,
kommen die inneren Spannflächen 12 der Spannklauen 8 an
der ersten Spannflanke 18 zur Anlage, wodurch die weitere
Ausfahrbewegung der Spannklauen in Richtung B gestoppt
wird. Bei weiterer Ausfahrbewegung des Spannteiles 4
werden die Spannklauen zunächst durch die konischen
Flächenabschnitte 6a und 7a zunächst schnell radial nach
außen bewegt, wobei infolge der Anlage der Spannflächen
12a an der Spannflanke 18 und infolge von deren Neigung
gegenüber der Zentralachse A jede Spannklaue 8 auch um
ein kleines Stück in Richtung C in das Gehäuse 1 hinein
bewegt wird, bis die Spannklauen die in Fig. 3 darge
stellte Zwischenstellung einnehmen und auch mit ihren
äußeren Spannflächen 13 an der zweiten Spannflanke 21
anliegen. Bei weiterer Ausfahrbewegung des Spannteiles 4
kommen zunächst die zylindrischen Abschnitte 6c und 7c
in den Bereich der Innenseiten 9 und 10 der Spannklauen 8
und es erfolgt keine weitere Bewegung derselben in radialer
Richtung. Die zylindrischen Abschnitte 6c und 7c sind aus
Sicherheitsgründen vorgesehen für den Fall, daß im
Zylinder 3 ein Druckverlust auftritt. In diesem Fall
wird das Spannteil 4 durch die Druckfeder 24 in der in
Fig. 3 dargestellten Position gehalten, in welcher die
äußeren Enden 8b der Spannklauen die zweite Spannflanke 21
formschlüssig übergreifen, so daß sich das Maschinenteil
M2 nicht vom Maschinenteil M1 lösen kann, auch wenn
zwischen beiden Teilen ein gewisses Spiel von bis zu 2 mm
vorhanden ist. Wird das Spannteil 4 noch weiter in Rich
tung B ausgefahren, dann kommen die Innenseiten 9 und 10
an den unter einem kleineren Winkel µ1 gegenüber der
Zentralachse A geneigten konischen Flächenabschnitten
6b und 7b zur Anlage. Es beginnt dann die eigentliche
Spannphase, bei der infolge der geringeren Neigung der
Flächenabschnitte 6b und 7b die Spannklauen 8 mit hohem
Druck radial nach außen gedrückt werden. Infolge der
entgegengesetzten Neigungen der Spannflanken 18 und 21
und der mit ihnen zusammenwirkenden Spannflächen 12 und 13
wird bei dieser Bewegung der Spannklauen 8 radial nach
außen das Maschinenteil M2 fest an das Maschinenteil M1
gespannt. Fig. 4 zeigt die Spannvorrichtung in Spann
stellung.The new clamping device works as follows:
In Fig. 1 the parts of the clamping device are shown in the rest position, in which the connection between the machine parts M1 and M2 is released and the machine part M2 could be changed. For this reason, this position is often referred to as a change position. After the machine part M2 is brought into the position shown in FIG. 1 in relation to the machine part M1, the piston 5 is hydraulically acted upon by supply of hydraulic oil via the connection 3 a from below and thus the clamping part 4 in direction B upwards from the Housing 1 extended. The clamping claws 8 are held here by the annular spring 11 initially in the position shown in FIGS. 1 and 2 relative to the end section 4 b and, together with the end section 4 b, are moved upwards out of the housing 1 by about half of their total length until the position shown in Fig. 2 it is sufficient. During this first phase of Ausfahrbewe movement, the inner ends 8 a of the clamping claws 8 are axially pushed ver in the cylindrical recess 19 of the housing 1 . As soon as the clamping part 4 and the clamping claws 8 carried by it have reached the position according to FIG. 2, the inner clamping surfaces 12 of the clamping claws 8 come to rest on the first clamping flank 18 , as a result of which the further extension movement of the clamping claws in direction B is stopped. When the clamping part 4 extends further, the clamping claws are first moved quickly radially outwards through the conical surface sections 6 a and 7 a, each clamping claw 8 due to the contact of the clamping surfaces 12 a on the clamping flank 18 and due to their inclination with respect to the central axis A. is also moved a little in the direction C into the housing 1 until the clamping claws assume the intermediate position shown in FIG. 3 and also rest with their outer clamping surfaces 13 on the second clamping flank 21 . When the clamping part 4 is extended further, the cylindrical sections 6 c and 7 c first come into the region of the inner sides 9 and 10 of the clamping claws 8 and there is no further movement of the same in the radial direction. The cylindrical sections 6 c and 7 c are provided for safety reasons in the event that a pressure loss occurs in the cylinder 3 . In this case, the clamping part 4 is held by the compression spring 24 in the position shown in FIG. 3, in which the outer ends 8 b of the clamping claws positively overlap the second clamping flank 21 , so that the machine part M2 cannot detach from the machine part M1, even if there is a certain clearance of up to 2 mm between the two parts. If the clamping part 4 is extended further in direction B, then the inner sides 9 and 10 come to rest at the conical surface sections 6 b and 7 b inclined at a smaller angle μ1 with respect to the central axis A. The actual clamping phase then begins, in which the clamping claws 8 are pressed radially outwards at high pressure due to the lower inclination of the surface sections 6 b and 7 b. As a result of the opposite inclinations of the clamping flanks 18 and 21 and the clamping surfaces 12 and 13 cooperating with them, the machine part M2 is firmly clamped radially outward to the machine part M1 during this movement of the clamping claws 8 . Fig. 4 shows the clamping device in the clamping position.
Der Lösevorgang erfolgt in umgekehrter Reihenfolge durch Zufuhr von Hydrauliköl über den Anschluß 3b. Hierdurch wird der Kolben 5 von oben beaufschlagt und das Spann teil in Richtung C eingefahren. Die Spannklauen 8 bleiben zunächst in ihrer in Fig. 4 dargestellten Spannstellung, während sich der Endabschnitt 4b zusammen mit der Mit nehmerscheibe 14 nach unten bewegt. Hierbei kommt die Mitnehmerscheibe 14 mit ihrer Innenkonusfläche 15 mit den konischen Flächenabschnitten 16 der Spannklauen 8 in Berührung, wodurch diese aus ihrer Spannstellung ge löst und radial nach innen bewegt werden. Diese Bewegung radial nach innen wird durch die Ringfeder 11 unterstützt. Sobald die Spannklauen 8 wieder gemäß Fig. 2 vollständig am Endabschnitt 4b anliegen, werden sie zusammen mit dem Endabschnitt 4b wieder in das Gehäuse 1 eingefahren, bis sie in diesem vollständig versenkt sind und wieder die in Fig. 1 dargestellte Ruhestellung einnehmen.The release process is carried out in the reverse order by supplying hydraulic oil via connection 3 b. As a result, the piston 5 is acted on from above and the clamping part retracted in the direction C. The clamping claws 8 initially remain in their clamping position shown in Fig. 4, while the end portion 4 b moves together with the drive plate 14 down. Here, the drive plate 14 comes with its inner conical surface 15 with the conical surface portions 16 of the clamping claws 8 in contact, whereby these ge releases from their clamping position and are moved radially inwards. This movement radially inwards is supported by the ring spring 11 . As soon as the clamping claws 8 again lie completely against the end section 4 b according to FIG. 2, they are retracted together with the end section 4 b into the housing 1 until they are completely sunk into this and again assume the rest position shown in FIG. 1.
Sollte beim Spannen die Achse des Eingriffsteiles bzw. Spannringes 20 nicht mit der Zentralachse A fluchten, dann wird das Eingriffsteil, da es senkrecht zur Zentral achse A verschiebbar ist, durch die Spannklauen 8 in eine fluchtende Position verschoben, während gemäß Fig. 3 noch keine oder nur eine geringe Spannkraft von den Spannklauen erzeugt wird. Die schwimmende Anord nung des Spannringes 20 gleicht also Fluchtfehler aus und führt dazu, daß die Spannkraft gleichmäßig durch alle Spannklauen erzeugt wird.If the axis of the engaging part or clamping ring 20 is not aligned with the central axis A during clamping, then the engaging part, since it can be displaced perpendicular to the central axis A, is displaced into an aligned position by the clamping claws 8 , while none according to FIG. 3 or only a small clamping force is generated by the clamping claws. The floating Anord voltage of the clamping ring 20 thus compensates for misalignment and leads to the fact that the clamping force is generated evenly by all clamping claws.
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