DE2355867A1

DE2355867A1 - Schnellspanneinrichtung zum schraubenlosen festspannen von werkzeugen, werkstuecken oder dergleichen

Info

Publication number: DE2355867A1
Application number: DE19732355867
Authority: DE
Inventors: Erich Lutz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-11-08
Filing date: 1973-11-08
Publication date: 1975-05-15
Also published as: NL7414417A; FR2250605A1; DK580274A; ES431726A1; BE821587A; LU71244A1; IT1025360B; NO743964L; SE7413662L; FI315874A

Description

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I NOV. 1973

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT - Erlangen,

Berlin und München Werner-von-Siemens-Str. 50

VPA 73/4068 No/Sie

Sehne Iispanne inriehtung zum schraubenlosen !Festspannen von Werkzeugen, Werkstücken oder dergleichen

Die Erfindung betrifft eine Schneitlspanneinrichtung zum schraubenlosen Festspannen von Werkzeugen, Werkstücken oder dergleichen an Spannstellen in Maschinen, insbesondere von Oberwerkzeugen in Abkantpressen, von einer zentralen Stelle aus.

Üblicherweise werden Werkzeuge an den Maschinenteilen, was zeitlich aufwendig und mühsam ist, angeschraubt. Bei einer auf dem Markt befindlichen Schnellspanneinrichtung, die von einer zentralen Stelle aus Spannvorrichtungen an den einzelnen Spannstellen schraubenlos betätigt, erfolgt die Druckübertragung durch eine Nockenwelle. Nachteilig ist hierbei, daß nachdem einige Spannstellen den ausreichenden Spanndruck erreicht haben, an weiteren Spannstellen der nötige Anpreßdruck zum Pestspannen des Werkzeugs nicht mehr aufgebracht werden kann. Eine Einzeljustierung durch Einbringen von Zwischenstücken ist zwar denkbar aber aufwendig und unsicher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellspanneinrichtung zu entwickeln, die an den einzelnen Spannstellen ausreichenden Spanndruck auch bei in der Praxis auftretenden Abweichungen in den Angriffsflächen des einzuspannenden Teiles erzielt und aufrechterhält.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht in einem zentralen Druckgeber mit Kraftspeicher als Zentraleinheit, von der aus Druckmittler zu Spannvorrichtungen für das Werkzeug, Werkstück oder dergleichen angeordnet sind und daß der Kraftspeicher erst nach Erreichen des Mindestarbeitsdruckes an den Spannvorrichtungen Kraft aufnimmt und speichert. Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich die eingespannten Teile nicht lockern können und auch bei geringen Leckstellen in der Hydraulik die

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Haltekraft der Spannvorrichtungen über den Kraftspeicher aufrechterhalten wird.

Eine vorteilhafte Ausführung der Zentraleinheit besteht aus j einer Hydraulikkammer mit einem gegen eine Feder arbeitenden Kolben, der über einen Schiebebolzen und eine Feder als Kraftspeicher betätigbar ist, die sich im Bereich der Kolbenkräfte zum Aufbauen des Mindestarbeitsdruckes für die Spannvorrichtungen weitgehend starr verhält und erst bei Kräften oberhalb des Mindestarbeitsdruckes nennenswert ausfedert. Nachdem die Spannvorrichtungen das einzuspannende Teil an allen Spannstellen gegriffen haben, wird also der Anpreßdruck unter Spannen des Kraftspeichers noch etwas erhöht, weshalb auch bei ändernder Einspannposition infolge von Erschütterungen oder wegen Leckstellen das eingespannte Teil sicher gehalten wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung benötigt man keinen Spannhebel, mit dem die Haltekraft primär von Hand aufzubringen ist. Sie besteht darin, daß die Zentraleinheit im wesentlichen besteht aus einer Hydraulikkammer mit einem Kolben, der von einer Feder als Kraftspeicher abgestützt ist, die sich im Bereich der Kolbenkräfte beim Aufbauen des Mindestarbeitsdruckes für die Spannvorrichtungen weitgehend starr verhält und erst bei Kräften oberhalb des Mindestarbeitsdruckes nennenswert ausfedert, und aus einer Druckpumpe in einer Versorgungsleitung zur Hydraulikkammer, sowie aus einem Umschaltventil mit den Stellungen Druckmittelförderung, Sperren und Druckmittelablaß. Die mechanisch, hydraulische Druckerzeugung ist dadurch zu einer rein hydraulischen Druckerzeugung weitergebildet.

Andere Weiterbildungen der Erfindung betreffen die Spannvorrichtungen. In der einfachsten Ausführung besteht die Spannvorrichtung je Spannstelle aa·. einer mit Anschlag zum Maschinenteil beweglich geführten Hilfsspannbride und einer Spannbride mit Spannkolben, der sich /'egen die Hilfsspannbride abstützen kann. 509820/0922

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Die Erfindiong und weitere ihrer Vorteile sollen anhand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele grob schematisch dar-" gestellt sind, weiter erläutert werden.

Figur 1 gibt eine Schnellspannvorrichtung wieder, die in einer Abkantpresse eingebaut worden ist.

In Figur 2 ist die installierte Werkzeugmaschine nach Figur in Seitenansicht wiedergegeben. .

In den Figuren 3 und 3a ist ein Ausführungsbeispiel für die Zentraleinheit der Sehne 1.1 spannvorrichtung in zwei Arbeitspositionen nebeneinander dargestellt.

Figur 4 gibt eine Weiterbildung der Zentraleinheit wieder.

In Figur 5 ist eine Spannvorrichtung der Schnellspanneinrichtung in Seitenansicht dargestellt.

Figur 6 zeigt den Längsschnitt längs VI-VI nach Figur 5 genommen.

In Figur 7 ist der Querschnitt einer Weiterbildung der Spannvorrichtung für zweiseitiges Einspannen dargestellt.

Die Schnellspanneinrichtung nach Figur 1 besteht aus der Zentraleinheit 1 und den Spannvorrichtungen 2, die im Maschinenoberteil 3 einer Abkantpresse 4 angeordnet sind. In der Spannstelle 5 nach Figur 2 wird im Ausführungsbeispiel ein Abkantwerkzeug 6 gehalten. Das Einspannen und Lösen des Abkantwerkzeuges 6 erfolgt zentral von Hand mittels des Spannhebels 7. Ob sich in der Werkzeugmaschine 4 die Spannvorrichtungen 2 im Spannzustand oder im entspannten Zustand befinden, kann zweckmäßigerweise über Kontrolleuchten 8, beispielsweise für rotes und grünes Licht, angezeigt werden. Im Geleiikteil 9 des Spannhebels 7 kann in an sich bekannter Weise außerdem ein Sperrschloß zur Spannhebelsicherung vorgesehen werden.

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Me Zentraleinheit 1 nach Figur 3 besteht aus dem Kraftspeicher 19 und den weiteren Bauteilen 19a des Druckgebers. Die Zentraleinheit 1 besteht im wesentlichen aus der Hydraulikkammer 28 mit einem gegen die Feder 27 arbeitenden Kolben 25. Die Feder 27 wirkt als Rückstellfeder für den Kolben Die Zentraleinheit besteht im Ausführungsbeispiel weiterhin aus dem Schiebebolzen 23 und der als Kraftspeicher 19 wirkendendFeder 19b, die im Ausführungsbeispiel als ein Paket Tellerfedern ausgebildet ist. Der Schiebebolzen 23 führt den Druckstift 16, wobei in Ruhelage der Freiraum 24 verbleibt. Auf dem Druckstift 16 liegt am anderen Ende ein Zwischen— hebel 13 auf, mit dem der Spannhebel 7, der als Handhebel ausgebildet ist, mittels der Exzenterscheibe 10 kraftSchlussig in Verbindung steht. Die Exzenterscheibe 10 ist bei 31 gelagert und mit Einraststellen 32 und 32a für die Spannposition bzw. die Freiposition versehen.

Der Druckstift 16 ist mit dem Schiebebolzen 23 durch die Druckscheibe 20, die Feder 19b - ein Paket Tellerfedern sowie den Boden der Federhülse 18 kraftschlüssig verbunden. Die Schulter 33 des Druckstiftes 16 wirkt zusammen mit dem Boden der Federhülse 18 als Anschlag für die Rückstellfeder 27.

Die Vorspannung der als Kraftspeicher 19 wirkenden Feder 19b wird über die Vorspannmutter 21 eingestellt, die durch die Mutter 22 gesichert ist. Auf dem Gewinde 17 des Druckstiftes 16 sitzt die Justierkappe 14 auf, die von der Mutter 15 gesichert wird. Mit 26 ist eine Dichtung in der Hydraulikkammer 28 bezeichnet.

Mit der Mutter 21 kann die Vorspannung der Feder 19b so eingestellt werden, daß sie erst nach Erreichen des Mindestanpreßdruckes an den Spannvorrichtungen Kraft aufnimmt und speichert. Sie kann auch so eingestellt werden, daß sie nach Erreichen des Anpreßdruckes an einer als ideal gedachten Spannstelle zusammengedrückt wird und Kraft speichert, um Ungleichheiten im Wechsel verwendeter Werkzeuge auszugleichen. An der

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Justierkappe 14 kann man die bis zum Einrasten der Exzenterscheibe in der Einraststelle 32 auf den Druckstift 16 ausgeübte Kraft einregulieren»

Die Zentraleinheit 1 kann am Plansch 34 in eine Werkzeugmaschine eingebaut werden. Am Anschluß 29 kann man die Druckleitung zu den Spannvorrichtungen anschließen.

Die Zentraleinheit nach Figur 3a stimmt mit der nach Figur überein, jedoch ist nicht die Freiposition sondern die Spannposition wiedergegeben. Beim Spannen verhält sich die Feder 19b zunächst als.starres Gebilde, weshalb der mit der unterbrochenen Linie angegebene Kraftfluß 35 zustande kommt. Dadurch werden die Spannvorrichtungen über die am Anschluß 29 angeschlossene Druckmittlerleitung 36 mit Druckkraft beaufschlagt, so daß sich die Spannbriden am einzuspannenden Körper anpressen können. Sobald die H&ltekraft an einigen früher schließenden Spannvorrichtungen erreicht ist, werden die nächsten Spannvorrichtungen geschlossen. Die Torspannung der Feder 19 kann über die Mutter 21 wahlweise so eingestellt werden, daß entweder praktisch alle Spannvorrichtungen geschlossen sind, bevor die Feder 19 zusammengepreßt werden kann und Kraft speichert oder daß der Speichervorgang schon eintritt, nachdem die ideale gedachte Spannposition erreicht ist. Bei einer solchen Einstellung benötigt man beim Übergang auf andere Werkzeuge kein Fachjustieren an der Justierkappe 14 und erreicht dennoch an allen Spannvorrichtungennimindestens die erforderliche Haltekraft. Wesentlich ist, daß der Kraftspeicher ■ 1-9» bzw. die Feder 19b, so ausgewählt bzw. eingestellt ist, daß sich die Feder 19b im Bereich der Kolbenkräfte, die zum Aufbauen des ausgewählten Mindestarbeitsdruckes für die Spannvorrichtungen weitgehend starr verhält und erst bei Kräften oberhalb des Mindestarbeitsdruckes durch Zusammendrücken nennenswert aus der Ruhelage ausfedert. Der Druckstift 16 dringt dabei in den Freiraum 24 vor.

Die Zentraleinheit nach Figur 4 besteht im' wesentlichen aus einer Hydraulikkammer 28 mit einem Kolben 25, der von einer

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Feder 19b als Kraftspeicher abgestützt ist. Die Feder 19b, die wieder aus einem Stapel Plattenfedern bestehen kann, ist auch wieder so ausgewählt, daß sie im Bereich der Kolbenkräfte beim Aufbauen des Mindestarbeitsdruckes für die Spannvorrichtungen weitgehend als starr anzusehen ist und erst bei Kräften oberhalb des Mindestarbeitsdruckes nennenswert ausfedert. Die Zentraleinheit besteht im wesentlichen weiter aus einer Druckpumpe 40 in einer Versorgungsleitung 41 zur Hydraulikkammer 28 sowie aus einem Umsohaltventil 42 mit den Stellungen Druckmittelförderung, Sperren und Druckmittelablaß. Das Umschaltventil 42, das vom Steuer-Spannhebel 43 aus betätigt wird, kann in der dargestellten Art als Dreiwegehahn ausgebildet sein. Gezeichnet ist die Stellung für Druckmittelablaß, wobei Druckmittel durch die Leitung 44 in den Vorratsbehälter 45 zurückläuft. Bei eingeschalteter Pumpe 40 und wenn das Umschaltventil 42 die Leitung 41 mit der Anschlußleitung 46 verbindet, ist die Stellung Druckmittelförderung eingenommen. Bei einer Zwischenstellung - auf "Sperren" - ist die Hydraulikkammer 28 mit der Druckmittüerleitung 36 und den Spannvorrichtungen als System abgeschlossen. Die Stellung "Sperren" kann man beispielsweise dann einstellen, wenn der Mindestarbeitsdruck und ein in gewünschter Weise darüber hinausreichender Druck, der wieder von der als Kraftspeicher wirkenden Feder 19b aufgenommen wird, aufgebaut ist. Bei Leckstellen oder bei nachgebenden Spannvorrichtungen sorgt die von der Feder 19b aufgenommene Kraft dafür, daß die Spannvorrichtungen nachgespannt werden. Ein Überdruckventil ist mit 47 bezeichnet.

Die Zentraleinheit nach Figur 4 hat den Vorteil, daß die · Spannkraft nicht primär von Hand aufgebracht werden muß.

Die Spannvorrichtung der Ausführung nach Figur 5, die ihren Arbeitsdruck über die Zentraleinheit gewinnt, besteht aus der Hilfsspannbride 52 und der Spannbride 53 mit einem Spannkolben 55 nach Figur 6. Die Hi Λsspannbride 52 und die Spannbriae 53 sind zum Maschinenteil 51 - das man sich als Oberteil 3 der Abkantpresse ι nach Fi(^r 2 vorstellen kann - mit Anschlag 54 mittels des Bolzenschaftes 60 beweglich geführt.

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¥ie aus der Schnittansicht längs VI-YI nach Figur 5 aus .Figur 6 zu ersehen ist, stützt sieh der Spannkorben 55 unter Druckbeaufschlagung gegen die Hilfsspannbride 52 ab, wodurch das Werkzeug 57 an der Spannstelle des Maschinenteils 51 in an sich bekannter Weise festgespannt wird= Der Anschlag 54 kann ein Bolzenkopf sein oder aus zwei in Gegenhaltung gesicherten Muttern bestehen.

In Figur 7, die im wesentlichen eine Ansicht nach Figur 5, jedoch im Querschnitt, zeigt, ist eine Spannvorrichtung veranschaulicht, die es gestattet_s je Spannstelle beidseitig Werkzeug anzusetzen, also nach Wahl auf der einen oder auf der anderen Seite des Maschinenteils 51a das Werkstück zu halten gestattet. Auf der zur Spannbride 53 gegenüberliegenden Seite des Maschinenteils 51a ist dazu eine weitere Hilfsspannbride 52a angeordnet, die mit der Spannbride 53 kraftschlüssig über den Bolzen 60 verbunden ist. Auf der Seite, an der das Werkzeug nicht angesetzt ist, kann ein'Blindstab 58 mit Haltewulst 58a untergelegt werden. Der Bolzen 60 ist gegenüber der Ausführung nach den Figuren 5 und 6 verlängert und im Maschinenteil 51 beweglich geführt. Die auf dem Bolzen 60 ihrerseits beweglich geführten Hilfsspannbriden 52 und 52a sowie die Spannbride 53 finden Anschläge im Bolzenkopf 54 und in der Mutter 90. Wenn nun der Spannkolben 55 sich nach der aus Figur 6 ersichtlichen Weise unter der Wirkung des bei 56 zugeführten Druckmittels gegen die Hilfsspannbride 52 abstützt, werden die Hilfsspannbride 52a und die Hilfsspannbride 52 festgespannt. .

Bei der beidseitigen Spannvorrichtung nach Figur 7 kann das Werkstück umgedreht unter der Hilfsspannbride 52a anstelle des Blindstabes 58 eingesetzt werden, wobei der Blindstab dann unter der Hilfsspannbride 52 festgespannt wird, um den Höhenausglfiich sicherzustellen.

5 Patentansprüche
7 Figuren

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Claims

VPA 74/4068 Patentansprüche

M . jSchnellspanneinrichtung zum schraubenlosen Festspannen von Werkzeugen, Werkstücken oder dergleichen an Spannstellen in Maschinen, insbesondere von Oberwerkzeugen in Abkantpressen, von einer zentralen Stelle aus, gekennzeichnet durch einen zentralen Druckgeber (19a) mit Kraftspeicher (19) als Zentraleinheit (1), von der aus Druckmittler (36) zu. Spannvorrichtungen (2) für das Werkzeug, Werkstück oder dergleichen angeordnet sind und daß der Kraftspeicher (19) erst nach Erreichen des Mindestarbeitsdruckes an den Spannvorrichtungen Kraft aufnimmt und speichert.
2. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zentraleinheit (1) aus einer Hydraulikkammer (28) mit einem gegen eine Feder (27) arbeitenden Kolben (25), der über einen Schiebebolzen (23) und eine leder (19o) als Kraftspeicher betätigbar ist, die sich im Bereich der Kolbenkräfte zum Aufbauen des Mindestarbeitsdruckes für die Spannvorrichtungen

(2) weitgehend starr verhält und erst bei Kräften oberhalb des Mindestarbeitsdruckes nennenswert ausfedert.
3. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (1) im wesentlichen besteht aus einer Hydraulikkammer (28) mit einem Kolben (25)» der von einer Feder (190 als Kraftspeicher abgestützt ist, die sich im Bereich der Kolbenkräfte beim Aufbauen des Mindestarbeitsdruckes für die Spannvorrichtungen (2) weitgehend starr verhält und erst bei Kräften oberhalb des Mindestarbeitsdruckes nennenswert ausfedert, und aus einer Druckpumpe (40) in einer Versorgungsleitung (41) zur Hydraulikkammer (28) sowie aus einem Umschaltventil (42) mit den Stellungen Druckmittelförderung, Sperren und Druckmittelablaß.
4. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (2) je Spannstelle (5) besteht aus einer mit Anschlag (54) zum Maschinenteil (51) beweglich geführten Hilfsspannbride (52) und einer Spannbride

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(5'3) mit Spannkorben. (55), der sich gegen die Hilfsspannbride (52) abstützen kann»
5. Schnellspanneinriohtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet,, daß bei einem Maschinenteil (51a) für beidseitig ansetzbares Werkzeug'(57) auf der zur Spannbride (53) gegenüberliegenden Seite des Maschinenteils (51a) eine weitere Hilfsspannbride (52a) angeordnet ist, die mit der Spannbride (53) kraftschlüssig verbunden ist und daß auf der Seite, an der das Werkzeug (57) nicht angesetzt ist, ein Blindstab (58) mit Haltewulst (58a) unterlegbar ist.

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