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Hydraulisch betatigbarer Spannzylinder Die Erfindung betrifft einen
Spannzylinder mit eine Zylinderkörper und mit einem in diesem Zylinderkörper geführten
una durch hydraulische Mittel verschiebbaren Kolben.
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Spannzylinder dieser Art werden insbesondere bei der spanabhebenden
Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise beim Bohren, Fräsen und Hobeln metallischer
Werkstücke, zum Einspannen der Werkstücke auf den Tischen der jeweiligen maschinen
verwendet. Bei diesem Einspannen der Werkstücke kommt es wesentlich darauf an, dass
die Spannzylinder rasch, einfach und ohne Unfallgefährdung der Bedienungsperson
an beliebigen Stellen der Saschinentische montiert werden kcnr.en.
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Bei den bisher bekannten Spannzyl½dern der eingangs genannten Art
erfolgt die Befestigung auf dem Maschinentisch mittels einer Schraube, deren Kopf
in eine der dafür vorgesehenen nuten auf dem Maschinentisch einschiebbar und auf
welche Schraube der Spannzylinder aufschraubbar ist. Diese Berfestigung der Spannzylinder
auf den iaschinentischen mittels Schrauben hat den Nachteil, dass die Spannzylinder
an die Führungsnuten gebunden sind und soirdt nicht an beliebigen Stellen der Tische
montiert werden können. husserdem birgt das Anschrauben der Spaimzylinder infolge
der Möglichkeit des Abnitschens mit dem Schraubenschlüssel potentielle Unfallgefahren.
Weiter bedingt der UInstand, dass die Spannzylinder mit einem Gewinde zum Aufschrauben
auf die Befestigiingsschrauben versehen werden müssen, einen unerwünschten Verlust
an Kompaktheit der Zylinder. Schlussendlich sind die bekannten Spannzylinder nicht
universell verwendbar, sondern nur in den Fällen, wo sie direkt auf den Maschinentisch
aufgesetzt werden können. Es gibt aber eine Vielzahl von in der Praxis auftretenden
Fällen, bei welchen die Spannzylinder nicht auf dem Maschinentisch, sondern direkt
auf einer Spannvorrichtung, beispielsweise an einer Klemmbacke justierbar sein sollten.
Letzteres gestaltet sich mit dem bekannten Spannzylinder aufwendig und kostspielig,
da die einzelnen Spannvorrichtungen mit passenden Führungsnuten für die Befestigungsschrauben
versehen werden müssen.
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Der erfindungsgemässe pannzylinder vermeidet alle diese achteile und
ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der mantel des Zy
linderkörpers
mit zahnartigen Vorsprüngen versehen ist, welche Vorsprünge zum Eingriff in an einer
Haschine und/oder an einer Spannvorrichtung montierbare Gegenelemente vorgesehen
sind.
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Geräss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die Vorsprünge
und die Gegenelemente je einen Teil eines Bajonettverschlusses.
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Durch den Bajonettverschluss gestaltet sich das Aufsetzen des erfindungsgemässen
Spannzylinders auf den Naschinentisch äusserst rasch und einfach und kann aussenden
ohne zusätzliche Werkzeuge und praktisch mit einem einzigen Handgriff vorgenommen
werden.
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Bei geeigneter Formgebung des entsprechenden Gegenelementes kann der
Spannzylinder an jeder beliebigen Stelle des Maschinentisches justiert werden. Für
die Befestigung des Spannzylinders an einer Spannvorrichtung kennen die Gegenelemente
so gestaltet werden, dass sie entweder einen festen Bestandteil der Spannvorrichtung
bilden oder an dieser mit einfachen Mitteln befestigbar sind. Ausserdem beeinträchtigen
die am Zylindermantel angeordneten Vorsprünge die Kompaktheit des Spannzylinders
in keiner Weise.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemassen Spannzylinders liegt darin,
dass er sehr schnell und bequem von einer Vorrichtung oder einer Maschine zu einer
anderen umgesetzt werden kann.
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Dieses Schnellwechselsystem erspart einerseits hohe Kosten und ermöglicht
andererseits auch ein rascges Auswechseln defexter Spannzylinder.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und
der Zeichnung näher erläutert; in der letzteren zeigen: Fig. 1 einen Langoschnitt
durch einen erfindm sgemassen Spannzylinder, Fig. 2 eine Ansicht in Richttzg des
Pfeiles II von Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Spannzylinders
mit diversen Zubehcrteilen, und Fig. 4 bis 6 Beispiele für die Anwendung des Spannzylinders.
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Qemess den Fig. 1 und 2 besteht der Spannzylinder 1 im weser>tlichen
aus einem Zylinderkörper 2 und aus einem in diesem hubverschiebbar gelagerten Kolben
3. Der Zylindereörper 2 weist als Aussenteil einen zylindrischen mantel 23 und als
Innenteil eine abgesetzte Bohrung 11 auf. Der Zylindermantel 23 weist an seinen
beiden Enden je zwei einander gegenüberliegende, zahnartigen Vorsprünge 26 und 27
auf. Die Vorsprünge 26 und 27 bilden den einen Teil eines Bajonettverschlusses und
sind zum Eingriff in ein geeignetes, den andern Teil des Bajonettverschlusses bildendes
Gegenelement vorgesehen. Zwischen dem Zylindermantel 23 und den Vorsprüngen 26 und
27 befindet sich eine Ringnut 24. bzw. 25.
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Der Kolben 3 besteht in Analogie zur Bohrung 11, aus einem unteren
Teil 4 mit kleinerem Durchmesser und aus einem oberen Teil 5 mit grösserem Durchmesser.
Der obere Kolbenteil 5 ist an seinem Mantel mit einer Xut 9 versehen, in welcher
ein Dichtungsring 10 gelagert ist. In den Teil der Zylinderkörperbohrung 11 mit
dem kleineren Durc>essel ist eire @ut 12 eirgestochen,
in welcher
ein Dichtungsring 13 gelagert ist. Die den oberen Kolbenteil 5 und den unteren Kolbenteil
4 verbindende Flanke ist von ihrem ausseren Durchmesser bis etwa zur mitte hin etwas
abgedreht, oass iut Ruhezustand des Kolbens 3, also beim Aufliegen dieser Kolbenflanke
an der entsprechenden Flanke der Zylinderkörperbohrung 11, zwischen den beiden Flanken
ein allseitig abgeschlossener tohlrain 14 von ringförmiger Gestalt besteht.
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Der Zylinderkörper 2 ist mit einer in radialer Richtung verlaufenden
und von aussen her in den Hohlraum 14 mündenden SacXbohrung 15 versehen, welche
ein Gewinde 16 aufweist. In das Gewinde 16 ist ein Rohrstutzen 18 eingeschraubt,
auf dessen freies Ende ein Schnellkupplungsstecker 17 aufgeschraubt ist, welcher
an eine nicht dargestellte Diuckölleitung anschliessbar ist.
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Der Kolben 3 ist mit einer konzentrischen Bohrung 19 versehen, welche
in eine Ringnut 20 mündet, an welche sich eine zur Bohrung 19 koaxiale und mit einem
Innengewinde versehene Bohrung 21 anschliesst. Die Bohrung 19 dient zur Aufnahme
eines Druckbolzens 22, welcher von oben in den Kolben 3 steckbar ist. In das Gewinde
der Bohrung 21 kann ein Zugbolzen eingeschraubt werden.
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Der Zylinderkörper 2 ist an seiner Grundfläche 6 und an seiner Deckfläche
8 je mit zwei vertikalen Sackbohrungen 7 versehen.
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Sobald der Rohrstutzen 18 mit Drucköl beaufschlagt wird und dieses
in den Hohlraum 14 strömt; wird der Kolben 3 und damit auch der Druckbolzen 22 in
der in Fig. 1 durch einen Pfeil A angedeuteten Richtung nach oben verschoben. Der
dabei entstehende
Druck des Druckbolzens 22 kann zum Betätigen
verschieden ster Spannvorrichtungen verwendet werden. Das Drucköl wird dabei aus
einer an der Maschine anbringbaren Oelpumpe gewonnen, welche an die in jeder Werkstätte
mit Maschinen zur spanabhebenden Bearbeitung vorhandene Druckluftleitung angeschlossen
wird. Mit Hilfe der Druckluft kann das Oel beliebig unter Druck gesetzt werden,
wobei durch Ueberwachung des Oeldrucks stets mit dem gewünschten Druck gearbeitet
werden kann. Die Druckbolzen 22 stehen in verschiedenen Längen zur Verfügung und
können durch einfaches Herausziehen aus dem und Hineinschieben in den -Kolben 3
ausgetauscht werden. Sollen mit dem Spannzylinder 1 durch Zugkräfte zu betätigende
Spannvorrichtung bedient werden, dann wird anstelle des Druckbolzens 22 ein in das
Gewinde der Bohrung 21 einzuschraubender Zugbolzen (nicht dargestellt) verwendet.
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Wie schon gesagt wurde, bilden die Vorsprünge 26 und 27 den einen
Teil eines Bajonettverschlusses. Gemäss Fig. 1 kann der andere Teil des Bajonettverschlusses
durch Spanneisen 29 gebildet sein. Die Sparmeisen 29 weisen zwei Bohrungen 30 und
31 und einen Vorsprung 32 auf. Die Bohrungen 30 und 31 dienen zur Befestigung der
Spanneisen 29, der Vorsprung 32 dient als Gegen-und Halteelement für die Vorsprünge
26 oder 27 des Zylinderkörpers 2. Die in Fig. 1 dargestellten Spanneisen 29 sind
primär zur direkten Befestigung an Spannvorrichtungen vorgesehen. Sie sind wegen
ihrer Kompaktheit dafür bestens geeignet und können, da die Sannvorrichtuiig nur
mit den 3Otr en 30 und 31 entsprechenden
Bohrungen versehen werden
müssen, mit geringster Aufwand an den Spannvorrichtungen montiert werden. Für die
Befestigung des Spannzylinders 1 auf einem Maschinentische werden im Prinzip ähnliche,
in den Abmessungen jedoch größere Spanneisen verwendet (siehe Fig. 3).
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In Fig. 3 sind ein Spannzylinder 1, zwei Spanneisen 29 zur nefestigung
des Spannzylinders 1 auf Spannvorrichtung--en, ein Ln.-bolzen 22, ein Spanneisen
33 zur Befestigung des Spannzylinders i auf einem Maschinentisch und ein Haltering
34 dargestellt.
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Das Spanneisen 33 ist an seinem für die Aufnahme des Spannzylinder
1 bestimmten Ende mit einer halbkeisförmigen, abgestuften Ausnehmung 35 versehen,
deren kleinerer Durchmesser etwas grösser ist als der Innendurchmesser der Ringnuten
24 und 2, des Zylir.-derkörpers 2 (Fig. 1) und deren grösserer Durchmesser etwas
rösser ist als der Aussendurchmesser der Zylinderkörpervorsprünge 26 und 27. Das
andere Ende des Spanneisens 33 dient als Auflage 36 auf dem Maschinentisch. Zwischen
den beiden Enden erstreckt sich eine Längsnut 37, welche zur Aufnahme einer Spann
schraube (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Zur Befestigung eines Spannzylinders
1 wird ein Spanneisen 33 in der gewLr1schten Lage auf dem Maschinentisch befestigt.
Anschliessend wird der Spannzylinder mit seinen Vorsprüngen 26 oder 27 in die Ausnehmung
35 geschoben. Infolge der grossen Länge der Nut 37 können die Spanneisen 33 und
damit auch der Spannzylinder an beliebigen Stellen des Maschinentisches fixiert
werden.
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Der Haltering 34 dient so wie die Spanneisen 29 zum direkten Befestigen
des Sp4nzylinders 1 auf einer Spannvorrichtung und hat darstellungsgeniäss die Form
eines an seiner einen Seite von einer ebenen Deckplatte 38 abeclosseen Zylinderringes.
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Der offene Teil des Zylinderringes besteht von aussen gegen die Deckplatte
38 zu aus einem Steg 39 und aus einer Ringnut 40.
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Der Steg 39 weist zwei Ausnehmungen 41 auf, durch welche die Spannzyiindervorsprünge
26 und 27 in die Ringnut 40 eingesteckt werden können. hnschliessend wird der Spannzylinder
1 in der Art eines Bajonettverschluses durch Verdrehen im Haltering 34 fixiert.
Die Deckplatte 38 weist eine Zentralbohrung 42 zum Durchtritt des Druckbolzens 22
sowie zwei Befestigungsbohrungen 43 und eine weitere Bohrung 44 auf und kann mit
Hilfe von in den Bohrungen 43 geführten Schrauben an beliebigen Spaiinvorrichtungen
fixiert werden. In die Bohrung 44 kann ein den Haltering durch Einrasten in eine
der Bohrungen 7 (Fig. 2) gegen Verdrehen fixierender Schnappstift eingeschraubt
werden.
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Wenn der Spannzylinder 1 seine Spannfunktion durch Druckkräfte ausüben
soll, dann wird er mit den Vorsprüngen 26 in dem auf der Spannvorrichtung befestigten
Haltering 34 fixiert. Wird der Spannzylinder 1 auf Zug beansprucht, dann wird er
im Haltering 34 mit den Vorsprüngen 27 fixiert. Der Haltering 34 ist mit Vorteil
fest auf der zugehörigen Spannvorrichtung montiert.
Der Haltering
34 kann durch Weglassen der Bohrungen 43 die Funktion eines dem Schutz vcr Verschmutzung
dienejiden Verschlussdeckels übernehmen. Dieser Deckel wird auf der nicht eingespaimte
Seite des Spannzylinders 1 fixiert. Bin Deckel dieser Art kann auch zur Begrenzung
des Kolbenweges wld zur Riickfuhrung des Kolbens in seine Ruhestelllmg verwendet
werden. In diesem Fall ist der Druckbolzen 22 an seinem aus dem Spannzylinder 1
ragenden Ende (Fig. 1) entsprechend abgedreht und der als Verschlussdeckel dienende
Halte ring 34 weist eine konzentrisch zur Zentralbohrung 42 verlaufende Versatzung
auf, in welche eine Puifferfeder eingebettet ist.
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Die Rückführung des Druckbolzens 22 in seine Ruhelage mittels einer
Feder kann auch auf eine zweite Art erfolgen. In diesem Fall wird ein Druckbolzen
22 verwendet, welcher an seinem dünneren Teil mit einem Innengewinde versehen ist.
In dieses Innengewinde wird eine relativ lange Schraube geschraubt, welche bezogen
auf Fig. 1 aus der unteren Seite des Spannzylinders 1 ragen würde. Auf dieser Schraube
ist eine Beilagscheibe verschiebbar gelagert. Zwischen dem Kopf der Schraube und
dieser Beilagscheibe wirkt eine Druckfeder, welche beim Verschieben des Kolbens
3 (Fig. 1) zusammengedrückt wird und bei Wegfall des Oeldrucks auf den Kolben diesen
und den Druckbolzen 22 wieder in ihre Ausgangslage bringt.
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In den Fig. 4 bis 6 sind drei typische Beispiele für die Anwendung
des Spannzylinders 1 (Fig. 1) dargestellt: Fig. 4 zeigt einen Spannzylinder, welcher
durch Druck auf einen Spannhebel wirkt, Fig. 5 zeigt einen durch Zug wirkenden Spannzylinder
und Fig. 6 zeigt einen Spannzylinder mit einem Haltering und einer Rückzugfeder.
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Gerlass Fig. 4 ist. der Spannzylinder 1 über seine Vorsprünge 27 mittels
Spanneisen 29 (Fig. 1) und Schrauben 28 an einer Spannvorrichtung 45 montiert. Der
Spannzylinder 1 ist mit einem Verschlussdeckel 46 in der Art des Halterings 34 (Fig.
3) versehen und drückt mit seinem Druckbolzen 22 gegen das eine Ende eines in seiner
Mitte von unten durch eine Feder 47 und von oben durch eine Mutter 48 gehaltenen
Spannhebels 49, dessen anderes Ende dadurch ein Werkstück 5C niederspannt.
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Fig. 5-zeigt eine Spannvorrichtung für Wellen 51, welche im wesentlichen
aus einem mit Nuten 52 versehenen Führungstisch 53 und aus zwei gegen in den lauten
52 gelagerte Wellen 51 verschenkbaren Spannbacken 54 besteht. Die Spannbacken sind
über ein nach unten ziehbares Zylindersegment 55 betätigbar. Im Zylindersegment
55 ist eine Schraube 56 gelagert, welche in die Kolbenbohrung 21 (Fig. 1) eingeschraubt
ist und als Zugbolzen wirkt.
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Der Spannzylinder 1 ist unterhalb des Führungstisches 53 angeordnet
und kann dort ohne zusätzliche Fixierung an der Schraube 56 hängen.
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Fig. 6 zeigt eine Spannvorrichtung 59 für an ihrer Bohrung zu spannende
Flansche 57 mit einer schwenkbar gelagerten Spannbacke 58. Der Druckbolzen 22 ist
in der Spannvorrichtung horizontal geführt und drückt gegen die Spannbacke 58. An
der Spannvorrichtung ist ein Haltering 34 befestigt, in welchen der Spannzylinder
1 mittels seiner Vorsprünge 26 fixiert ist.
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In das von der Spannbacke 58 abgewandte Ende des Druckbolzens 22 ist
eine Schraube 60 geschraubt, welche ein Stück aus dem Spannzylinder 1 ragt. Auf
dem aus dem Spannzylinder 1 ragenden Teil der Schraube 60 sind eine Beilagscheibe
61 und eine zwischen der Beilagscheibe und dem Schraubenkopf wirkende Druckfeder
62 angeordnet. Die Druckfeder 62 wirkt beim Entspannen der Spannvorrichtung 59 als
Rückholfeder für den Druckbolzen 22 und somit zwangsläufig auch für den Kolben 3
(Fig. 1) des Spannzylinders 1.