DE3039818A1

DE3039818A1 - Hydraulic swivel clamp for machine tool work - has piston spring-loaded to hold clamp piston in position if hydraulic pressure fails

Info

Publication number: DE3039818A1
Application number: DE19803039818
Authority: DE
Inventors: Metin Dr.-Ing. 5912 Hilchenbach Ersoy
Original assignee: MASCHINENFABRIK HILMA GmbH; HILMA MASCHF GmbH
Current assignee: MASCHINENFABRIK HILMA GmbH; HILMA MASCHF GmbH
Priority date: 1980-10-22
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1982-05-27

Abstract

The hydraulically operated swivel clamp is intended for clamping a workpiece on the work support of a machine tool. It comprises a housing with a cylinder bore for a piston carrying the clamp. A normally non-rotatable central bolt in the housing has a cam slot, engaged by a ball in the piston and shaped such that, during lifting, the piston first rotates (e.g. 60 deg.) to swivel the clamp. A double-walled bush surrounding the piston has its annular chamber filled with a medium which is pressurised by the annular rim of a piston under the action of a spring. The piston is clamped in position by expansion of the bush if the piston is not pressurised.

Description

SchwenkspannerSwing clamp

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch betätigbaren Schwenkspanner, insbesondere zum Festspannen von Werkstücken auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine,mit einem in einem Gehäuse angeordneten Kolben,der mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Spannstück verbunden ist,das außer einer axialen Spannbewegung eine Schwenkbewegung um einen vorgegebenen Winkel entsprechend einer Führungseinrichtung ausführt,die aus einem im Normalfall unverdrehbar am Gehäuse angeordneten,in den Kolben hineinragenden Steuerbolzen sowie mindestens einer Steuerkurve besteht,welche in der Führungsfläche zwischen Steuerbolzen und Kolben mit einem wendelförmigen Kurvenstück für eine l)reh- und gleichæeitige lIubbewelrung und einen axialen nbciii.it filr die reine Spannbewegung des Kolbens ausgebildet ist und in die ein am Kolben oder Steuerbolzen angeordnetes Führungsglied hineinragt.The invention relates to a hydraulically operated swing clamp, especially for clamping workpieces on the table of a machine tool, with a piston arranged in a housing, which is connected to an outside of the housing arranged clamping piece is connected, which apart from an axial clamping movement a Pivoting movement through a predetermined angle corresponding to a guide device executes, which from a normally non-rotatable arranged on the housing, in the Piston protruding control pin and at least one control cam, which in the guide surface between the control pin and piston with a helical Curve piece for a deer and equal-sided award and an axial nbciii.it designed for the pure clamping movement of the piston and in the one on the piston or control bolt arranged guide member protrudes.

Hydraulisch betätigbare Schwenkspa-mer der voranstehend beschriebenen Art,die entweder in beiden Arbeitsrichtungen hydraulisch. betätigbar sind (doppeltwirkende Ausführung) oder in einfach wirkender Ausführung mit einem Federrückzug ausgestattet werden-,sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie ersetzen bekannte Bauelemente,wie Kipphebel Spanneisen oder Spannpratzen an Vorrichtungen und Maschinen,da ihr hydraulisch betätigtes Spannstück nicht nur eine zuverlässige Spannbe wegung ausführt,sondern durch seine Schwenkbewegung in einer rechtwinklig zur Spannrichtung liegenden Ebene selbsttätig in den Spannrau eingeschwenkt bzw.aus diesem herausgeschwenkt wird,wodurch sich insbe sondere das Einlegen und Herausnehmen eines Werkstücks erheblich vereinfacht. Um bei einem falschen oder fehlerhaft eingelegten erkstück eine Beschädigung sowohl des Werkstückes als auch des Schwenkspannerz zu-verhindern,kann der die Schwenk- und Spannbewegung des Spannstückes steuernde Bolzen mittels einer Uberlastsicherung am Gehäuse des Schwenkspanners befestigt sein,die bei einem blockierten Schwenkvorgang den normalerweise unverdrehbar am Gehäuse angeordneten Steuerbolzen zu einer Zerstörungen vermeidenden Drehbewegung gegenüber dem Gehäuse freigibt.Hydraulically operated swivel spam of the ones described above Kind of working either hydraulically in both working directions. can be operated (double-acting Version) or in a single-acting version equipped with a spring return are known in various designs. They replace known components, such as Rocker arm clamps or clamps on devices and machines, since you are hydraulic actuated clamping piece not only performs a reliable clamping movement, but due to its pivoting movement in a plane at right angles to the clamping direction is automatically swiveled into the clamping area or swiveled out of it, whereby In particular, the insertion and removal of a workpiece is considerably simplified. In the event of a wrong or incorrectly inserted part one Preventing damage to both the workpiece and the swing clamp can the bolt controlling the pivoting and clamping movement of the clamping piece by means of a Overload protection to be attached to the housing of the swing clamp, which blocked in the event of a Pivoting operation, the control bolt, which is normally non-rotatable, is arranged on the housing Releases to a destruction-avoiding rotary movement with respect to the housing.

Bei den bekannten Ausführungen der Schwenkspanner wird die vom Spannstück auf das Werkstück ausgeübte Spannkraft durch die Beaufschla-,ung des Kolbens mit Hydraulikflüssigkeit erzeugt und aufrechterhalten. Bei einem Nachlassen oder einem vollständigen Zusammenbrechen des Drucks im Hydrauliksystem wird die Spannkraft ganz oder teilweise aufgehoben,wodurch nicht nur Beschädigungen des Werkstückes und des Schwenkspanners auftreten können,sondern die Gefahr besteht, daß es zu Unfällen durch plötzlich frei werdende Werkstücke kommt.In the known versions of the swing clamps, the clamping piece Clamping force exerted on the workpiece due to the impact on the piston Hydraulic fluid generated and maintained. In the event of a slacking off or a complete collapse of the pressure in the hydraulic system becomes the clamping force completely or partially canceled, which not only damages the workpiece and the swing clamp can occur, but there is a risk of accidents comes from workpieces that suddenly become free.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,einen Schwenkspanner der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß die Spannkraft des Schwenkspanners auch bei einem Absinken oder einem Ausfall des Drucks im Hydrauliksystem unverändert aufrechterhalten bleibt.The invention is based on the object of a swing clamp to develop the type described above in such a way that the clamping force of the swing clamp unchanged even if the pressure in the hydraulic system drops or fails is maintained.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse des Schwenkspanners eine doppelwandige, den Kolben auf einem Teil seiner Länge umgebende Klemmbuchse angeordnet ist,deren ringförmiger Druckraum durch einen Ansatz eines Hohlkolbens belastbar ist,der im Sinne einer Druckerhöhung im Druckraum der Klemmbuchse durch eine im Gehäuse angeordnete Feder belastet und im Sinne eines Druckabbaus im Druckraum hydraulisch beaufschlagbar ist.The solution to this problem by the invention is thereby characterized in that in the housing of the swing clamp a double-walled, the piston is arranged on a part of its length surrounding clamping sleeve, the annular Pressure chamber can be loaded by an approach of a hollow piston, which in the sense of a Pressure increase in the pressure chamber of the clamping sleeve by a spring arranged in the housing loaded and hydraulically acted upon in the sense of a pressure reduction in the pressure chamber is.

Durch die durch Druckbeaufschlagung aufweitbare Klemmbuchse kann der Kolben des Schwenkspanners in jeder beliebigen Stellung gegenüber dem Gehäuse festgeklemmt werden. Diese Klemmung wird dadurch erzeugt, daß ein im ringförmigen Druckraum der doppeltwandigen Klemmbuchse befindliches Druckmedium,das beispielsweise eine Flüssigkeit oder ene plastische Masse ist,derart mit Druck beaufschlagt wird, daß sich die Wände der Klemmbuchse in radialer Ricntung ausdehnen und den Kolben reibschlüssig mit dem Gehäuse verbinden. Der zu diesem Zweck erforderliche Druck liegt in der Größenordnung von 1500 bar und wird mechanisch durch die im Gehäuse angeordnete Feder erzeugt, so daß die Klemmung des Kolbens nicht vom Vorhandensein eines Drucks im Hydrauliksystem abhängig ist. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit wird idiglich benötigt, um entgegen der Kraft der Feder den durch seinen Ansatz den Druck im Druckraum erzeugenden Hohlkolben zurückzudrücken, so daß der Kolben des Schwenkspanners bewegt werden kann.The clamping sleeve, which can be expanded by the application of pressure, allows the Swing clamp piston clamped in any position relative to the housing will. This clamping is generated in that an in the annular pressure chamber of double-walled clamping sleeve located pressure medium, for example a liquid or a plastic mass, is so pressurized that the walls of the clamping bushing in radial direction and frictionally engaging the piston with it connect to the housing. The pressure required for this purpose is of the order of magnitude of 1500 bar and is generated mechanically by the spring arranged in the housing, so that the jamming of the piston does not depend on the presence of pressure in the hydraulic system is dependent. The pressure of the hydraulic fluid is only needed to counteract the force of the spring the hollow piston generating the pressure in the pressure chamber through its approach back so that the piston of the swing clamp can be moved.

Mit dem Vorschlag der Erfindung wird ein Schwenkspanner geschaffen, dessen Spann- und Haltekraft unabhängig vom Druck im Hydrauliksystem ist,welches zur Betätigung des Schwenkspanners herangezogen wird.Auf diese Weise werden Beschädigungen des Werkstückes und des Schwenkspanners ebenso vermieden wie die Gefahr von Unfällen.With the proposal of the invention, a swing clamp is created, whose clamping and holding force is independent of the pressure in the hydraulic system, which is used to operate the swing clamp. This prevents damage of the workpiece and the swing clamp as well as the risk of accidents.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Kraft der Feder einstellbar sein. Der Kolben des Schwenkspanners kann als doppeltwirkender Kolben wahlweise durch einen von zwei Hydraulikanschlüssen im Gehäuse hydraulisch beaufschlagt werden und ist zusätzlich durch eine im Kolben eingebaute Rückholfeder belastet.According to a further feature of the invention, the force of the spring be adjustable. The piston of the swing clamp can be used as a double-acting piston optionally hydraulically pressurized by one of two hydraulic connections in the housing and is additionally loaded by a return spring built into the piston.

Um die Dauerhaltbarkeit der Verbindung zwischen dem Spannstück und dem Kolben zu erhöhen, ist gemäß einem weiteren Merkmal-der Erfindung das Spannstück mittels eines als Dennschraube ausgebildeten Spannankers mit dem Kolben verbunden. Hierdurch ist auch eine dynamische Belastung des Spannankers möglich,wie sie häufig bei Bearbeitungsvorgängen auftritt.To ensure the durability of the connection between the clamping piece and To increase the piston is, according to a further feature of the invention, the clamping piece connected to the piston by means of a tensioning anchor designed as a threaded screw. This also enables dynamic loading of the tensioning anchor, as is often the case occurs during machining operations.

rTleichzeitig schafft die Verwendung eines als Dehnschraube ausgebildet Spannankers die Möglichkeit,die Dehnung des Spannankers als Kontrolle für einen Spannkraftabfall zu verwenden,da sich der Spannanker beim Einspannen eines Werkstückes mittels des Spannstückes in seiner Länge dehnt. Diese Längenänderung,die in der Größenordnung von o,2 bis 0,3 m liegt, ist der Spannkraft proportional. Fällt beispielsweise die Spann kraft um 10% ab,sinkt auch die Längenänderung des Spannankers um 10%.rAt the same time creates the use of an expansion screw Stressing anchor the possibility of the stretching of the stressing anchor as a control for one To use the drop in clamping force, since the clamping anchor moves when a workpiece is clamped by means of the clamping piece expands in its length. This change in length, which occurs in the The magnitude of 0.2 to 0.3 m is proportional to the clamping force. For example, falls If the clamping force decreases by 10%, the change in length of the clamping anchor also decreases by 10%.

Erfindungsgemäß ist am Kopf des Spannankers ein von den Spannkräften unbeaufschlagten Element, z.B. ein den Spannanker durchdringender Stab oder ein den Spannanker umgebendes Rohr--befestigL-jan dessen im Gehäuse liegende Ende ein auf die Längenänderung- des Spannankers ansprechender Näherungsschalter befestigt ist.Dieser Näherungsschalter ist somit in der Lage,bei einem Abfall oder Ausfall der Spannkraft ein Signal abzugeben,welches die Werkzeugmaschine außer Betrieb setzt,bevor irgend ein Schaden auftreten kann.According to the invention, one of the tensioning forces is at the head of the tensioning anchor unloaded element, e.g. a rod penetrating the stressing anchor or a the tube surrounding the tensioning anchor - attach L-j to its end located in the housing Proximity switch that responds to the change in length of the tensioning armature is attached This proximity switch is thus able to respond in the event of a drop or failure the clamping force to emit a signal that puts the machine tool out of operation before any damage can occur.

Da es sich um sehr kleine Längenänderungen handelt,werden diese durch Ausnutzung der Hysterese des Näherungsschalters erfaßt.Wenn ein Metallstück von der aktiven Fläche des Näherungsschalters entfernt wird,ändert sich die Schaltstellung,sobald das Metall den Ansprechraum des Schalters verläßt. Wird das Metall wieder zurückbewegt,muß es den Schaltpunkt um einen gewissen Betrag überschreiten,bevor der Schalter wiederum betätigt wird.Diese Wegdifferenz entspricht der Längenänderung des Spannankers.Since there are very small changes in length, these are caused by Use of the hysteresis of the proximity switch detected. If a metal piece of the active surface of the proximity switch is removed, the switch position changes as soon as the metal leaves the response area of the switch. If the metal is moved back again, it must it will exceed the switching point by a certain amount before the switch turns again This travel difference corresponds to the change in length of the tensioning anchor.

Um Fertigungstoleranzen auszuschalten,kann ein Näherungsschalter verwendet werden,dessen Schaltabstand (Ansprechbarkeit) sich außerhalb des Gehäuses des Schwenkspanners fein einstellen läßt.Nach einem ersten Spannvorgang wird der Schaltabstand so weit verkleinert,daß der Schalter im richtigen Zeitpunkt reagiert.A proximity switch can be used to eliminate manufacturing tolerances whose switching distance (responsiveness) is outside the housing of the swing clamp After a first clamping process, the switching distance becomes so wide reduced so that the switch reacts at the right time.

Durch einen zweiten Näherungsschalter kann auch die Ausgangsstellung des Spannstückes überwacht werden. Eine solche Uberwachung ist wichtig,damit das Werkstück eingelegt bzw.entfernt werden kann,wenn das Spannstück mit dem Kolben in die Ausgangsstellung zurückgefahren ist.The starting position can also be set using a second proximity switch of the clamping piece can be monitored. Such monitoring is important for that Workpiece can be inserted or removed when the clamping piece with the piston has moved back to the starting position.

Dieser zweite Näherungsschalter wirkt entweder mit einer Bohrung in dem den Spannanker umgebenden Rohr oder mit einer Vertiefung im Spannanker zusammen. Diese Bohrung bzw.Vertiefung bewirkt einen Schaltimpuls,wenn sie in der exakten Höhe und unter dem exakten Winkel zum Näherungsschalter stehen.This second proximity switch works either with a hole in the pipe surrounding the tensioning anchor or with a recess in the tensioning anchor. This hole or recess causes a switching pulse if it is in the exact Height and at the exact angle to the proximity switch.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwenkspanners dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Schwenkspanner, Fig. 2 einen Schnitt durch den Schwenkspanner gemäß der Schnittlinie II-II und -Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schwenkspanner gemäß der Schnittlinie III-III in Fig.1 Das auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen hydraulisch betätigbaren Schwenkspanner in doppeltwirkender Ausführung,der ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 mit einer Bohrung la für einen Kolben 2 besitzt. Der Kolben 2 ist einstückig mit einer Kolbenstange 2a ausgebildet. Sowohl der Kolben2 als auch deE sen Kolbenstange 2a sind gegenüber dem Gehäuse 1 durch Dichtringe abgedichtet,die durch untergelegte'0-Ringe 4 in ihrer Dichtwirkung unterstützt werden.In the drawing is an embodiment of the inventive Swing clamps shown, namely: Fig. 1 shows a longitudinal section through the Swing clamp, FIG. 2 shows a section through the swing clamp according to the section line II-II and -Fig. 3 shows a cross section through the swing clamp according to the section line III-III in Fig.1 The embodiment shown in the drawing shows a hydraulically actuated swing clamp in a double-acting design, the a substantially cylindrical housing 1 with a bore la for a piston 2 owns. The piston 2 is formed in one piece with a piston rod 2a. As well as The piston 2 as well as the piston rod 2a are through with respect to the housing 1 Sealing rings sealed, supported by the underlayed 'O-rings 4 in their sealing effect will.

Stirnseitig ist das Gehäuse 1 durch einen Gehäusedeckel 5 abgeschlc sen,der gegenüber dem Gehäuse 1 durch einen O-Ring 6 abgedichtet ic Zur Betätigung des Kolbens 2 ist im Gehäuse 1 ein Druckmittelansch: 7 ausgebildet,durch welchen Druckmittel auf die Kolbenstangenseite Kolbens 2 geführt werden kann, um den Kolben 2 in Richtung auf den Gehäusedeckel 5 zu bewegen. Um eine Bewegung des Kolbens 2 in entgegengesetzter Richtung zu erzielen, besitzt auch der Gehäusedecke einen Druckmittelanschluß 8'durch welchen Druckmittel auf die Bodei seite des Kolbens 2 zuführbar ist. Beim dargestellten Ausführungsbe spiel ist im Kolben 2 bzw.der Kolbenstange 2a weiterhin eine Rückhe feder 9 angeordnet,die entweder zusätzlich oder alternativ zu dem über den Druckmittelanschluß 8 zugeführten Druckniittel den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.On the front side, the housing 1 is closed off by a housing cover 5 sen, which is sealed against the housing 1 by an O-ring 6 ic For actuation of the piston 2, a pressure medium flange: 7 is formed in the housing 1, through which Pressure medium on the piston rod side piston 2 can be guided to the piston 2 to move in the direction of the housing cover 5. To move the piston 2 to achieve in the opposite direction, the housing cover also has a pressure medium connection 8 'by which pressure medium can be fed to the bottom side of the piston 2. At the The illustrated Ausführungsbe game continues in the piston 2 or the piston rod 2a a Rückhe spring 9 arranged either in addition or as an alternative to the above The pressure medium supplied to the pressure medium connection 8 moves the piston into its starting position moved back.

Diese Rückholfeder 9 stützt sich auf einem Federteller 10 ab,der aeinem Steuerbolzen 11 angeordnet ist. Dieser in eine zentrische Bo: rung im Kolben 2 hineinragende Steuerbolzen 11 besitzt eine zylind: sche Mantelfläche lla und an seinem unteren Ende einen zylindrisch Haltezapfen 11b,mit dem er im Gehäusedeckel 5 eingesetzt ist. Im Normalfall wird der Steuerbolzen 11 gegen eine Verdrehung im Gehäu deckel 5 durch ein Sperrelement 12 festgehalten, das in eine Rastv tiefung llc im Haltezapfen llb des Steuerbolzens 11 eingreift. Das in Fig.1 erkennbare Sperrelement 12 sowie ein gemäß Fig.2 gegenübe liegendes gleichartiges Sperrelement 12 ist in einem Druckstück 13 angeordnet,welches durch eine Sperrfecler 14 belastet ist. Wie insbe dere Fig.3 erkennen läßtliegen die Teile 12 bis 14 in einer Querb rung 5a im Gehäusedeckel 5,lie durch einen Gewindestopfen 5b versc sen ist. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind die im Ende der sacklochartig-ausgeführten Querbohrung 5a angeordneten Teile 12,13, 14 in Fig.1 nicht dargestellt,da der Längsschnitt im Bereich des Gehäusedeckels 5-gemäß der Schnittlinie I-I in Fig.3 verläuft.This return spring 9 is supported on a spring plate 10, the aeinem Control pin 11 is arranged. This protrudes into a central bore in the piston 2 Control pin 11 has a cylindrical lateral surface lla and on its lower one End of a cylindrical retaining pin 11b with which it is inserted in the housing cover 5 is. In the normal case, the control pin 11 is against rotation in the housing cover 5 held by a locking element 12, which is in a Rastv recess llc in the retaining pin 11b of the control pin 11 engages. The locking element 12, which can be seen in FIG a similar blocking element 12 lying opposite according to FIG. 2 is in a pressure piece 13 arranged, which is loaded by a Sperrfecler 14. As in particular Fig. 3 reveals the parts 12 to 14 lie in a transverse tion 5a in the housing cover 5, let through a threaded plug 5b versc sen is. The better one For the sake of clarity, they are in the end of the blind hole-like cross-hole 5a arranged parts 12, 13, 14 not shown in Figure 1, since the longitudinal section in The area of the housing cover 5 runs along the section line I-I in FIG.

In der zentrischen Bohrung des Kolbens 2 sind ein Haltering 2b sowie ein Käfigring 2c angeordnet,in dem eine Kugel 15 drehbar gelagert ist.In the central bore of the piston 2 are a retaining ring 2b and a cage ring 2c is arranged in which a ball 15 is rotatably mounted.

Diese als Führungsglied dienende Kugel 15 greift in eine Steuerkurve lld ein,die in der zylindrischen Mantelfläche 11a des Steuerbolzens 11 ausgebildet ist. Die Steuerkurve 11d und die über den Käfigring 2c und Haltering 2b im Kolben 2 angeordnete Kugel 15 bilden somit zusammet mit dem Steuerbolzen 11 eine Führungseinrichtung für den Kolben 2.This serving as a guide member ball 15 engages in a control cam lld, which is formed in the cylindrical jacket surface 11a of the control pin 11 is. The control cam 11d and the cage ring 2c and retaining ring 2b in the piston 2 arranged balls 15 thus together with the control pin 11 form a guide device for the piston 2.

Da die Steuerkurve 11d einen ersten wendelförmigen und einen zweiten axialen Kurvenabschnitt umfaßt, hat die Führungseinrichtung auf dem ersten Teil des Kolbenhubes eine gesteuerte Hub- und Drehbewegung -des Kolbens 2 und anschließend eine reine Hubbewegung des Kolbens 2 zur Folge.Since the control cam 11d has a first helical and a second comprises axial curve portion, the guide device has on the first part of the piston stroke a controlled stroke and rotary movement of the piston 2 and then a pure stroke movement of the piston 2 results.

Diese Hub- bzw.Hub- und Schwenkbewegung des Kolbens 2 wird über seine einstückig angeformte Kolbenstange 2a und einen Spannanker 16 auf ein Spannstück 17 übertragen,welches zum Festspannen von Werkstücken auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine dient und zu diesem Zweck nach einer Schwenkbewegung über beispielsweise 600 eine rein axiale Spannbewegung ausführt. Der Spannanker 16 ist gemäß Fig.1 in die Kolbenstange 2a eingeschraubt. Er trägt an seinem außerhalb des Gehäuses 1 liegenden Ende das Spannstück 17, welches am Spannanker 16 ebenso unver,-drehbar befestigt ist wie der Spannanker 16 unverdrehbar in der Kolbenstange 2a angeordnet ist.This lifting or lifting and pivoting movement of the piston 2 is controlled by its one-piece molded piston rod 2a and a clamping anchor 16 on a clamping piece 17 transferred, which is used for clamping workpieces on the table of a machine tool serves and for this purpose after a pivoting movement over, for example, 600 a executes purely axial clamping movement. The tensioning anchor 16 is in the piston rod as shown in FIG 2a screwed in. At its end located outside the housing 1, it carries the Clamping piece 17, which is attached to the clamping anchor 16 just as non-rotatable as the tensioning anchor 16 is arranged non-rotatably in the piston rod 2a.

Der Spannanker 16 ist in der Art einer Dehnschraube ausgebildet.Hierdurch wird einerseits die Dauerhaltbarkeit des Spannankers 16 für die dynamische Belastung erhöht und andererseits die Möglichkeit geschaffen,die Dehnung des Spannankers 16 als Kontrolle dafür zu verwenden, ob bei unter Spannkraft stehendem Spannstück 17 ein Spannkraftabfall auftritt. Zu diesem Zweck ist am außen liegenden Ende des Spannankers 16 mittels einer Haltebuchse 18 ein den Spannanker 16 umgebendes Rohr 19 unverdrehbar befestigt,welches an seinem im Gehäuse 1 liegenden Ende ,das nicht mit dem Spannanker 16 verbunden ist,einen Halteflansch 20 trägt. In diesem Halteflansch-20-lst ein Näherungsschalter 21 angeordnet,der mit der ihm zugewandten Stirnfläche der Kolbenstange 2.The tension anchor 16 is designed in the manner of an expansion screw on the one hand, the durability of the tensioning anchor 16 for the dynamic load increased and on the other hand created the possibility of the expansion of the tensioning anchor 16 To be used as a control to determine whether the clamping piece 17 a drop in tension occurs. For this purpose is at the outer end of the tensioning anchor 16 by means of a retaining bush 18, a tube 19 surrounding the tensioning anchor 16 cannot be rotated attached, which is located on his in the housing 1 End, not that is connected to the tension anchor 16, a retaining flange 20 carries. In this retaining flange-20-lst a proximity switch 21 is arranged with the face facing it Piston rod 2.

zusammenwirkt.cooperates.

Wenn das Spannstück 17 über den Spannanker 16 durch den Kolben 2 gespannt wird,dehnt er sich infolge seiner Ausbildung in der Art einer Definschraube-. Durch diese Dehnung wird der in Fig.1 eingezeichnete Spalt S zwischen der Wirkfläche des Näherungsschalters 21 und der Stirnfläche der Kolbenstange 2a vergrößert, so daß der Näherungsschalter 21 einen Schaltimpuls abgibt. In Fig.1 ist der Kolben 2 in der Ausgangslage dargestellt, so daß der Spalt S seinen kleinsten Wert besitzt. der Spalt S wächst in der Arbeitsstellung des Kolbens 2 weil sich der die Spannkraft übertragende Spannanker 16 gegenüber dem unbelasteten Rohr 19 dehnt. Diese it der Anderung des Spaltes S identische Längenänderung ist der Spannkraft propctional.Die Längenänderung beträgt bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie etwa o,2 bis o,3 mm. Fällt die Spannkraft 10% ab,sinkt auch der Wert des Spaltes S um 10%. Auf diese Weise ist es möglich, über die Längen änderung des Spannankers 16 mit Hilfe des Näherungsschalters 21 ein Signal für eine Reduzierung oder einen vollständigen Abfall der Spann kraft zu erhalten. Mit einem derartigen Signal kann beispielsweise die Werkzeugmaschine außer Betrieb gesetzt werden,so daß Schäden am Werkstück und am Werkzeug verhindert werden können.When the clamping piece 17 is clamped via the clamping anchor 16 by the piston 2 it expands as a result of its training in the manner of a defin screw. By this expansion is the gap S drawn in FIG. 1 between the effective surface of the Proximity switch 21 and the end face of the piston rod 2a enlarged so that the proximity switch 21 emits a switching pulse. In Figure 1, the piston 2 is in the initial position shown so that the gap S has its smallest value. the gap S increases in the working position of the piston 2 because the clamping force transmitting tensioning anchor 16 with respect to the unloaded pipe 19 expands. This it the Change of the gap S identical change in length is proportional to the clamping force Change in length is in the exemplary embodiment shown in the drawing about 0.2 to 0.3 mm. If the clamping force drops by 10%, the value of the gap also decreases S by 10%. In this way it is possible to change the length of the tensioning anchor 16 with the help of the proximity switch 21 a signal for a reduction or a to obtain a complete drop in clamping force. With such a signal can For example, the machine tool can be put out of operation, causing damage can be prevented on the workpiece and the tool.

Um die sehr kleinen Längenänderungen von etwa o,o2 mm zu erfassen, wird die Hysterese des Näherungsschalters 21 ausgenutzt. Wenn ein Metallstück,nämlich die Stirnfläche der Kolbenstange 2a von der aktiven Fläche des Näherungsschalters 21 entfernt wird,ändert der Näherungsschalter 21 seine Schaltstellung. Wird das Metall wieder zurückbewegt,muß der vorherige Schaltpunkt eine gewisse Distanz überschritten werden, bis der Näherungsschalter 21 in seine Ausgangsstellung zurückschaltet. Um Fertigungstoleranzen auszuschalten,wird ein Näherungsschalter 21 verwendet,dessen Schaltabstand (Ansprechraum) sich außerhalb des Gehäuses 1 sehr fein einstellen läßt. Nach dem ersten Spannvorgang wird der Schaltabstand so weit verkleinert, daß der N,iherungsschaAter 21 richtig reagiert.In order to record the very small changes in length of around 0.02 mm, the hysteresis of the proximity switch 21 is used. If a piece of metal, namely the end face of the piston rod 2a from the active face of the proximity switch 21 is removed, the proximity switch 21 changes its switch position. It will Metal moved back again, the previous switching point must exceed a certain distance until the proximity switch 21 switches back to its starting position. Around To switch off manufacturing tolerances, a proximity switch 21 is used, its The switching distance (response space) can be set very finely outside of the housing 1 leaves. After the first Clamping process, the switching distance is so wide Reduced that the proximity switch 21 reacts correctly.

Mit einem zweiten Näherungsschalter 22 wird die richtige Ausgangsstellung des Spannankers 16 kontrolliert, damit das mittels des Spannstückes 17 zu spannende Werkstück ordnungsgemäß eingelegt bzw.With a second proximity switch 22 is the correct starting position of the tensioning anchor 16 controlled so that the to be tensioned by means of the tensioning piece 17 Workpiece properly inserted or

entnommen werden kann. Dieser zweite Näherungsschalter 22 arbeitet mit einer Bohrung 19a im Rohr 19 zuammen, so daß sich die Schaltstellung des Näherungsschalters 22 ändert,wenn sich die Bohrung 19a in der Ausgangsstellung des Spannankers 16 gegenüber der aktiven Fläche des Näherungsschalters 22 befindet. Der zweite Näherungsschalter 22 gibt somit exakt Auskunft darüber, ob sich der Spannanker 16 mit dem Spannstück 17 und damit der Kolben 2 in der richtigen Ausgangslage befindet, und zwar sowohl hinsichtlich seiner axialen Stellung als auch hinsichtlich seiner verdrehten Stellung.can be taken. This second proximity switch 22 works with a hole 19a in the tube 19, so that the switch position of the proximity switch 22 changes when the bore 19a in the starting position of the tensioning anchor 16 opposite the active surface of the proximity switch 22 is located. The second proximity switch 22 thus gives exact information as to whether the tensioning anchor 16 is with the clamping piece 17 and thus the piston 2 is in the correct starting position, both in terms of its axial position as well as in terms of its twisted position.

Um den Kolben 2 über seine Kolbenstange 2a in jeder beliebigen Stellung festlegen zu können,ist im Gehäuse 1 eine die Kolbenstange 2a auf einem Teil ihrer Länge umgebende Klemmbuchse 23 angeordnet. Diese Klemmbuchse 23 ist doppelwandig ausgeführt und besitzt auf diese Weise einen ringförmigen Druckraum 23a,der mit einem Druckmedium gefüllt ist. Dieses Druckmedium kann beispielsweise eine Druckflüssigkeit oder eine plastische Masse sein, die bei einer Druckbeaufschlagung die Wandungen der Klemmbuchse 23 aufweitet, so daß die Kolben stange 2a im Gehäuse 1 reibschlüssig festgeklemmt wird. Der hierzu erforderliche Druck liegt bei etwa 1500 bar. Nach einem Abbau dieses Druckes kehren die Wandungen der Klemmbuchse 23 in ihre Ausgangsstellung zurück,so daß anschließend die Kolbenstange 2a wieder frei im Gehäuse 1 verschoben werden kann. Die Klemmbuchse 23 ist über einen Flansch 23b unverschiebbar im Gehäuse 1 festgelegt.To the piston 2 via its piston rod 2a in any position to be able to set, the piston rod 2a is in the housing 1 on a part of it Length surrounding clamping sleeve 23 arranged. This clamping sleeve 23 is double-walled executed and has in this way an annular pressure chamber 23a, which with is filled with a pressure medium. This pressure medium can, for example, be a pressure fluid or a plastic mass, which when pressurized the walls the clamping sleeve 23 expands so that the piston rod 2a in the housing 1 frictionally is clamped. The pressure required for this is around 1500 bar. To When this pressure is reduced, the walls of the clamping sleeve 23 return to their starting position back, so that then the piston rod 2a is again freely displaced in the housing 1 can be. The clamping sleeve 23 is immovable in the housing via a flange 23b 1 set.

Zur Erzeugung eines Druckes im Druckraum 23a der Klemmbuchse 23 ist ein Hohlkolbens 24 vorgesehen,der in der Art eines Stufenkolbens ausgebildet ist und auf seiner Mantelfläche Dichtringe 24a trägt. Die Belastung dieses Hohlkolbens 24 im Sinne einer Druckerhöhung im Druckraum 23a erfolgt durch eine im Gehäuse 1 angeordnete Feder 25,die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Tellerfederpaket ausgebildet ist. Diese Feder 25 stützt sich einerseits an der der Klemmbuchse 23 abgekehrten Stirnfläche des Hohlkolbens 24 und andererseits an einer Einstellbuchse 26 ab,die verstellbar in einen Verschlußring 27 eingeschraubt ist,der auf der den Gehäusedeckel 5 gegenüberliegenden Stirnfläche das Gehäuse 1 abschließt. Durch eine Verstellung der Einstellbuchse 26 gegenüber dem Verschlußring 27 kann die Kraft der Feder 25 verändert werden.To generate a pressure in the pressure chamber 23a, the clamping bush 23 is a hollow piston 24 is provided, which is designed in the manner of a stepped piston and carries sealing rings 24a on its outer surface. The load on this hollow piston 24 in the sense of a pressure increase in the pressure chamber 23a takes place through a pressure in the housing 1 arranged spring 25, the in the illustrated embodiment is designed as a disk spring package. This spring 25 is supported on the one hand on the the clamping sleeve 23 facing away from the end face of the hollow piston 24 and on the other hand an adjusting bushing 26 which is screwed adjustably into a locking ring 27 the housing 1 on the end face opposite the housing cover 5 concludes. By adjusting the adjusting sleeve 26 relative to the locking ring 27, the force of the spring 25 can be changed.

Die über einen in den Druckraum 23a der Klemmbuchse 23 hineinragenden Ansatz 24b am Hohlkolben 24 einen hohen Druck im Druckraum 23a und damit eine Aufweitung der doppelwandigen Klemmbuchse 23 erzeugende Feder 25 bewirkt somit eine Festlegung des Kolbens 2 über seine Kolben stange 2a,wenn der Hohlkolben 24 nicht entgegen der Kraft der Feder 2 verschoben wird. Eine derartige,die Betätigung des Kolbens 2 ermöglichende Verschiebung des Hohlkolbens 24 kann durch ein Druckmittel erfolgen,welches über einen Druckmittelanschluß 28 der Ringfläche des Hohlkolbens 24 zugeführt werden kann,welche der von der Feder 25 belasteten Kolbenfläche gegenüberliegt. Durch Einführen von Druckmittel durch den Druckmittelanschluß 28 kann ot jederzeit; die Wirkung der Klemmbuchse 23 aufgehoben werden. Fällt der Druck dieses dem Druck mittelanschluß 28 zugeführten Druckmittels,das auch als Druckmittel zi Betätigung des Kolbens 2 verwendet wird,unter einen bestimmten Wert ab,kommt die Feder 25 zur Wirkung. Dies bedeutet, daß bei einem vorge gebenen Druckabfall der Kolben 2 unverzüglich durch die Feder 25 über seine Kolbenstange 2a festgeklemmt wird,so daß bei einem unzulässig großen Abfall oder gar Ausfall des Druckes im Hydrauliksystem selbsttätig eine Festklemmung des Kolbens 2 erfolgt-.The protruding into the pressure chamber 23a of the clamping sleeve 23 via a Approach 24b on the hollow piston 24 creates a high pressure in the pressure chamber 23a and thus an expansion the spring 25 generating the double-walled clamping bushing 23 thus causes a fixing of the piston 2 on its piston rod 2a when the hollow piston 24 does not oppose the force of the spring 2 is shifted. One such, the actuation of the piston 2 enabling displacement of the hollow piston 24 can take place by a pressure medium, which can be supplied to the annular surface of the hollow piston 24 via a pressure medium connection 28 which is opposite to the piston surface loaded by the spring 25. By introducing of pressure medium through the pressure medium connection 28 can ot at any time; the effect the clamping sleeve 23 are canceled. If the pressure falls this the pressure medium connection 28 supplied pressure medium, which is also used as a pressure medium for actuating the piston 2 is used below a certain value, the spring 25 comes into effect. this means that at a given pressure drop, the piston 2 immediately through the spring 25 is clamped on its piston rod 2a, so that inadmissible in one large drop or even failure of the pressure in the hydraulic system automatically jamming of the piston 2 takes place.

Um eine Betätigung des voranstehend beschriebenen Schwenkspallslers zu ermöglichen,ist es erforderlich,einerseits in der voranstehend beschriebenen Weise die Klemmung des Kolbens 2 durch die Klemmbuchse 23 aufzuheben und andererseits gleichzeitig oder anschließend über ein durch den Druckmittelanschluß 7 zugeführtes-Druckmittel den Kolben 2 zu bewegen. Durch die in die Steuerkurve 11d eingreifende Kugel 15 erfolgt beim Hub des Kolbens 2 zuerst eine kombinierte- Hub- und Dreho bewegung,bei welcher der Kolben 2 um beispielsweise 60 gedreht wird.In order to actuate the swiveling spaller described above To enable, it is necessary on the one hand in the above-described Way to cancel the clamping of the piston 2 by the clamping sleeve 23 and on the other hand at the same time or subsequently via a pressure medium supplied through the pressure medium connection 7 to move the piston 2. By the ball 15 engaging in the control cam 11d When the piston 2 is lifted, a combined lifting and rotating movement occurs first which the piston 2 is rotated by 60, for example.

Diese Drehbewegung bewirkt ein Verschwenken des Spannstückes 17,so daß dieses aus einer Ausgangslage, in welcher das Werkzeug ohne Schwierigkeiten eingelegt werden konnte, in die eigentliche Spannstellung verschwenkt. Beim anschließenden Hub des Kolbens 2, der infolge des axialen Abschnittes der Steuerkurve 11d ein reiner Spannhub ist,wird das Werkstück über das Spannstück 17 und den Spannanker 16 festgespannt. Die hierbei erzielte Spannkraft kann entweder durch Beibehalten des Drucks im Hydrauliksystem aufrechterhalten werden.Sie kann aber auch ersetzt werden durch die Klemmkraft der Klemmbuchse 23,die über die Kolbenstange 2a des Kolbens 2 und den Spannanker 16 das Spannstück 17 sicher in seiner Spannstellung festhält,wenn der Druck des über den Druckmittelanschluß 7 und den Druckmittelanschluß 28 zugeführten Druckmittels abgebaut wird. Hierdurch wird gleichzeitig die Sicherheit erreicht, daß bei einem Ausfall des Hydrauliksystems ein eingespanntes Werkstück sicher festgehalten wird.This rotary movement causes the clamping piece 17 to pivot, see above that this from a starting position in which the tool without difficulty could be inserted, pivoted into the actual clamping position. During the subsequent Stroke of the piston 2, which as a result of the axial section of the control cam 11d is a pure Is clamping stroke, the workpiece is clamped via the clamping piece 17 and the clamping anchor 16. The clamping force achieved here can either be achieved by maintaining the pressure in the hydraulic system However, it can also be replaced by the clamping force of the Clamping bush 23, which over the piston rod 2a of the piston 2 and the clamping anchor 16 the clamping piece 17 securely holds in its clamping position when the pressure of the over the pressure medium connection 7 and the pressure medium connection 28 supplied pressure medium is dismantled. As a result, the security is achieved at the same time that with a Failure of the hydraulic system a clamped workpiece is securely held.

Das Lösen und Freigeben des mittels des Spannstückes 17 festgehaltenen Werkstückes erfolgt unter Zuführung von Druckmittel durch den Druckmittelanschluß 28,so daß die Klemmbuchse 23 nicht wirksam wird. Der Kolben 2 kann entweder über die eingebaute Rückholfeder 9 oder durch Druckmittel in seine in Fig.1 dargestellte Ausgangslage zurückbewegt werden,wobei dieses Druckmittel durch den Druckmittelanschluß 8 zugeführt wird. Selbstverständlich können beide Rückholkräfte gleichzeitig eingesetzt werden.The loosening and releasing of the held by means of the clamping piece 17 Workpiece takes place with the supply of pressure medium through the pressure medium connection 28, so that the clamping sleeve 23 is not effective. The piston 2 can either over the built-in return spring 9 or by pressure medium in its shown in Fig.1 Starting position are moved back, this pressure medium through the pressure medium connection 8 is fed. Of course, both return forces can be used at the same time will.

Die auf den æalindrischen Haltezapfen llb des Steuerkolbens 11 wirkenden ,perrelemente 12 dienen als eine Art Überlastsicherung für den Steuerbolzen 11. Sie verhindern, daß bei einer unvollständigen Verschwenkung,die beispielsweise durch ein fehlerhaft eingelegtes Werkstück erzwungen werden kann,die aus der Steuerkurve 11d und der Kugel 15 bestehende Führungseinrichtung zerstört wird,weil bei Überschreiten der von den Sperrfedern 14 erzeugten Haltekräfte sich der Steuerbolzen 11 gegenüber dem Gehäusedeckel 5 drehen kann.The acting on the æalindrischen retaining pin 11b of the control piston 11 , locking elements 12 serve as a type of overload protection for the control pin 11. You prevent an incomplete pivoting, for example by an incorrectly inserted workpiece can be forced out of the control cam 11d and the ball 15 existing guide device is destroyed because when exceeded the holding forces generated by the locking springs 14, the control pin 11 opposite the housing cover 5 can rotate.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: (1.) Hydraulically operated swing clamp, in particular for clamping workpieces on the table of a machine tool, with a arranged in a housing, the piston arranged with an outside of the housing Clamping piece is connected, which apart from an axial clamping movement, a pivoting movement executes the at a predetermined angle corresponding to a guide device from a normally non-rotatable arranged on the housing, protruding into the piston There is control pin and at least one control cam, which is in the guide surface between the control pin and piston with a helical cam piece for a rotary and simultaneous lifting movement and an axial section for the pure clamping movement of the piston is formed and in which one is arranged on the piston or control pin Guide member protrudes, characterized in that in the housing (1) a double-walled, the Piston (2) is arranged on part of its length surrounding clamping sleeve (23j, the annular pressure chamber (23a) can be loaded by an extension (24b) of a hollow piston (24) is that in the sense of a pressure increase in the pressure chamber (23a) of the clamping sleeve (23) amine in the housing (1) arranged spring (25) loaded and in the sense of a pressure reduction can be acted upon hydraulically in the pressure chamber (23a).

2. Swing clamp according to claim 1, characterized in that the The force of the spring (25) is adjustable.

3. Swing clamp according to claim 1 or 2, characterized in that that the piston (2) as a double-acting piston optionally through one of two hydraulic connections (7,8) in the housing (1) can be acted upon hydraulically and additionally by an im Piston (2) built-in return spring (9) is loaded.

4. Swing clamp according to at least one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the clamping piece (17) is designed as an expansion screw by means of a Clamping anchor (16) is connected to the piston (2).

5. Swing clamp according to claim ~ 4, ~ characterized in that the head of the tensioning anchor (16) an element (tube 19) that is not subject to the tensioning forces is attached, at its end lying in the housing (1) on the change in length of the tensioning anchor (16) responsive proximity switch (21) is attached.

6. Swing clamp according to claim 5, characterized in that the Element as a rod penetrating the tensioning anchor (16) or as a tensioning anchor (16) surrounding tube (19) is formed.

7. Swing clamp according to at least one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the starting position of the clamping piece (17) by a proximity switch (22) is monitored, the mt a bore (19a) in the tube (19) or with a recess cooperates in the tension anchor (16).