DE3531507A1

DE3531507A1 - Hydraulically drivable clamping mechanism

Info

Publication number: DE3531507A1
Application number: DE19853531507
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Geyer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1985-09-04
Publication date: 1987-03-19
Also published as: DE3531507C2

Abstract

The invention describes a hydraulically operating clamping mechanism, in which a clamping arm is clamped in a wedge gap by a wedge-like-designed hydraulically drivable piston. In order to be able to release the clamping mechanism even when the clamped-in object is thermally distorted, it is provided according to the invention that the piston is movable perpendicularly to the direction of displacement of the clamping arm and is supported outside the wedge surface.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch antreibbare Spann vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulically driven clamping Device according to the preamble of first claim 1.

Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der DE-OS 33 18 432 bekannt. Die dort beschriebene Spannvorrichtung eignet sich nur zum Spannen von thermisch nicht belasteten Werkzeugen oder Werkstücken. Sobald thermisch belasteten Werkzeuge/Werkstücke eingespannt werden, wird aufgrund des thermischen Verzuges der Keilspalt zwischen dem Spannarm und dem Gehäuse verkleinert. Dies hat zur Folge, daß der keilartig ausgebildete Kolben nicht mehr aus dem so verkleinerten Keilspalt herausgedrückt werden kann. Ein Lösen der Spanneinrichtung ist deshalb nur noch nach Abkühlung des Werkzeuges/Werkstückes möglich. Dies ist jedoch nicht vertretbar.Such a clamping device is from DE-OS 33 18 432 known. The clamping device described there is only suitable for clamping tools that are not thermally loaded or Workpieces. As soon as thermally stressed tools / workpieces are clamped due to the thermal distortion of the Wedge gap between the clamping arm and the housing reduced. This has the consequence that the wedge-shaped piston is not be pushed out of the wedge gap that is reduced in this way can. A loosening of the tensioning device is therefore only after Cooling of the tool / workpiece possible. However, this is not justifiable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulisch arbeitende Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs derart weiterzubilden, daß auch während des Spannens auftretender thermischer Verzug der eingespannten Gegenstände nicht zu einem Blockieren der Spanneinrichtung führt.The object of the present invention is a hydraulic working clamping device according to the preamble of the first Claim to develop such that even during tensioning thermal distortion of the clamped objects does not lead to blocking of the tensioning device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Lösung basiert auf der Erkenntnis, daß der thermische Verzug der eingespannten Gegen stände durch die erfindungsgemäße Anordnung zwar auch den Keilspalt verkleinert, daß dadurch aber nicht der keilartig aus gebildete Kolben verklemmt wird. Dies geschieht zum einen da durch, daß die Kolbenbewegung senkrecht zur Verschieberichtung des Spannarmes verläuft und zum anderen dadurch, daß die Abstütz flächen des Kolbens am Gehäuse außerhalb der Keilfläche liegt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß trotz thermischen Verzugs der eingespannten Gegenstände ein Lösen auch bei hydraulisch betätigbarer Spannvorrichtung durchgeführt werden kann.This object is achieved by the characterizing Features of the first claim solved. The solution is based on the Realization that the thermal distortion of the clamped counter would stand by the arrangement according to the invention Wedge gap reduced, but this does not make the wedge-like formed piston is jammed. On the one hand, this happens through that the piston movement perpendicular to the direction of displacement of the clamping arm and on the other hand in that the support faces of the piston on the housing is outside the wedge surface. This has the advantage that despite thermal distortion release of the clamped objects even with hydraulic actuatable clamping device can be performed.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 wird der Platzbedarf der Spannvorrichtung wesentlich verkleinert. Hierdurch ist es möglich, sie innerhalb der Arbeitsfläche, auf der die einzuspannenden Gegenstände gehalten werden sollen, unterzubringen.Through the training according to claim 2, the space required Clamping device significantly reduced. This makes it possible them within the work surface on which to be clamped Objects should be kept to accommodate.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird eine sichere Führung des Spannarmes am Kolben erzielt. Zusätzliche Rückzugsmittel des Spannarmes sind dadurch nicht erforderlich.Through the training according to claim 3 is a safe leadership of the tension arm on the piston. Additional means of withdrawal of the As a result, no need for tensioners is required.

Durch den in Anspruch 4 vorgeschlagenen Keilwinkel wird bei auftretendem thermischen Verzug des eingespannten Gegenstandes zusätzlich der Vorteil erreicht, daß die am Kolben auftretenden Kräfte diesen zu einer Bewegung entgegengesetzt der Spannrich tung zwingen, so daß der Spannarm nachgeben kann, ohne die Spannfunktion aufzugeben.By the wedge angle proposed in claim 4 is at thermal distortion of the clamped object additionally achieved the advantage that those occurring on the piston Forces these to move against the instep force, so that the tension arm can yield without the Abandon clamping function.

Durch die Weiterbildung nach den Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 wird die Reibungsbelastung der Vorrichtung auf ein Minimum gesenkt.By training according to the features of claims 5 and 6, the frictional load on the device is kept to a minimum lowered.

Eine bevorzugte Ausführung des Spannarmes beschreibt Anspruch 7. A preferred embodiment of the tension arm describes claim 7.

Die Weiterbildung nach Anspruch 8 hat den Vorteil, daß die auf den Kolben wirkenden Spann- und Lösekräfte gleich groß sind. So kann auch unter ungünstigsten Bedingungen ein Lösen der Spannvor richtung durchgeführt werden. Es ist jedoch denkbar, die Kolben durchmesser unterschiedlich groß auszuführen, wenn in einer Arbeitsrichtung anwendungsbedingt höhere Kräfte gefordert werden als in der anderen Arbeitsrichtung.The development according to claim 8 has the advantage that the the clamping and releasing forces acting on the piston are the same. So can loosen the clamping device even under the most unfavorable conditions direction. However, it is conceivable the pistons diameter of different sizes, if in one Direction of work requires higher forces due to the application than in the other direction.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es stellt darThe invention is based on a preferred embodiment example explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungs gemäß aufgebaute Spannvorrichtung; Fig. 1 shows a schematic cross section through a fiction, constructed according to the tensioning device;

Fig. 2 eine Weiterbildung der Spannvorrichtung nach Fig. 1. Fig. 2 is a further development of the tensioning device of FIG. 1.

Die Spannvorrichtung 1 in Fig. 1 ist in einer nicht näher darge stellten Arbeitsfläche untergebracht. Sie dient zum Festhalten eines Werkstückes/Werkzeuges 2 auf dieser Arbeitsfläche. Das Werkstück/ Werkzeug 2 ist nur auszugsweise dargestellt.The clamping device 1 in Fig. 1 is housed in a working area not shown Darge. It is used to hold a workpiece / tool 2 on this work surface. The workpiece / tool 2 is only shown in part.

Die Spannvorrichtung 1 besteht aus dem Gehäuse 3, aus dem der Spannarm 4 mit seinem Zugmaul herausragt. Der Spannarm 4 ist vertikal verschiebbar in dem Gehäuse 3 gelagert.The clamping device 1 consists of the housing 3 , from which the clamping arm 4 protrudes with its draw jaw. The clamping arm 4 is mounted in the housing 3 so as to be vertically displaceable.

Horizontal verschiebbar in dem Gehäuse 3 ist ein Kolben 6 vorge sehen. Der Kolben 6 weist zwei Kolbenbunde 7 und 8 auf, welche Druckräume 9 und 10 im Gehäuse begrenzen. Der Kolben 6 durch setzt mit seinem Mittelteil 11 den Spannarm 4. Um eine Spannkraft auf den Spannarm 4 ausüben zu können, ist eine Keilfläche 12 zwischen dem Spannarm und dem Kolben 6 vorgesehen. Der Keilwin kel α der Keilfläche 12 beträgt bevorzugt 30°. Die Durchdringungs öffnung des Kolbens 6 in dem Spannarm 4 ist größer als die größte Dicke des Keils, um zu verhindern, daß der Spannarm 4 auf dem Kolben 6 festsitzt.A piston 6 can be seen horizontally displaceably in the housing 3 . The piston 6 has two piston collars 7 and 8 , which limit pressure chambers 9 and 10 in the housing. The piston 6 with its middle part 11 sets the tension arm 4 . In order to be able to exert a clamping force on the clamping arm 4 , a wedge surface 12 is provided between the clamping arm and the piston 6 . The wedge angle α of the wedge surface 12 is preferably 30 °. The penetration opening of the piston 6 in the clamping arm 4 is greater than the greatest thickness of the wedge to prevent the clamping arm 4 from being stuck on the piston 6 .

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß der Kolben 6′ zwei Keilflächen aufweist, die parallel zueinander liegen. Beide Keilflächen 12′ und 12′′ stellen Verbindungsflächen des Kolbens 6′ mit dem Spannarm 4′ dar. Alle übrigen Elemente sind gleich und deshalb mit gleichen Bezugszif fern versehen.The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that the piston 6 'has two wedge surfaces which are parallel to each other. Both wedge surfaces 12 ' and 12'' represent connecting surfaces of the piston 6' with the tension arm 4 ' . All other elements are the same and therefore provided with the same reference number.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Spannvorrichtung arbeitet wie folgt:The tensioning device constructed according to the invention works as follows:

Sobald ein einzuspannendes Werkzeug/Werkstück auf die Arbeits fläche aufgelegt ist, wird in dem Druckarm 9 Druck aufgebaut. Dadurch verschiebt sich der Kolben 6 bzw. 6′ nach rechts. Auf grund der Keilflächen 12 bzw. 12′, 12′′ wird dadurch der Spann arm 4 vertikal nach unten bewegt. Dadurch klemmt er mit seinem Zugmaul das einzuspannende Werkzeug/Werkstück 2 ein. Um zu verhindern, daß bei Ausfall des Hydraulikdruckes das eingespannte Werkzeug/Werkstück aufgrund der nachlassenden Spannkraft sich löst, ist in dem Druckraum 9 eine Druckfeder 13 vorgesehen.As soon as a tool / workpiece to be clamped is placed on the work surface, 9 pressure is built up in the pressure arm. This moves the piston 6 or 6 ' to the right. Because of the wedge surfaces 12 and 12 ', 12'' , the clamping arm 4 is moved vertically downwards. As a result, he clamps the tool / workpiece 2 to be clamped with his draw jaw. In order to prevent the clamped tool / workpiece from loosening due to the decreasing clamping force if the hydraulic pressure fails, a compression spring 13 is provided in the pressure chamber 9 .

Erwärmt sich nun das Werkzeug während des Spannvorganges, beispielsweise weil es sich um eine Kokille einer Gießmaschine handelt, so wird auf den Spannarm 4 am Zugmaul eine vertikal noch oben gerichtete Kraft ausgeübt. Aufgrund der Keilflächen 12 bzw. 12′, 12′′ wird auf den Kolben 6 bzw. 6′ eine Kraft ausge übt, und zwar in Richtung Lösen. Aufgrund des vorhandenen Hydraulikdruckes im Zylinderraum 9 löst der Kolben 6 bzw. 6′ sich nicht, läßt sich jedoch gegen den anstehenden Hydraulikdruck bei entsprechend hohen Verzugskräften verschieben. Andererseits wird jedoch durch die außerhalb der Keilflächen 12 bzw. 12′ und 12′′ angeordnete Abstützung der Kolben über die Kolbenbunde 7 und 8 erreicht, daß der sich verkleinernde Keilspalt zwischen der Keil fläche 12 und dem Gehäuse 3 nicht zu einem Verklemmen des Kolbens 6 bzw. 6′ führt.If the tool heats up during the clamping process, for example because it is a mold of a casting machine, a force that is still directed vertically upwards is exerted on the clamping arm 4 on the towing jaw. Due to the wedge surfaces 12 and 12 ', 12'' a force is exerted on the piston 6 and 6' , in the direction of loosening. Due to the existing hydraulic pressure in the cylinder chamber 9 , the piston 6 or 6 ' does not loosen, but can be moved against the hydraulic pressure at correspondingly high distortion forces. On the other hand, however, is achieved by the outside of the wedge surfaces 12 and 12 ' and 12'' arranged support of the piston on the piston collars 7 and 8 that the wedge gap between the wedge surface 12 and the housing 3 does not jam the piston 6th or 6 ' leads.

Zum Lösen der Spannvorrichtung 1 wird der Druck in dem Zylinder raum 9 reduziert und in dem Zylinderraum 10 aufgebaut. Dadurch wird der Kolben 6 bzw. 6′ nach links verschoben. Um in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nun nicht den Kraftschluß an der Keilfläche 12 zu verlieren, ist zwischen dem Spannarm 4 und dem Gehäuse 3 eine Druckfeder 14 angeordnet, die den Spannarm 4 in Löserichtung bewegt.To release the clamping device 1 , the pressure in the cylinder chamber 9 is reduced and built up in the cylinder chamber 10 . This moves the piston 6 or 6 ' to the left. In order not to lose the frictional engagement on the wedge surface 12 in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a compression spring 14 is arranged between the tensioning arm 4 and the housing 3 and moves the tensioning arm 4 in the release direction.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist diese Druckfeder 14 nicht erforderlich aufgrund der zusätzliche vorhandenen Keilfläche 12′′. Hier wird durch die Bewegung des Kolbens 6′ nach links der Spannarm 4′ aus dem Gehäuse herausgeschoben, so daß das eingespannte Werkzeug/Werkstück 2 gelöst wird. Es kann nunmehr von der Arbeitsplatte genommen werden.In the embodiment of Fig. 2, this compression spring 14 is not required due to the additional wedge surface 12 '' . Here, the clamping arm 4 'is pushed out of the housing by the movement of the piston 6' to the left, so that the clamped tool / workpiece 2 is released. It can now be removed from the worktop.

Claims

1. Hydraulically drivable clamping device, consisting of a displaceably arranged clamping arm which is displaceable by a hydraulically drivable piston spring-loaded in the clamping direction, a wedge gap being provided between the clamping arm and the housing, in which the wedge-shaped piston can be moved, thereby characterized in that the piston ( 6, 6 ' ) is movable perpendicular to the direction of displacement of the clamping arm ( 4, 4' ) and that the support of the piston ( 6, 6 ' ) on the housing ( 3 ) is provided outside the wedge gap (wedge surface 12 ) .

2. Hydraulically driven clamping device according to claim 1, characterized in that the piston ( 6, 6 ' ) the clamping arm ( 4, 4' ) penetrates.

3. Hydraulically driven clamping device according to claim 2, characterized in that the piston ( 6, 6 ' ) with the clamping arm ( 4, 4' ) via two parallel wedge surfaces ( 12 ', 12'' ) is connected.

4. Hydraulically driven clamping device according to one of the previous claims that the wedge angle in the range of 20 ° -45 °, preferably 30 °.

5. Hydraulically driven clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the wedge surfaces ( 12, 12 ', 12'' ) have a friction-reducing coating.

6. Hydraulically driven clamping device according to one of claims 1-4, characterized in that in the wedge surface ( 12, 12 ', 12'' ) between the clamping arm ( 4, 4' ) and the piston ( 6, 6 ' ) a roller belt is arranged.

7. Hydraulically driven tensioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the tensioning arm ( 4, 4 ' ) has a pulling jaw at its front free end for tensioning.

8. Hydraulically driven clamping device according to one of the previous claims, characterized in that the pressure-effective surfaces of the Pistons are the same size.