DE3740385A1 - Verriegelung der kolbenstange innerhalb eines zylinders - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verriegelung der Kol­ benstange innerhalb eines Zylinders für hydraulische Spannvorrichtungen, wie sie zum Spannen von Werkstücken, Formen usw. auf Maschinentischen benutzt werden.

Spannelemente dieser Art dienen zum Festsetzen von Formen auf Kunststoff-Spritzgußmaschinen und Leichtmetall-Druck­ gußmaschinen sowie zum Spannen von Werkzeugen auf Pressen usw. Es ist bekannt, die Wechsel von Formen und Werk­ stücken mittels Keilspannelemente vorzusehen um in der Regel einen schnellen Wechsel zu ermöglichen, da die Spannbolzen schnell in die Spannstellung und ebenso schnell in die Endspannstellung gebracht werden können.

Eine Voraussetzung all dieser Spannelemente ist, sie in ihrer Spannstellung festzuhalten unabhängig davon, ob der Druck zum Spannen aufgehoben wird oder nicht. In der Regel erfolgt die Festsetzung des Werkstückes über eine Kolben­ stange mit entsprechender Ausbildung nach Druckbeauf­ schlagung des zugehörigen Kolbens. Nach erfolgter Druck­ beaufschlagung und Festsetzung des Werkstückes ist es erforderlich, die Kolbenstange in der Arbeitsstellung festzusetzen. Hierzu sind eine Reihe von Maßnahmen be­ kannt, die jedoch nicht verhindern können, daß bei Fehl­ bedienungen schwerwiegende Folgen eintreten können, wenn beispielsweise Gegendruck auf den Kolben gegeben wird und damit eine Endriegelung erfolgt.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, die Kolben­ stange in ihrer Arbeitsstellung nicht nur festzusetzen, sondern dieses Festsetzen so bewirken, daß es weitestge­ hend gegen Fehlbedienungen geschützt ist. Erfindungsgemäß geschieht das durch die in den Ansprüchen enthaltenen kennzeichnenden Merkmale.

Die Vorteile der Erfindung liegen in der einfachen Kon­ struktion, durch die erreicht wird, daß das Spannen durch einen Befehl erzielbar, zum Entspannen jedoch zwei Befehle gleichzeitig gegeben werden müssen. Damit wird vermieden, daß bei Fehlbedienung durch einen Impuls die Spannvorrich­ tung gelöst werden kann.

Die Einzelheiten der Erfindung sind der Zeichnung zu ent­ nehmen.

Die Figur zeigt die Verriegelungseinheit in ihrem gesamten Aufbau. Träger der gesamten Verriegelungseinheit ist ein Gehäuse (1). In dessen inneren ist die Klemmvorrichtung (2) angeordnet und zwar so, daß sie innerhalb des Gehäuses gleiten kann. Damit ist die Klemmvorrichtung (2) nach beiden Seiten verschiebbar eingebracht. Diese Klemmvor­ richtung (2) besitzt Bohrungen, die dem jeweiligen Durch­ messer der zu führenden Teile angepaßt sind. So trägt sie an einem Ende die Bohrung (12), die den Durchmesser des Kolbens (3) angepaßt ist, so daß in dieser Bohrung der Kolben (3) gleiten kann. Im Bereich der Kolbenstange (4) besitzt die Klemmvorrichtung (2) eine Bohrung (13), die den Durchmesser der Kolbenstange angepaßt ist. Damit kann die Kolbenstange innerhalb der Klemmvorrichtung (2) glei­ ten. Das Gehäuse wird durch eine Gewindebuchse (6) abge­ schlossen, die ebenfalls einen Innendurchmesser besitzt, der der Kolbenstange (4) angepaßt ist, so daß die Kolben­ stange (4) letztlich hier ihre eigentliche Führung erhält. Die Bohrung der Verriegelungsvorrichtung im Bereich der Kolbenstange ist zum Ende der Verriegelungsvorrichtung hin konisch aufgeweitet, so daß sich eine konische Bohrung (5) ergibt.

Um Druckluft in die einzelnen Kammern zu leiten, ist das Gehäuse 1 mit entsprechenden Drucklufteinlässen (7, 8, 9) versehen. Die Klemmvorrichtung (2) ist ferner an der Stirnseite im Bereich des Kolbens (3) mit einer Ringfläche (10) ausgebildet, deren Querschnitt a ausreichend ist, um mit Druckluft beaufschlagt zu werden.

Auf der Kolbenstange (4) ist ein Keil (11) gleitend aufge­ bracht. Dieser Keil (11) ist ringförmig angeordnet, wobei jedoch die äußere Oberfläche einen konischen Verlauf hat. Der außen konisch ausgebildete Keil (11) ist hierbei dem konischen Verlauf (5) der Klemmvorrichtung (2) angepaßt, so daß die beiden Flächen nach entsprechender Verschiebung glatt aufeinander aufliegen. Darüberhinaus besitzt der konische Keil (11) im Inneren Schlitze, die ihn federnd machen, so daß ein auf ihn wirkender Druck, der senkrecht zur Mittelachse der Kolbenstange verläuft, den Keil (11) fest auf die Kolbenstange preßt.

Die Wirkungsweise dieser Verriegelung ist folgende: Um die hydraulische Einheit in die Arbeitsstellung zu fahren, muß zunächst der Drucklufteinlaß (7) mit Druckluft beaufschlagt werden. Diese Druckluft wirkt auf den Kolben (3) und schiebt ihn innerhalb der Bohrung (12) nach rechts, wobei die Kolbenstange (4) mitgenommen wird. Die Druckluft wirkt aber nicht nur auf die Fläche des Kolbens (3), sondern gleichzeitig auf die Ringfläche (10) und verschiebt ebenfalls die Klemmvorrichtung (2) innerhalb des Gehäuses (1). Der auf der Kolbenstange gleitend auf­ sitzende Keil (11) kann die Bewegung nicht mitmachen, da er gegen die Gewindebuchse (6) fährt. Damit ergibt sich eine Bewegung der Klemmvorrichtung (2) gegenüber dem Keil (11). Die Klemmvorrichtung (2) fährt in Folge der Druck­ beaufschlagung mit ihrer konischen Erweiterung (5) auf den Keil (11) auf, bis sie in Folge der Schräge, bedingt durch den Konus, auf den Keil fest aufsitzt. Nunmehr übt sie einen senkrechten Druck zur Achse der Kolbenstange auf den Keil aus, und preßt diesen fest auf die Kolbenstange. Durch die eingebrachten Schlitze drückt jetzt der Keil (7) so auf die Kolbenstange, daß diese unverrückbar festgehal­ ten wird.

Der zeitliche Ablauf der Bewegungen der Klemmvorrichtung (2) und des Kolbens (3) mit Kolbenstange (4) ist jeweils so, daß die Kolbenstange bereits ihre Endstellung, d. h. ihre Arbeitsstellung erreicht hat, bevor die Klenmvorrich­ tung den wirksamen Druck zur Verriegelung auf den Keil ausübt. Der Konus des Keiles (11) und die konische Aufwei­ tung (5) der Klemmvorrichtung, sind jeweils so einander angepaßt, daß sie selbsthemmend wirksam sind.

Wird jetzt der Druck auf Einlaß (7) weggenommen, dann bleibt die Kolbenstange in der eingenommenen Lage fest sitzen, so daß das Werkstück gespannt bleibt. Wird jetzt beispielsweise durch ein Versehen Druckluft in den Druck­ lufteinlaß (8) gegeben, so fühlt sich die Kammer hinter den Kolben mit Druckluft, ohne daß jedoch eine Bewegung des Kolbens oder der Klemmvorrichtung möglich ist. Die in der Kammer hinter dem Kolben befindliche Druckluft wirkt nämlich nach beiden Seiten sowohl auf die Kolbenfläche als auch auf die Fläche der Klemmvorrichtung, womit zwar der Kolben gegenüber der Klemmvorrichtung eine Bewegung aus­ üben könnte, jedoch durch den Druck der Klemmvorrichtung auf den Keil (11) und damit auf die Kolbenstange (4) daran gehindert wird. Dementsprechend ist ein Lösen der Spann­ vorrichtung, d. h. ein Entspannen nur dann möglich, wenn zuerst Druck in den Druckeinlaß (9) gegeben wird. Dieser Druck dringt in die Kammer zwischen Gehäuse und Klemmvor­ richtung und schiebt zunächst die Klemmvorrichtung um einen geringen Betrag zurück, ohne daß hierbei der Kolben (3) mitgenommen werden muß. Damit ist aber der Druck auf den Keil (11) gelöst, und dieser liegt wieder gleitend auf der Kolbenstange auf. Wird jetzt auch Druck in den Einlaß (8) gegeben, dann verschiebt sich der Kolben mit der Kol­ benstange und die Klemmvorrichtung in die Entspannstel­ lung.

Damit ist sichergestellt, daß auch bei Fehlbedienung, beispielsweise Druckbeaufschlagung des Einlasses (8), keine Entriegelung vollziehbar ist. Nur wenn gleichzeitig der Einlaß (9) und der Einlaß (8) mit Druck beaufschlagt werden, kann eine Entspannung erfolgen.

Claims (9)

1. Verriegelung der Kolbenstange innerhalb eines Zylin­ ders für hydraulische Spannvorrichtungen zum Spannen von Werkstücken, Formen auf Maschinentischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange mit ihrem Kolben in den zylindrischen Bohrungen einer Klemmeinheit geführt ist und daß die Klemmeinheit innerhalb eines Ge­ häuses verschiebbar angeordnet ist.

2. Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinheit an ihrem Ende über der Kolbenstange konisch aufgeweitet ist.

3. Verriegelung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange ein ring­ förmiger Keil aufliegt, dessen Oberfläche konisch ausge­ bildet ist und dessen Konus der konischen Aufweitung der Klemmeinheit angepaßt ist.

4. Verriegelung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Keil nach innen mit Schlitzen versehen ist, die bei Druckbeauf­ schlagung gespreizt werden.

5. Verriegelung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinheit im Wirkungs­ bereich des Kolbens an ihrem Ende mit einer ringförmigen Fläche zur Druckbeaufschlagung versehen ist.

6. Verriegelung nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druckbeaufschlagung des Kolbens die Klemmeinheit über ihre Ringfläche gleichzeitig dem Druck ausgesetzt und daß der Kolben mit Kolbenstange und Kleimmeinheit zugleich verschiebbar ist.

7. Verriegelung nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Keil auf der Kolbenstange gleitend aufgebracht ist und durch die auf seiner konischen Fläche aufgleitende Klemmeinheit auf der Kolbenstange festsetzbar ist.

8. Verriegelung nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Aufweitung der Klemmeinheit zusammenwirkend mit der konischen Oberfläche des Keiles selbsthemmend ausgebildet sind.

9. Verriegelung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Entspannen der Spannein­ heit eine Druckluftbeaufschlagung der Entspannkammer des Kolbens und der Entspannkammer der Klemmvorrichtung be­ dingt.