DE3902918C1

DE3902918C1 - Clamping device for tightly clamping tools

Info

Publication number: DE3902918C1
Application number: DE19893902918
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dr.-Ing. 4800 Bielefeld De Brangs; Horst 4807 Borgholzhausen De Meier
Original assignee: Berg & Co 4800 Bielefeld De GmbH
Current assignee: Berg & Co 4800 Bielefeld De GmbH
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1989-02-01
Publication date: 1990-04-26
Anticipated expiration: 2009-02-02

Abstract

A monitoring sensor (5) has a sprung feeler (14) which reciprocates transversally to the direction of movement of the compression springs (9) and engages in a ring (13) which is arranged inside the cylinder (6) and can move in accordance with the directions of movement of the compression springs (9). The reciprocating movement of the feeler (14), which can be measured by means of an assigned switch (16), occurs in dependence on the movement of the ring (13). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Festspannen von Werkzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a tensioning device for clamping tools according to the preamble of Claim 1.

Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der DE-OS 36 39 170 bekannt.Such a clamping device is from DE-OS 36 39 170 known.

Dabei wird die Spannkraft ausschließlich durch die Druck federn aufgebracht, während ein Lösen der Spannvorrichtung durch die hydraulische Betätigung erfolgt. Dadurch wird wirk sam verhindert, daß es zu einer extremen Gefährdung des Bedienungs personals und der Maschine kommt, wenn während des Spannens die Hydraulik aus fällt, was beispielsweise beim Platzen eines Hydrau likschlauches passieren kann.The clamping force is determined solely by the pressure springs applied while loosening the tensioner by hydraulic actuation. This makes it effective sam prevents extreme danger to the operator personals and the machine comes when the hydraulics off during clamping falls, for example when a Hydrau bursts likschlauches can happen.

Bei der bekannten Spannvorrichtung ist zur Bruchüberwachung ein Schaltbolzen vorgesehen, der sich synchron mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens bewegt und dabei einen Kontroll- Sensor in Form eines Endschalters betätigt.In the known tensioning device is for breakage monitoring a switching pin is provided which is synchronous with the rear movement of the piston and thereby a control Sensor actuated in the form of a limit switch.

Allerdings scheint hierbei nicht immer ein Bruch einer Druckfeder in zuverlässiger Weise ermittelbar zu sein. Eine Betätigung des Schalt bolzens ist ungewiß, wenn der Widerstand der gebrochenen Druckfeder, die zwar keine Federkraft mehr ausüben kann, die jedoch immer noch einen körperlichen Widerstand darstellt, aus reicht, um den Kolben in seiner ursprünglichen Posi tion zu halten.However, this does not always seem to be the case Breakage of a compression spring to be ascertainable in a reliable manner. An actuation of the switch bolt is uncertain if the resistance of the broken compression spring, which can no longer exert spring force, but it can still represents physical resistance is enough to keep the piston in its original position tion.

Ein solcherart eintretender, nicht registrierter Spannkraft abfall birgt die Gefahr in sich, daß in einer Kettenreaktion auch weitere, das Werkzeug spannende Spannvorrichtungen wegen Überlastung der Druckfedern versagen.Such an occurring, unregistered clamping force Waste carries the risk that in a chain reaction also other clamping devices that excite the tool fail due to overloading the compression springs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu ge stalten, daß mit konstruktiv geringstem Aufwand eine sichere und störungsfreie Funktionsüberwachung aller Druckfedern möglich ist. The invention is therefore based on the object a clamping device of the generic type so ge stalten that a safe with minimal design effort and trouble-free function monitoring of all compression springs is possible.

Diese Aufgabe wird bei einer Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die im kenn- zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale ge löst.This task will in a tensioning device according to the preamble of claim 1 according to the invention by the drawing part of claim 1 mentioned features ge solves.

Durch diese konstruktiven Maßnahmen ist es nun gelungen, eine einfache und wirkungsvolle Überwachung der Funktions fähigkeit der Spannvorrichtung, insbesondere der Druck federn vorzunehmen.These constructive measures have now enabled simple and effective monitoring of the function ability of the jig, especially the pressure to make springs.

Wegen der aus der einfachen Bauweise resultierenden wirtschaftlichen Herstellungsmöglichkeit ist auch die geringe Störanfälligkeit der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung (Bruchwächter) besonders vorteilhaft.Because of the simple construction economic production possibility is also the low susceptibility to failure of the control device according to the invention (break guard) particularly advantageous.

Dies resultiert nicht zuletzt aus der Gegebenheit, daß die wesentlichen Funktionsteile verkapselt liegen und so un empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen sind. Darüber hinaus sind praktisch keine Verschleißteile vor handen.This results not least from the fact that the essential functional parts are encapsulated and so un are sensitive to external influences. In addition, there are practically no wearing parts act.

Sollte trotz allem einmal eine Reparatur erforderlich werden, so reicht ein einfaches Auswechseln des gesamten Bruchwächters, der beispielsweise seitlich an den Zylinder angeflanscht sein kann.In spite of everything, a repair should be necessary a simple replacement of the whole is sufficient Break guard, for example on the side of the cylinder can be flanged.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen beschrieben. Es zeigt An embodiment of the invention is as follows described with the accompanying drawings. It shows

Fig. 1 eine Presse in einer Vorderansicht mit im Ge brauch befindlichen Spannvorrichtungen Fig. 1 is a press in a front view with Ge in use jigs

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Presse gemäß der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a longitudinal section of the press according to the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung in ver schiedenen Funktionsstellungen, im Längsschnitt dargestellt. Shows a clamping device according to the invention in ver different functional positions, FIG. 3 and 4 in longitudinal section.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Presse, an derem Tisch 3 einerseits und Bär 4 andererseits jeweils ein Werkzeug 2 durch Spannvorrichtungen 1 festgespannt sind. Figs. 1 and 2 show a press, at whose table 3 on the one hand and on the other hand bear 4 are each a tool 2 are clamped by clamping devices 1.

Jede Spannvorrichtung 1 weist entsprechend den Darstellungen in den Fig. 3 und 4 einen Zylinder 6 auf, in dem ein Kolben 18 axial beweglich angeordnet ist.Each clamping device 1 has in accordance with the illustrations in FIGS. 3 and 4, a cylinder 6, in which a piston 18 is arranged axially movable.

Das aus dem Zylinder 6 herausragende freie Ende der Kolbenstange 8 ist formschlüssig in einer Aufnahme 17 des Bärs 4 bzw. des Tisches 3 festgelegt.The free end of the piston rod 8 protruding from the cylinder 6 is positively fixed in a receptacle 17 of the bear 4 or the table 3 .

Im Innern des Zylinders 6, konzentrisch zur Kolbenstange 8, sind Druckfedern angeordnet, die im vorliegenden Ausführungs beispiel als Tellerfedern 9 ausgebildet sind.Inside the cylinder 6 , concentric to the piston rod 8 , compression springs are arranged, which are designed in the present embodiment, for example, as plate springs 9 .

Insgesamt sind drei Tellerfederpaare vorgesehen, die je weils dadurch gebildet sind, daß zwei Tellerfedern 9 mit ihren konkaven Flächen zueinander gerichtet aufeinander liegen.In total, three pairs of disc springs are provided, each of which is formed by the fact that two disc springs 9 lie with their concave surfaces facing one another.

Als endseitige Auflage der Druckfeder dienen einerseits der Zylinderboden in Form eines den Zylinder 6 verschließenden Deckels 7 und andererseits der Kolben 18.The end of the compression spring is supported on the one hand by the cylinder bottom in the form of a cover 7 closing the cylinder 6 and on the other hand by the piston 18 .

Ein Bruchwächter 5, der seitlich am Zylinder 6 angeflanscht ist, steht mit einem zwischen zwei Tellerfederpaaren ange ordneten Ring 13 kommunizierend in Verbindung.A break guard 5 , which is flanged to the side of the cylinder 6 , communicates with a ring 13 arranged between two plate spring pairs.

Bei der in der Fig. 3 gezeigten Stellung der Spannvor richtung 1 ist durch diese das Werkzeug 2 festgespannt. Die Spannvorrichtung 1 befindet sich also in Arbeits stellung.In the position of the Spannvor direction 1 shown in FIG. 3, the tool 2 is clamped by this. The clamping device 1 is thus in the working position.

Der Spanndruck wird ausschließlich durch die Tellerfedern 9 aufgebracht, wobei durch den auf den Kolben 18 aus geübten Druck die Kolbenstange 8 mit ihrem entsprechend ge formten freien Ende in die Aufnahme 17 gepreßt wird.The clamping pressure is applied exclusively by the plate springs 9 , the piston rod 8 being pressed with its correspondingly shaped free end into the receptacle 17 by the pressure exerted on the piston 18 .

Für das Aufbringen einer hydraulischen Kraft zum Lösen der Spannvorrichtungen 1 ist ein gemeinsames Hydraulikaggregat 19 vorgesehen, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Bei der dort gezeigten Ventilstellung ist die Hydraulik leitung 20 entlastet, so daß sich eine Arbeitsstellung entsprechend der Fig. 3 ergibt, in der der Kolben 18 bzw. ein Druckraum 10 nicht hydraulisch beaufschlagt ist.A common hydraulic unit 19 is provided for applying a hydraulic force for releasing the clamping devices 1 , as is shown in FIG. 1. In the valve position shown there, the hydraulic line 20 is relieved, so that there is a working position corresponding to FIG. 3, in which the piston 18 or a pressure chamber 10 is not acted upon hydraulically.

Zum Lösen der Spannvorrichtung 1 wird die Hydraulikleitung 20 durch Umschalten des Ventiles im Hydraulikaggregat 19 mit Druck, beaufschlagt, so daß das Hydrauliköl durch eine in der Kolbenstange 8 vorgesehene Bohrung 11 in den Druckraum 10 geführt wird und auf den Kolben 18 einen Druck aus übt.To release the tensioning device 1 , the hydraulic line 20 is pressurized by switching the valve in the hydraulic unit 19 so that the hydraulic oil is guided through a bore 11 provided in the piston rod 8 into the pressure chamber 10 and exerts pressure on the piston 18 .

In dem Moment, in dem der Druck auf den Kolben 18 größer wird als der durch die Tellerfedern 9 ausgeübte Gegendruck, vollzieht die Kolbenstange 8 eine relative axiale Bewegung, so daß deren freies Ende weiter aus dem Zylinder 6 herausragt und zu einem Lösen der Spann vorrichtung 1 führt.At the moment when the pressure on the piston 18 is greater than the back pressure exerted by the plate springs 9 , the piston rod 8 executes a relative axial movement, so that its free end protrudes further from the cylinder 6 and to release the clamping device 1 leads.

Zur Begrenzung der axialen Bewegung der Kolbenstange 8 ist vorgesehen, diese mit einem Ansatz 12 zu versehen, der sich bei Druckbeaufschlagung am Deckel 7 des Zylinders abstützt.In order to limit the axial movement of the piston rod 8 , provision is made for this to be provided with a shoulder 12 which is supported on the cover 7 of the cylinder when pressure is applied.

Der Bruchwächter 5 besteht aus einem Taststift 14, der durch eine stirnseitig angreifende Feder 15 belastet wird und mit seinem gegenüberliegenden konisch geformten Ende in eine entsprechende Ausnehmung des Ringes 13 eingreift, wobei die Ausnehmung zweckmäßiger Weise in Form einer umlaufenden Keilnut in den Außenrand des Ringes 13 ein gebracht ist.The break detector 5 consists of a feeler pin 14 which is loaded by a spring 15 acting on the end face and engages with its opposite conically shaped end in a corresponding recess of the ring 13 , the recess expediently in the form of a circumferential keyway in the outer edge of the ring 13 one is brought.

An seinem der Feder 15 zugewandten Ende weist der Tast stift 14 einen verdickten Kopf auf, in dessen Bereich am Gehäuse des Bruchwächters 5 ein berührungsloser Schalter, beispielsweise auf induktiver Basis funktionierend, angeordnet ist.At its end facing the spring 15 , the feeler pin 14 has a thickened head, in whose area on the housing of the breakage monitor 5 a contactless switch, for example functioning on an inductive basis, is arranged.

Der Ring 13 bewegt sich bei Betätigung der Spannvorrich tung 1 entsprechend der Bewegungsrichtung der Federn 9, also axial zum Kolben 18. Demgegenüber erfolgt eine quer dazu verlaufende Hin- und Herbewegung des Taststiftes 14, wobei die Umlenkung der Bewegungsrichtung durch das Zusammenspiel zwischen der Keilnut 21 und dem konischen Ende des Taststiftes 14 erfolgt. The ring 13 moves when actuating the Spannvorrich device 1 according to the direction of movement of the springs 9 , that is axially to the piston 18th In contrast, the stylus 14 moves back and forth transversely thereto, the direction of movement being deflected by the interaction between the keyway 21 and the conical end of the stylus 14 .

Bei der in der Fig. 4 gezeigten gelösten Stellung des Spannzylinders 1, in der die größte Federspannung auftritt, ist der Taststift 14 maximal in die Keilnut 21 des Ringes 13 eingetaucht. Diese Stellung wird durch den Schalter 16 ermittelt und einer nicht dargestellten Überwachungsstation mitgeteilt.In the released position of the tensioning cylinder 1 shown in FIG. 4, in which the greatest spring tension occurs, the stylus 14 is immersed maximally in the keyway 21 of the ring 13 . This position is determined by the switch 16 and communicated to a monitoring station, not shown.

Das gleiche kann auch für die in der Fig. 3 darge stellte Stellung der Spannvorrichtung 1 gelten.The same can also apply to the position of the tensioning device 1 shown in FIG. 3 Darge.

In dieser Position, in der durch die Federn 9 eine mechanische Kraft auf den Kolben 18 einwirkt, sind die Federn 9 um einen geringen Betrag entspannt, so daß der Ring 13 entsprechend axial verschoben wird. Dabei wird der Taststift 14 durch die Schräge der Keilnut 21 im Zusammenwirken mit dem konischen Ende des Taststiftes 14 quer zur Achsrichtung des Kolbens 8 verschoben, je doch nur um einen so geringen Betrag, daß der Schalter 16 diese Lage noch als "normal" meldet.In this position, in which a mechanical force acts on the piston 18 through the springs 9 , the springs 9 are relaxed by a small amount, so that the ring 13 is axially displaced accordingly. In this case, the stylus is displaced transversely 14 by the slope of the keyway 21 in cooperation with the tapered end of the stylus 14 to the axial direction of the piston 8, each but only to such a small amount that the switch 16, this situation even more than "normal" reports.

Bei einem Bruch einer der oberen, dem Deckel 7 zuge wandten Tellerfedern 9 drücken die unterhalb des Ringes 13 angeordneten Tellerfedern 9 den Ring 13 soweit hoch, daß der Kopf des Taststiftes 14 aus dem Meßbereich des Schalters 16 verschoben wird, was zu einer Unterbrechung des Schalters 16 und einer entsprechenden Rückmeldung führt.At a fraction of one of the upper, the cover 7 facing disc springs 9 press the disposed below the ring 13 disc springs 9 the ring 13 so far as high in that the head of the stylus 14 is displaced from the measuring range of the switch 16, resulting in an interruption of the switch 16 and a corresponding feedback leads.

Das gleiche geschieht dann, wenn eine der Tellerfedern 9, die in dem zwischen dem Ring 13 und der Druckplatte 18 vorhandenen Raum angeordnet sind, bricht. Dann nämlich wird der Ring 13 durch die den Deckel 7 zugewandten Tellerfedern 9 axial verschoben, bis gleich falls der Kopf des Taststiftes 17 aus dem Wirkbereich des Schalters 16 bewegt ist. The same happens when one of the plate springs 9 , which are arranged in the space between the ring 13 and the pressure plate 18 , breaks. Then namely the ring 13 is axially displaced by the plate springs 9 facing the cover 7 until immediately if the head of the stylus 17 is moved out of the effective range of the switch 16 .

Bei einem Bruch der Feder 15 oder einem Verklemmen des Taststiftes 14 in der in der Fig. 3 dargestellten Stellung, wird beim Lösen der Spannvorrichtung der Schalter 16 nicht betätigt, so daß bei der Überwachung eine Situation gemeldet wird, die der bei einer gebrochenen Tellerfeder 9 entspricht. Der Bruchwächter 5 überwacht sich also in seiner Funk tionsfähigkeit selbst. Der Pressenbetrieb ist durch diesen Vorgang unterbrochen und kann erst dann wieder aufgenommen werden, wenn die Funktionsfähigkeit wieder vollständig hergestellt ist.In the event of a break in the spring 15 or jamming of the stylus 14 in the position shown in FIG. 3, the switch 16 is not actuated when the tensioning device is released, so that a situation is reported during the monitoring, which is that of a broken plate spring 9 corresponds. The break monitor 5 thus monitors itself in its functionality. The press operation is interrupted by this process and can only be resumed when the functionality is fully restored.

Aufgrund der auftretenden, unvermeidbaren Toleranzen der Aufnahme 17 bzw. des zugeordneten Kolbenstangenendes und des Werkzeuges 2, ist es in der Praxis zweckmäßig, eine Bruchüberwachung nur für den in der Fig. 4 dargestellten Fall vorzusehen, in dem das Werkzeug 2 durch Lösen der Spannvorrichtung 1 gelöst ist und die Teller federn 9 unter größtmöglicher Federspannung stehen.Due to the occurring, unavoidable tolerances of the receptacle 17 or the associated piston rod end and the tool 2 , it is practical in practice to provide breakage monitoring only for the case shown in FIG. 4, in which the tool 2 is released by loosening the clamping device 1 is solved and the plate springs 9 are under the greatest possible spring tension.

Neben dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungs beispiel, als Druckfedern Tellerfedern 9 zu verwenden, be steht auch die Möglichkeit, Schraubenfedern oder andere geeignete Federn einzusetzen.In addition to the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, for example, to use plate springs 9 as compression springs, there is also the possibility of using coil springs or other suitable springs.

Gleichfalls ist es möglich, anstelle eines berührungslosen Schalters 16 einen Berührungsschalter vorzusehen, der durch die entsprechende Lenkbewegung des Taststiftes 14 betätig bar ist.Likewise, it is possible to provide a touch switch instead of a contactless switch 16 , which can be actuated by the corresponding steering movement of the stylus 14 .

Claims

1. Clamping device for clamping tools on the table or bear of a press, consisting of a cylinder, a hydraulically actuated piston arranged therein, which with the end of its piston rod can be positively inserted into a receptacle on the table or bear, with in the cylinder arranged on the piston rod compression springs, which are supported on the cylinder base or on the piston, as well as with a control sensor for monitoring the functionality of the compression springs z. B characterized by proximity switch characterized in that between two compression springs ( 9 ) a movable according to their direction of movement ring ( 13 ) is provided, which laterally has a wedge-shaped or approximately wedge-shaped recess into which a transverse to the direction of movement of the compression springs ( 9 ) back and forth Movable, spring-loaded stylus ( 14 ) engages with a fitting end corresponding to the recess, the back and forth movement of the stylus ( 14 ) which can be measured by an associated switch ( 16 ) depending on the movement of the ring ( 13 ).

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the recess in the ring ( 13 ) is designed as a circumferential keyway, in which the conically shaped end of the stylus pin ( 14 ) engages.

3. Clamping device according to claim 1, characterized in that the stylus ( 14 ) on its side facing away from the ring has a thickened head into which a spring ( 15 ) engages.