DE60205563T2

DE60205563T2 - Schwenkende Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE60205563T2
Application number: DE60205563T
Authority: DE
Inventors: Keitaro Kobe-shi Yonezawa; Hideki Kobe-shi Yokota; Yosuke Kobe-shi Haruna
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2022-11-02
Also published as: EP1310331B1; DE60205563D1; CN101310920A; CN100402229C; EP1310330A2; EP1310330A3; ATE305363T1; EP1310331A3; CN1418756A; EP1310331A2; TW579316B; KR100915494B1; DE60206349T2; US20030090046A1; CN101310920B; TW577781B; CN1418757A; EP1310329A3; KR20030040104A; DE60206348D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine schwenkende Spannvorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist. Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der US-A-5 820 118 bekannt.
Erläuterungen zum Stand der Technik, auf den Bezug genommen wird
Es gibt eine herkömmliche Technik der schwenkenden Spannvorrichtung dieser Art, die, wie in der U.S.P. 5 820 118 beschrieben, auf folgende Weise aufgebaut ist.
Eine Spannvorrichtungs-Stange ist in ein Gehäuse eingebracht, wobei eine obere Wand einen auf halber Höhe liegenden Bereich der vertikal bewegbaren Spannvorrichtungs-Stange stützt. Die Spannvorrichtungs-Stange weist einen unteren Bereich auf, an dem ein Kolben vorgesehen ist, der vertikal bewegbar von einem Zylinderbereich des Gehäuses gestützt ist. Die Spannvorrichtungs-Stange ist mit einer Kurvennut an einer oberen Seite des Kolbens ausgebildet. Eine eingreifende Kugel zum Einsetzen in die Kurvennut ist in eine in dem Zylinderbereich des Gehäuses vorgesehene Aussparung eingebracht.
Die herkömmliche Technik hatte das Problem, nicht dafür geeignet zu sein, die Spannvorrichtungs-Stange gleichmäßig zu drehen, da eine große Reibungskraft von der eingreifenden Kugel zu der Kurvennut hin wirkt, wenn die Spannvorrichtungs-Stange gedreht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat eine Aufgabe, eine Spannvorrichtung vorzusehen, in der sich eine Spannvorrichtungs-Stange gleichmäßig dreht.
Um oben genannte Aufgabe zu bewältigen, wurde mit der vorliegenden Erfindung eine schwenkende Spannvorrichtung gemäß Anspruch 1 ausgebildet.
Wie z. B. in den 1 bis 4 oder in den 7 bis 10 gezeigt, stützt ein Gehäuse 3 eine axial bewegbare und um die Achse schwenkbare Spannvorrichtungs-Stange 5. Die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist zum Spannen von einer ersten Endwand 3a des Gehäuses 3 zu einer zweiten Endwand 3b desselben bewegbar ausgebildet. Innerhalb des Gehäuses 3 weist die Spannvorrichtungs-Stange 5 eine äußere Peripherie auf, die peripher mit einer Vielzahl von Führungsnuten 26 versehen ist. Jede der Führungsnuten 26 weist eine drehende Nut 27 und eine geradlinige Nut 28 auf, die aneinander anschließend von der zweiten Endwand 3b zu der ersten Endwand 3a hin vorgesehen sind. Eingreifende Kugeln 29 zum Einsetzen in die jeweiligen Führungsnuten 26 sind wälzbar von in dem Gehäuse 3 vorgesehenen Durchgangslöchern 31 gestützt. Eine Hülse 35 ist außerhalb über die eingreifenden Kugeln 29 eingesetzt und um die Achse drehbar.
Die oben beschriebene Erfindung bietet den folgenden Vorteil.
Wenn sich die Spannvorrichtungs-Stange, in Draufsicht gesehen, z. B. im Uhrzeigersinn dreht, wälzen sich die in den drehenden Nuten der Spannvorrichtungs-Stange eingesetzten eingreifenden Kugeln, in Draufsicht gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn. Gleichzeitig dreht sich die außerhalb über die eingreifenden Kugeln eingesetzte Hülse frei entgegen dem Uhrzeigersinn. Dies lässt fast nur eine zwischen einer inneren peripheren Oberfläche der Hülse und jeder eingreifenden Kugel wirkende Rollreibung zu, lässt es aber kaum zu, dass eine Gleitreibung dazwischen wirkt. Daher ist ein von der Hülse zu jeder eingreifenden Kugel hin wirkender Widerstand verringert. Demzufolge ist eine Reibungskraft, die von jeder eingreifenden Kugel zu der drehenden Nut hin wirkt, verringert, wobei die Spannvorrichtungs-Stange gleichmäßig mit geringer Kraft gedreht wird.
Die vorliegende Erfindung erfasst die im Folgenden beschriebene schwenkende Spannvorrichtung.
Wie z. B. in den 1 bis 4 oder in den 7 bis 10 gezeigt, ist die zweite Endwand 3b des Gehäuses 3 durch einen Stützzylinder 13 ausgebildet. Die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist innerhalb einer inneren Wand 13a des Stützzylinders 13 eingebracht. Die innere Wand 13a ist zudem mit den Durchgangslöchern 31 ausgebildet. Bei dieser Erfindung ist die Spannvorrichtungs-Stange innerhalb der inneren wand des Stützzylinders eingebracht, was zur Folge hat, dass es möglich ist, den eingebrachten Bereich in einer Anordnung mit einem verringerten Durchmesser auszubilden und einen Neigungswinkel der drehenden Nut zu verringern. Folglich ist es möglich, den Hub, der zum Schwenken der Spannvorrichtungs-Stange erforderlich ist, zu verringern und dadurch die schwenkende Spannvorrichtung kompakter auszubilden.
Ferner erfasst die vorliegende Erfindung die im Folgenden beschriebene schwenkende Spannvorrichtung.
Wie z. B. in den 1 bis 4 gezeigt, ist ein ringförmiger Kolben 15 in das Gehäuse 3 eingebracht und axial bewegbar. Die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist in den Kolben 15 eingebracht. Ein Radiallager 24 ist zwischen diesen, also dem Kolben 15 und der Spannvorrichtungs-Stange 5 angeordnet.
Diese Erfindung bietet den Vorteil, dafür geeignet zu sein, die Spannvorrichtungs-Stange gleichmäßiger zu drehen.
Außerdem erfasst die vorliegende Erfindung die im Folgenden beschriebene schwenkende Spannvorrichtung.
Wie z. B. in den 1 bis 4 gezeigt, liegt der Kolben 15, ausgehend von einer Seite der ersten Endwand 3a, einem Eingangsbereich 14 der Spannvorrichtungs-Stange 5 gegenüber. Zwischen dem Kolben 15 und der ersten Endwand 3a ist eine erste Kammer 21 vorgesehen, in der eine Spannvorrichtungs-Feder 20 angebracht ist. Zwischen dem Kolben 15 und der zweiten Endwand 3b ist zudem eine zweite Kammer 22 vorgesehen, der unter Druck stehendes Fluid zum Ausspannen zugeführt wird. Diese Erfindung bietet den folgenden Vorteil.
Beim Ausspannen wird die Spannvorrichtungs-Stange nicht mit einer Kraft beaufschlagt, die von dem unter Druck stehenden Fluid in der zweiten Kammer hin zu dem Kolben gewirkt hat. Dies verhindert, dass eine übermäßige Kraft auf die drehenden Nuten und die eingreifenden Kugeln wirkt. Daher erhöht sich bei einem die drehenden Nuten und die eingreifenden Kugeln aufweisenden Schwenkmechanismus dessen Lebensdauer.
Außerdem erfasst die vorliegende Erfindung die im Folgenden beschriebene schwenkende Spannvorrichtung.
Wie z. B. in den 7 bis 10 gezeigt, liegt der Kolben 15, ausgehend von einer Seite der ersten Endwand 3a, einem Eingangsbereich 14 der Spannvorrichtungs-Stange 5 gegenüber. Zwischen dem Kolben 15 und der ersten Endwand 3a ist eine erste Kammer 21 vorgesehen, der unter Druck stehendes Fluid zum Spannen zugeführt wird. Zwischen dem Kolben 15 und der zweiten Endwand 3b ist zudem auch eine zweite Kammer 22 vorgesehen, der unter Druck stehendes Fluid zum Ausspannen zugeführt wird. Diese Erfindung bietet den folgenden Vorteil, genauso wie die oben erwähnte Erfindung.
Beim Ausspannen wird die Spannvorrichtungs-Stange nicht mit einer Kraft beaufschlagt, die von dem unter Druck stehenden Fluid in der zweiten Kammer hin zu dem Kolben gewirkt hat. Dies verhindert, dass eine übermäßige Kraft auf die drehenden Nuten und die eingreifenden Kugeln wirkt. Daher erhöht sich bei einem die drehenden Nuten und die eingreifenden Kugeln aufweisenden Schwenkmechanismus dessen Lebensdauer.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1 ist eine teilweise Schnittansicht einer schwenkenden Spannvorrichtung in Vorderansicht;
2 ist eine Schnittansicht eines in der Spannvorrichtung vorgesehenen Schwenkmechanismus in Draufsicht;
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Bereichs aus 1 und entspricht einer Schnittansicht entlang einer Linie III-III aus 2, aus Sicht einer durch Pfeile angezeigten Richtung;
4 ist eine vergrößerte und ausgestaltete Ansicht eines in einer Spannvorrichtungs-Stange der Spannvorrichtung vorgesehenen unteren Gleitbereichs;
5 zeigt eine erste Modifikation der ersten Ausführungsform und ist ähnlich der in 4;
6 zeigt eine zweite Modifikation der ersten Ausführungsform und ist ähnlich der in 4;
7 bis 10 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine teilweise Schnittansicht der Spannvorrichtung in Vorderansicht und ist ähnlich der in 1;
8 ist eine Schnittansicht eines in der Spannvorrichtung vorgesehenen Schwenkmechanismus in Draufsicht und ist ähnlich der in 2;
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Bereichs aus 7 und entspricht einer Schnittansicht entlang einer Linie IX-IX aus 8, aus Sicht einer durch Pfeile angezeigten Richtung und
10 ist eine vergrößerte und ausgestaltete Ansicht eines in einer Spannvorrichtungs-Stange der Spannvorrichtung vorgesehenen unteren Gleitbereichs und ist ähnlich der in 4.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 erläutert. Zuerst wird eine Erläuterung zur gesamten Anordnung der schwenkenden Spannvorrichtung gegeben, indem auf 1 zurückgegriffen wird. 1 ist eine teilweise Schnittansicht der Spannvorrichtung in Vorderansicht.
Ein Gehäuse 3 einer Spannvorrichtung 2 ist an einer Arbeitspalette 1 durch eine Vielzahl von Bolzen (nicht gezeigt) befestigt. Das Gehäuse 3 weist ein zylindrisches Loch 4 auf, in das eine Spannvorrichtungs-Stange 5 eingebracht ist. Die Spannvorrichtungs-Stange 5 weist einen oberen Endbereich auf, an dem ein Ausleger 6 in einer gewünschten Schwenkstellung durch eine Schraubenmutter 7 befestigt ist. Der Ausleger 6 weist einen Führungsendbereich auf, an dem ein Schieberiegel 8 befestigt ist.
Das Gehäuse 3 weist eine obere Endwand (erste Endwand) 3a auf, die einen an einem Stangenhauptkörper 5a der Spannvorrichtungs-Stange 5 vorgesehenen oberen Gleitbereich (erster Gleitbereich) 11 gleitbar und hermetisch abgeschlossen stützt. Ferner bildet ein Stützzylinder 13 einen Teil einer unteren Endwand (zweite Endwand) 3b des Gehäuses 3 aus und stützt gleitbar einen unteren Gleitbereich (zweiter Gleitbereich) 12, der sich nach unten vom Stangenhauptkörper 5a erstreckt. Der obere Gleitbereich 11 und der untere Gleitbereich 12 sind fest innerhalb der oberen Endwand 3a bzw. der unteren Endwand 3b eingesetzt.
Der untere Gleitbereich 12 hat einen äußeren Durchmesser, der auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als der eines äußeren Durchmessers des oberen Gleitbereichs 11 ist.
Eine Einrichtung zum Betätigen der Spannvorrichtungs-Stange 5 ist wie nachfolgend beschrieben aufgebaut.
Die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist mit einem Eingangsbereich 14 in Form eines Flansches zwischen dem oberen Gleitbereich 11 und dem unteren Gleitbereich 12 vorgesehen. Ferner ist ein ringförmiger Kolben 15 außerhalb auf die Spannvorrichtungs-Stange 5, vertikal bewegbar und hermetisch durch ein Dichtungselement 16 abgeschlossen, eingesetzt. Der Kolben 15 liegt dem Eingangsbereich 14 oberhalb diesem gegenüber. Der Kolben 15 ist zudem in das zylindrische Loch 4 eingeführt und hermetisch durch ein weiteres Dichtungselement 15a abgeschlossen.
Außerdem ist ein Radiallager 24 zwischen dem Eingangsbereich 14 und dem Kolben 15 angeordnet. Ein Sprengring 25 verhindert die Entfernung des Kolbens 15. Das Radiallager 24 besteht hier aus vielen Metallkugeln und kann nicht nur eine radiale Kraft aufnehmen, sondern auch eine vertikale Kraft.
Eine erste Kammer 21 zum Spannen ist zwischen dem Kolben 15 und der oberen Endwand 3a vorgesehen. Eine aus einer zusam mengedrückten Schraubenfeder ausgebildete Spannvorrichtungs-Feder 20 ist in der ersten Kammer 21 angebracht. Eine zweite Kammer 22 zum Ausspannen ist zwischen dem Kolben 15 und der unteren Endwand 3b vorgesehen. Unter Druck stehendes Öl wird der zweiten Kammer 22 über eine Zuführungseinrichtung für unter Druck stehendes Öl und eine Abgabeöffnung 19 zum Ausspannen und einen drosselnden Öldurchgang 18 zugeführt und von dieser abgeführt.
Eine Einsetzaussparung (G) zwischen einer peripheren Wand der zweiten Kammer 22 und einer äußeren peripheren Oberfläche des Kolbens 15 begrenzt die Zufuhrmenge an unter Druck stehendem Öl von dem Öldurchgang 18 zu der zweiten Kammer 22, genauso wie die Abfuhrmenge des unter Druck stehenden Öls von der zweiten Kammer 22 zu dem Öldurchgang 18.
Ein Schwenkmechanismus ist über dem unteren Gleitbereich 12 der Spannvorrichtungs-Stange 5 und einem oberen Bereich einer inneren Wand 13a des Stützzylinders 13 vorgesehen. Der Schwenkmechanismus ist in der nachfolgend beschriebenen Weise, wie in der 1 und den 2 bis 4 gezeigt, aufgebaut.
2 ist eine Schnittansicht des Schwenkmechanismus in Draufsicht. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Bereichs aus 1 und entspricht einer Schnittansicht entlang einer Linie III-III aus 2, aus Sicht einer durch Pfeile angezeigten Richtung. 4 ist eine vergrößerte und ausgestaltete Ansicht einer äußeren peripheren Oberfläche des unteren Gleitbereichs 12.
Der untere Gleitbereich 12 weist die äußere periphere Oberfläche auf, die mit drei, peripher im Wesentlichen gleichmäßig voneinander beabstandeten Führungsnuten 26 vorgesehen ist. Jede der Führungsnuten 26 ist, im Schnitt gesehen, aus einer Nut in Form eines Bogens oder eines Segments ausgebildet. Zudem weist sie eine helixförmig drehende Nut 27 und eine geradlinige Nut 28 auf, die nach oben gerichtet an die helixförmig drehende Nut 27 anschließt. Sowohl die drehenden Nuten 27, als auch die geradlinigen Nuten 28 sind parallel zueinander angeordnet. Was die benachbarten Führungsnuten 26, 26 betrifft, so ist gemäß 4 eine Trennwand in ihrer Dicke, zwischen einem unteren Bereich einer rechten drehenden Nut 27 und einem oberen Bereich einer linken drehenden Nut 27, minimal. Die minimale Dicke (M) der Trennwand ist auf einen wert festgelegt, der kleiner als eine Nutbreite (W) der Führungsnut 26 ist. Zudem ist die drehende Nut 27 mit einem Winkel (A) geneigt, der auf einen kleinen Wert innerhalb eines Bereichs von ungefähr 11 Grad bis ungefähr 25 Grad festgelegt ist. In der beispielhaft erläuterten, auf einer Federkraft beruhenden Spannvorrichtung ist der Neigungswinkel (A) vorzugsweise auf einen wert innerhalb eines Bereichs von ungefähr 11 Grad bis ungefähr 20 Grad festgelegt, um den Schwenkhub zu verringern.
Der Neigungswinkel (A) der helixförmig drehenden Nut 27 wurde deshalb klein ausgeführt, um eine Führung der drehenden Nut 27 in hohem Maße zu kürzen. Dies verringert den Hub zum Schwenken der Spannvorrichtungs-Stange 5.
In jede der Führungsnuten 26 ist eine eingreifende Kugel 29 eingesetzt. Die Ziffer 29a in den 3 und 4 bezeichnet einen Einsetzbereich der eingreifenden Kugel 29. Die eingreifende Kugel 29 hat einen Durchmesser (D) (vgl. 3), der auf einen Wert festgelegt ist, der größer als die minimale Dicke (M) der Trennwand zwischen den benachbarten drehenden Nuten 27, 27 ist. Die jeweiligen eingreifenden Kugeln 29 sind wälzbar von drei Durchgangslöchern 31 gestützt, die in dem oberen Bereich der inneren wand 13a des Stützzylinders 13 vorgesehen sind. Eine Hülse 35 ist außerhalb über diese drei eingreifenden Kugeln 29 eingesetzt und um die Achse drehbar. Detaillierter ausgedrückt weist die Hülse 35 eine innere periphere Oberfläche auf, die mit einer Nut 36 in Form eines Buchstabens 'V' ausgebildet ist. Die V-förmige Nut 36 weist zwei vertikal angeordnete Punkte auf, über die sich die eingreifende Kugel 29 wälzen kann.
Die eingreifende Kugel 29 ist in das Durchgangsloch 31 über ein in der Hülse 35 vorgesehenes Loch 49 mit Innengewinde eingebracht. Ein Verschlussbolzen 50 ist an dem Loch 49 mit Innengewinde angebracht. Ein Überstand 50a an einem führenden Ende des Verschlussbolzens 50 kann die eingreifende Kugel 29 aufnehmen.
Die drehende Nut 27 weist einen unteren Endbereich auf, der mit einer Anschlagwand 45 zur Aufnahme des Einsetzbereichs 29a der eingreifenden Kugel 29 vorgesehen ist. Die Anschlagwand 45 weist eine Aufnahmeoberfläche 45a auf, die mit der eingreifenden Kugel 29 zusammenpasst.
Zudem weist die Führungsnut 26 eine Öffnung auf, die an ihrem Randbereich mit einer Schnittoberfläche 34 zur Vermeidung einer Beeinträchtigung vorgesehen ist. Sogar wenn der Öffnungsrandbereich der Führungsnut 26 einer plastischen Verformung durch einen Druck auf die Oberfläche von der eingreifenden Kugel 29 ausgesetzt ist und sich aufwirft, ist es aufgrund dieser Anordnung möglich, die Beeinträchtigung zwischen dem aufgeworfenen Bereich und der inneren Wand 13a des Stützzylinders 13 zu vermeiden. Demzufolge dreht sich die Spannvorrichtungs-Stange 5 für eine lange Zeitdauer gleichmäßig.
Wie ferner in 1 gezeigt ist, ist eine äußere Wand 13b des Stützzylinders 13 an einem Zylinderbereich 3c des Gehäuses 3 durch einen sich vertikal erstreckenden Positionierungsstift 38 angebracht, um dessen Rotation zu vermeiden. Dies ermöglicht es, exakt eine Schwenkphase der Spannvorrichtungs-Stange 5 in Bezug auf das Gehäuse 3 festzulegen. Der Stützzylinder 13 ist an dem Gehäusezylinderbereich 3c durch ein als ein Sprengring ausgebildetes Verschlusselement 39 befestigt.
Die schwenkende Spannvorrichtung 2 arbeitet wie folgt.
In einem Zustand gemäß 1 wird unter Druck stehendes Öl der zweiten Kammer 22 zum Ausspannen zugeführt, wodurch die Spannvorrichtungs-Stange 5 zu einer abgebildeten Schwenk- und Rückzugsstellung angehoben wird.
Wenn über die Spannvorrichtung 2 zu einem Spannzustand gewechselt wird, wird das unter Druck stehende Öl in der zweiten Kammer 22 abgeführt, um den Eingangsbereich 14 der Spannvorrichtungs-Stange 5 durch die Spannvorrichtungs-Feder 20 zurückzustellen. Dann geht die Spannvorrichtungs-Stange 5, in Draufsicht gesehen, entlang der drehenden Nuten 27 nach unten, während sie sich im Uhrzeigersinn dreht. Anschließend geht sie gerade entlang der geradlinigen Nuten 28 nach unten. Dies ermöglicht es, dass die Spannvorrichtungs-Stange 5 zu einer Spannstellung (nicht gezeigt) wechselt.
Wenn sich, wie mit einem Pfeil in 2 gezeigt, die Spannvorrichtungs-Stange 5, in Draufsicht gesehen, im Uhrzeigersinn dreht, wälzt sich jede in die drehende Nut 27 eingesetzte eingreifende Kugel 29, in Draufsicht gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn und gleichzeitig dreht sich die außerhalb über die jeweiligen eingreifenden Kugeln 29 eingesetzte Hülse 35 frei entgegen dem Uhrzeigersinn. Dies lässt fast nur eine zwischen einer inneren peripheren Oberfläche der Hülse 35 und jeder eingreifenden Kugel 29 wirkende Rollreibung zu, lässt es aber kaum zu, dass eine Gleitreibung dazwischen wirkt. Dies verringert einen Widerstand, der von der Hülse 35 zu jeder eingreifenden Kugel 29 hin wirkt, was zur Folge hat, dass eine Reibungskraft die von jeder eingreifenden Kugel 29 zu der drehenden Nut 27 hin wirkt, verringert wird, so dass die Spannvorrichtungs-Stange 5 gleichmäßig mit geringer Kraft gedreht wird.
Die Hülse 35 hat hier einen inneren Durchmesser, der auf einen Wert festgelegt ist, der ungefähr dem Eineinhalbfachen eines Werts eines äußeren Durchmessers des unteren Gleitbereichs 12 der Spannvorrichtungs-Stange 5 entspricht. Falls die Spannvorrichtungs-Stange 5 daher um 90 Grad gedreht wird, dreht sich die Hülse 35 ungefähr um 60 Grad.
Wenn mit der Spannvorrichtung 2 von dem Spannzustand zu einem geschwenkten und zurückgezogenen Zustand gemäß 1 gewechselt wird, wird das unter Druck stehende Öl der zweiten Kammer 22 zum Ausspannen zugeführt. Dann geht der Kolben 15 zuerst durch eine nach oben gerichtete Öldruckkraft, die auf einen ringförmigen Querschnitt des Kolbens 15 wirkt, nach oben. Gleichzeitig geht die Spannvorrichtungs-Stange 5 gerade entlang der geradlinigen Nuten 28 durch eine nach oben wirkende Öldruckkraft, die an einem inneren Querschnitt des Dichtungselements 16 wirkt, nach oben. Anschließend geht die Spannvorrichtungs-Stange 5 entlang der drehenden Nut 27 nach oben, während sie sich, in Draufsicht gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wodurch die Spannvorrichtungs-Stange 5 und der Ausleger 6 zu der Schwenk- und Rückzugsstellung gemäß 1 wechseln.
In diesem Falle wird, wie oben erwähnt, die Spannvorrichtungs-Stange 5 nicht mit der nach oben gerichteten Kraft beaufschlagt, die von dem unter Druck stehenden Öl in der zweiten Kammer 22 auf den Kolben 15 wirkt. Dies verhindert, dass eine übermäßige Kraft auf die drehenden Nuten 27 und die eingreifenden Kugeln 29 wirkt.
Wenn sich die Spannvorrichtungs-Stange 5 gleichzeitig mit dem Schwenken und Zurückziehen entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wälzt sich jede eingreifende Kugel 29 und die Hülse 35 in einer Richtung, die entgegengesetzt zu der durch den Pfeil in 2 angezeigten Richtung ist.
Ferner, wie in den 1 und 4 gezeigt, weist die Anschlagwand 45 gleichzeitig mit dem Schwenken und Zurückziehen die Aufnahmeoberfläche 45a auf, die mit dem Einsetzbereich 29a der eingreifenden Kugel 29 zusammenpasst, so dass die Rotation der Spannvorrichtungs-Stange 5 gehemmt wird. Demzufolge wird das Schwenken der Spannvorrichtungs-Stange 5 mit einer hohen Genauigkeit gestoppt. Außerdem ist die Spannvorrichtungs-Stange 5 mit der Anschlagwand 45 vorgesehen, so dass sich, im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Zylinderbereich 3c des Gehäuses 3 mit der Anschlagwand 45 vorgesehen ist, der folgende Vorteil ergibt.
Das zylindrische Loch 4 des Gehäuses 3 muss nicht mit einem gestuften Bereich für die Anschlagwand vorgesehen sein und kann daher gerade ausgebildet sein. Dies kann die Bearbeitung des zylindrischen Lochs 4 erleichtern und außerdem kann die Spannvorrichtungs-Feder 20 groß und fest ausgebildet sein.
Die erste Ausführungsform bietet den folgenden Vorteil.
Die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist mit den Führungsnuten 26 vorgesehen, in die jeweils die eingreifenden Kugeln 29 eingesetzt sind. Dies ermöglicht es, dass der Stützzylinder 13 die Spannvorrichtungs-Stange 5 peripher und im Wesentlichen gleichmäßig durch die eingreifenden Kugeln 29 stützt. Demgemäß kann ein Neigen der Spannvorrichtungs-Stange 5 verhindert werden, wenn sie zum Spannen und Ausspannen betätigt wird. Demzufolge wird die Genauigkeit des Platzierens des Schieberiegels 8, der in dem Ausleger 6 vorgesehen ist, in einer Spannstellung und in einer Ausspannstellung verbessert.
Die Trennwand zwischen den benachbarten Führungsnuten 26, 26 hat die minimale Dicke (T), die auf den Wert festgelegt ist, der kleiner als die Nutbreite (W) der Führungsnut 26 ist. Folglich können viele Führungsnuten in der Spannvorrichtungs-Stange 5 vorgesehen werden, was die Möglichkeit zur Folge hat, dass die Spannvorrichtungs-Stange 5 peripher und im Wesentlichen gleichmäßig stützbar und der Neigungswinkel (A) der drehenden Nuten 27 gleichzeitig verringerbar ist. Dies kann den Hub reduzieren, der für das Schwenken der Spannvorrichtungs-Stange 5 erforderlich ist, so dass die schwenkende Spannvorrichtung 2 kompakt ausbildbar ist.
Die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist mit dem oberen Gleitbereich (erster Gleitbereich) 11 und dem unteren Gleitbereich (zweiter Gleitbereich) 12 außerhalb der gegenüberliegenden Enden des Kolbens 15 vorgesehen. Daher können die zwei axial voneinander beabstandeten Gleitbereiche 11, 12, trotz dem Vorhandensein einer Einsetzaussparung des Kolbens 15, die Neigung der Spannvorrichtungs-Stange 5 verhindern. Folglich kann das Gehäuse 3 die Spannvorrichtungs-Stange 5 mit einer hohen Genauigkeit sicher führen.
Der Schwenkmechanismus, der die drehenden Nuten 27 und die eingreifenden Kugeln 29 aufweist, ist zwischen dem Stützzylinder 13, der die oben erwähnte Führungsgenauigkeit hat, und dem unteren Gleitbereich 12 vorgesehen. Daher kann er vollauf einem Drehmoment standhalten, so dass seine Lebensdauer verlängert wird. Zusätzlich sind die eingreifenden Kugeln 29 in dem Stützzylinder 13 vorgesehen, so dass es möglich ist, Bereiche zum Einsetzen der eingreifenden Kugeln 29 vorzusehen, die als ein Bereich zum Stützen des unteren Gleitbereichs 12 dienen. Daher ist es möglich, eine Höhe des Gehäuses 3 zu verringern und die schwenkende Spannvorrichtung 2 kompakt auszubilden.
Außerdem hat der untere Gleitbereich 12 den äußeren Durchmesser, der auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als derjenige des äußeren Durchmessers des oberen Gleitbereichs 11 ist, was zur Folge hat, dass die Führung der drehenden Nut 27, die in dem unteren Gleitbereich 12 aus-gebildet ist, kürzbar ist. Dies verringert zudem den Hub zum Schwenken der Spannvorrichtungs-Stange 5, so dass die schwenkende Spannvorrichtung 2 kompakter ausgebildet werden kann. Zusätzlich wird die Zufuhr- und Abfuhrmenge von unter Druck stehendem Öl zum Betätigen des Kolbens 15 verringert.
5 zeigt eine erste Modifikation der ersten Ausführungsform und ist ähnlich der in 4. In 5 hat die Trennwand zwischen den benachbarten drehenden Nuten 27, 27 die minimale Dicke (M), die auf einen wert festgelegt ist, der kleiner als der mit 4 gezeigte ist. Die benachbarten Schnittoberflächen 34, 34 überlappen einander in einem Bereich der minimalen Dicke (M). Ferner ist der Neigungswinkel (A) der drehenden Nut 27 in 5 auf einen Wert innerhalb eines kleineren Bereichs (ungefähr 11 Grad bis ungefähr 15 Grad) festgelegt, als derjenige in 4.
6 zeigt eine zweite Modifikation der ersten Ausführungsform und ist ähnlich der in 4. In diesem Falle weist die Spannvorrichtungs-Stange 5 den unteren Gleitbereich 12 auf, der mit vier Führungsnuten 26 versehen ist. Ein Paar der benachbarten Führungsnuten 26, 26 und die entsprechenden eingreifenden Kugeln 29 sind nicht nur peripher an der Spannvorrichtungs-Stange 5, sondern auch axial verschoben dazu angeordnet. Die Trennwand zwischen dem Paar der benachbarten drehenden Nuten 27, 27 hat zudem die minimale Dicke (M), die auf einen wert festgelegt ist, der kleiner als die Nutbreite (W) ist. Die Trennwand zwischen einem Paar von den benachbarten geradlinigen Nuten 28, 28 hat eine minimale Dicke (N), die auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als die Nutbreite (W) ist. Zusätzlich ist letztere minimale Dicke (N) auf einen Wert festgelegt, der kleiner als derjenige der vorhergehenden minimalen Dicke (M) ist. Daher hat die Tennwand zwischen den benachbarten Führungsnuten 26, 26 eine minimale Dicke (T), die auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als die Nutbreite (W) und der Durchmesser der eingreifenden Kugel 29 ist.
Die erste Ausführungsform und ihre Modifikationen können wie folgt abgewandelt werden.
Es ist möglich, die Durchgangslöcher 31, die die eingreifenden Kugeln 29 wälzbar stützen, in dem Zylinderbereich 3c des Gehäuses und ähnlich vorzusehen, statt sie in dem Stützzylinder 13 (untere Endwand 3b), wie beispielhaft erläutert, vorzusehen.
Die innere periphere Oberfläche der Hülse 35 kann mit einer U-förmigen Nut oder einer bogenförmigen Nut, statt der beispielhaft erläuterten V-förmigen Nut 36 versehen werden. Ferner kann es eine gerade, innere periphere Oberfläche sein. Mit der geraden, inneren peripheren Oberfläche zur Hemmung der vertikalen Bewegung der Hülse 35 in Bezug auf die eingreifenden Kugeln 29, wird erwogen, einen Sprengring oder ein ähnliches Stoppelement zwischen der inneren Wand 13a des Stützzylinders 13 und der Hülse 35 vorzusehen.
Die helixförmig ausgebildete drehende Nut 27 ist mit dem Winkel (A) geneigt, der vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 10 Grad bis 30 Grad und noch bevorzugter innerhalb eines Bereichs von 11 Grad bis 20 Grad liegt.
Die 7 bis 10 zeigen eine zweite Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform sind die Elemente, die ähnlich den eingesetzten Elementen in der ersten Ausführungsform sind, an sich durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet.
In der zweiten Ausführungsform, die in den 7 bis 10 gezeigt ist, ist 7 eine teilweise Schnittansicht der schwenkenden Spannvorrichtung 2 in Vorderansicht und ist ähnlich der in 1. 8 ist eine Schnittansicht eines in der Spannvorrichtung 2 vorgesehenen Schwenkmechanismus in Draufsicht und ist ähnlich der in 2. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Bereichs aus 7 und entspricht einer Schnittansicht entlang einer Linie IX-IX aus 8, aus Sicht einer durch Pfeile angezeigten Richtung. 10 ist eine vergrößerte und ausgestaltete Ansicht des in der Spannvorrichtungs-Stange 5 der Spannvorrichtung 2 vorgesehenen unteren Gleitbereichs 12.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die folgenden Punkte:
Die Antriebseinrichtung für die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist als ein doppelt betätigbares System ausgebildet.
Insbesondere wird unter Druck stehendes Öl zum Spannen der oberhalb des Kolbens 15 vorgesehenen ersten Kammer 21 durch eine Zuführungseinrichtung für unter Druck stehendes Öl und eine Abgabeöffnung 17 zum Spannen zugeführt und von dieser abgeführt. Ferner wird unter Druck stehendes Öl zum Ausspannen der unterhalb des Kolbens 15 vorgesehenen zweiten Kammer 22 durch eine Zuführungseinrichtung für unter Druck stehendes Öl und eine Abgabeöffnung zum Ausspannen (nicht gezeigt) und den Öldurchgang 18 zugeführt und von dieser abgeführt.
Außerhalb einer sich gegenüberliegenden oberen und unteren Seite eines weiteren Dichtungselements 15a, das im eingesetzten Zustand an einer äußeren Peripherie des Kolbens 15 angebracht ist, sind relativ große Einsetzaussparungen zwischen der äußeren peripheren Oberfläche des Kolbens 15 und dem zylindrischen Loch 4 ausgebildet. Dies ermöglicht es, dass das Gehäuse 3 die Spannvorrichtungs-Stange 5 mit einer dienlichen Genauigkeit in vertikalen zwei Bereichen des oberen Gleitbereichs und des unteren Gleitbereichs 12 gleichmäßig stützt.
Der untere Gleitbereich 12 weist die äußere periphere Oberfläche auf, die mit vier, peripher im Wesentlichen gleichmäßig voneinander beabstandeten Führungsnuten 26 vorgesehen ist. Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform weist jede der Führungsnuten 26 die helixförmig drehende Nut 27 und die geradlinige Nut 28 auf, die nach oben gerichtet an die drehende Nut 27 anschließt. Die drehende Nut 27 weist jedoch einen unteren Bereich auf, der zu einer unteren Oberfläche der Spannvorrichtungs-Stange 5 hin durch eine sich vertikal erstreckende Nut (ohne Bezugszeichen) geöffnet ist. Die eingreifende Kugel 29 kann in die Führungsnut 26 durch die Öffnung eingebracht werden.
Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ist in Bezug auf die benachbarten Nuten 26, 26 die Tennwand, gemäß 10, minimal in ihrer Dicke zwischen einem unteren Bereich einer rechten drehenden Nut 27 und einem oberen Bereich einer linken drehenden Nut 27. Die Trennwand weist die minimale Dicke (M) auf, die auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als die Nutbreite (W) der Führungsnut 26 und als der Durchmesser der eingreifenden Kugel 29 ist.
Die eingreifenden Kugeln 29, die in die jeweiligen Führungsnuten 26 eingesetzt sind, sind wälzbar durch die vier, in dem oberen Bereich der inneren Wand 13a des Stützzylinders 13 vorgesehenen Durchgangslöcher 31 gestützt. Die Hülse 35 ist außerhalb über diese vier eingreifenden Kugeln 29 eingesetzt und um die Achse drehbar. Die drehende Nut 27 ist konkav ausgebildet, um eine bogenförmige Aussparung 37 vorzusehen. Jede eingreifende Kugel 29 ist in der drehenden Nut 27 an zwei vertikalen, außenseitigen Positionen der Aussparung 37 wälzbar.
Ein zylindrisches Beabstandungselement 32 ist zwischen einem unteren Bereich einer peripheren Wand der zweiten Kammer 22 zum Ausspannen und einer oberen Oberfläche des Stützzylinders 13 angebracht. Das Beabstandungselement 32 weist eine obere Oberfläche auf, die mit einer drosselnden Nut 33 ausgebildet ist. Die drosselnde Nut 33 steuert die Zufuhrmenge an unter Druck stehendem Öl von dem Öldurchgang 18 zu der zweiten Kammer 22. Ein Durchgangsloch oder Ähnliches ist an Stelle der Nut 33 einsetzbar.
Der Stützzylinder 13 ist zurückgestellt und an dem Gehäusezylinderbereich 3c durch das aus einem Zylinder mit Außengewinde ausgebildeten Verschlusselement 39 befestigt.
Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform hat der untere Gleitbereich 12 den äußeren Durchmesser, der auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als derjenige des äußeren Durchmessers des oberen Gleitbereichs 11 ist. Dies kürzt die Führung der helixförmig drehenden Nut 27, so dass der Schwenkhub der Spannvorrichtungs-Stange 5 verringerbar ist.
Die jeweiligen Ausführungsformen und Modifikationen können ferner wie folgt abgewandelt werden.
Die Spannvorrichtungs-Stange 5 ist vorzugsweise mit drei oder vier Führungsnuten 26 versehen, kann aber mit zwei Führungsnuten versehen sein. Ferner können mindestens fünf Führungsnuten vorgesehen sein. Die Führungsnut 26 kann zudem eine Nut in Form einer Kurve an Stelle der beispielhaft erläuterten helixförmig drehenden Nut 27 aufweisen.
Es ist ausreichend, wenn die minimale Dicke (T) der Trennwand zwischen den benachbarten Nuten 26, 26 einen Wert hat, der kleiner als der Durchmesser der eingreifenden Kugel ist. Folglich kann die minimale Dicke (T) derart ausgebildet sein, dass sie einen Wert hat, der gröber als die Nutbreite (W) der Führungsnut 26 ist.
Das unter Druck stehende Fluid, das der ersten Kammer 21 oder der zweiten Kammer 22 zugeführt und von dieser abgeführt wird, kann eine andere Art von Flüssigkeit sein und Luft oder ein ähnliches Gas, an Stelle des beispielhaft erläuterten unter Druck stehenden Öls.
Außerdem kann die schwenkende Spannvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die die eingreifenden Kugeln 29 und die drehbare Hülse 35 aufweist, einfach betätigbar und vom Typ der Federrückstellung sein, an Stelle vom Typ, der durch Federkraft spannt oder vom Typ der doppelten Betätigung, wie beispielhaft erläutert.
Bei Ausführung eines Spannbetriebs dreht sich die Spannvorrichtungs-Stange 5, in Draufsicht gesehen, im Uhrzeigersinn. Stattdessen kann sie sich bei Ausführung eines Spannbetriebs, in Draufsicht gesehen, auch entgegen dem Uhrzeigersinn drehen. Ferner ist es eine Selbstverständlichkeit, dass der Schwenkwinkel der Spannvorrichtungs-Stange 5 auf einen gewünschten Winkel festgelegt werden kann, wie z. B. 90 Grad, 60 Grad und 45 Grad.

Claims

Schwenkende Spannvorrichtung mit einem Gehäuse (3), das eine erste Endwand (3a), eine zweite Endwand (3b) und Durchgangslöcher (31) aufweist; einer Spannvorrichtungs-Stange (5), die eine äußere Peripherie aufweist und von dem Gehäuse (3) axial bewegbar und um ihre Achse drehbar gestützt ist, wobei die Spannvorrichtungs-Stange (5) zum Spannen von der ersten Endwand (3a) zu der zweiten Endwand (3b) bewegbar ist; Führungsnuten (26), die in der äußeren Peripherie der Spannvorrichtungs-Stange (5) peripher in einer Vielzahl ausgebildet sind, wobei jede der Führungsnuten (26) eine drehende Nut (27) und eine geradlinige Nut (28) aufweist, die von der zweiten Endwand (3b) zu der ersten Endwand (3a) hin aneinander anschließend vorgesehen sind, gekennzeichnet durch eingreifende Kugeln (29), die in die Führungsnuten (26) eingesetzt und jeweils wälzbar von den Durchgangslöchern (31) gestützt sind, und eine Hülse (35), die außerhalb über die eingreifenden Kugeln (29) eingesetzt und um die Achse drehbar ist.
Schwenkende Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Endwand (3b) des Gehäuses (3) mit einem eine innere Wand (13a) aufweisenden Stützzylinder (13) vorgesehen ist, wobei die Spannvorrichtungs-Stange (5) innerhalb der inneren Wand (13a) eingebracht ist und die Durchgangslöcher (31) in der inneren Wand (13a) vorgesehen sind.
Schwenkende Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein ringförmiger Kolben (15) in das Gehäuse (3) axial bewegbar eingebracht ist, wobei die Spannvorrichtungs-Stange (5) in den Kolben (15) eingebracht ist, wobei ein Radiallager (24) zwischen diesem Kolben (15) und der Spannvorrichtungs-Stange (5) angeordnet ist.
Schwenkende Spannvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Spannvorrichtungs-Stange (5) einen Eingangsbereich (14) aufweist und der Kolben (15) dem Eingangsbereich (14), ausgehend von einer Seite der ersten Endwand (3a), gegenüberliegt, wobei dort zwischen dem Kolben (15) und der ersten Endwand (3a) eine erste Kammer (21) vorgesehen ist, in der eine Spannvorrichtungs-Feder (20) angebracht ist, wobei dort zwischen dem Kolben (15) und der zweiten Endwand (3b) eine zweite Kammer (22) vorgesehen ist, der unter Druck stehendes Fluid zum Ausspannen zugeführt wird.
Schwenkende Spannvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Spannvorrichtungs-Stange (5) einen Eingangsbereich (14) aufweist und der Kolben (15) dem Eingangsbereich (14), ausgehend von einer Seite der ersten Endwand (3a), gegenüberliegt, wobei dort zwischen dem Kolben (15) und der ersten Endwand (3a) eine erste Kammer (21) vorgesehen ist, der unter Druck stehendes Fluid zum Spannen zugeführt wird, wobei dort zwischen dem Kolben (15) und der zweiten Endwand (3b) eine zweite Kammer (22) vorgesehen ist, der unter Druck stehendes Fluid zum Ausspannen zugeführt wird.