DE69922646T2

DE69922646T2 - Hydraulische verriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69922646T2
Application number: DE69922646T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Koonoike KAWAKAMI
Original assignee: Pascal Engineering Corp
Current assignee: Pascal Engineering Corp
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: JP2000240611A; KR20010042721A; WO2000050777A1; EP1079117B1; EP1079117A4; DE69922646D1; CN1298475A; JP4365469B2; CN1236213C; KR100552410B1; EP1079117A1; TW415996B; US6598713B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Kombination einer hydraulischen Arretiervorrichtung und einer Stange als Abtriebselement der Arretiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine solche Kombination ist aus der Druckschrift US-A-5722646 bekannt.
Im Stand der Technik wird beim Schneiden o.ä. eines Werkstücks eine hydraulische Arretiervorrichtung eingesetzt, um das Werkstück durch Arretierung in einer gewünschten Position einzuklemmen bzw. abzustützen. Diese Art von hydraulischer Arretiervorrichtung beschreiben z.B. die japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungs-Patentschrift 59-128902 sowie die japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungs-Patentschrift 6-47710.
In der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungs-Patentschrift 59-28902 wird eine hydraulische Arretiervorrichtung beschrieben, die umfasst: ein etwa zylindrisches Gehäuseelement, ein verschiebbar innerhalb von dem Gehäuseelement eingepasstes hohles Kolbenelement, das zum Erzielen eines kleineren Durchmessers elastisch verformbar ist, eine verschiebbar innerhalb von diesem Kolbenelement eingepasste Stange, die das Gehäuseelement durchdringt. Bei dieser hydraulischen Arretiervorrichtung erfolgt durch das Einleiten von Öl in die zwischen dem Gehäuseelement und dem Kolbenelement gelegene hydraulische Druckkammer eine elastische Verformung des Kolbenelements, und das Kolbenelement wird in Kontakt mit der Stange gedrückt. Das Kolbenelement und die Stange sind dabei so arretiert, dass keine relative Verschiebung in axialer Richtung stattfindet.
In der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungs-Patentschrift 6-47710 wird eine hydraulische Arretiervorrichtung beschrieben, die umfasst: einen mit einem Zylinderkörper und einem verschiebbar innerhalb von dem Zylinderkörper eingepassten Kolbenelement versehenen Hydraulikzylinder, eine den Zylinderkörper durchdringende Stange, durch die ein Kolbenelement in axialer Richtung hindurchgeht, eine sich elastisch verformende, zwischen Kolbenelement und Stange befindliche Hülse, die außerhalb der Stange angebracht und so an dem Kolbenelement befestigt wird, dass eine relative Verschiebung in axialer Richtung unmöglich wird. Bei dieser hydraulischen Arretiervorrichtung wird ein hydraulischer Druck in die innerhalb des Kolbenelements und an dem Außenumfang der Hülse ausgebildete hydraulische Druckkammer eingeführt, und die Hülse wird elastisch verformt. Daraufhin wird diese Hülse in Kontakt mit der Oberfläche des Außenumfangs der Stange gedrückt. Die Stange wird mit dem Kolbenelement so arretiert, dass eine relative Verschiebung unmöglich wird.
Bei der in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungs-Patentschrift 59-128902 sowie in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungs-Patentschrift 6-47710 beschriebenen hydraulischen Arretiervorrichtung wird die entweder integral mit dem Kolbenelement oder getrennt davon ausgeführte Hülse aufgrund von dem hydraulischen Druck elastisch verformt, um einen kleineren Durchmesser aufzuweisen. Die Stange wird durch die zwischen dieser Hülse und der Stange wirkende statische Haftreibungskraft arretiert. Ist der die Hülse elastisch verformende Hydraulikdruck ein niedriger Druck, ist bei dieser Ausführung die Arretierdruck gering. Zum Erzeugen einer großen Arretierdruck ist eine große Arretiervorrichtung erforderlich. Dies ist bezüglich des Anlagenaufwands nachteilig. Oder es muss von der Hydraulikdruckzufuhrquelle ein Hochdruck-Hydraulikdruck zugeführt werden. Dabei wird die Hydraulikdruckzufuhrquelle groß, und es kommt leichter zur Erzeugung von Hydraulikdrucklecks. Das wird teuer.
Die Patentschrift US-A-5722646 offenbart eine Kombination aus einer hydraulischen Vorrichtung und einer als Abtriebselement dafür dienenden Stange, und umfasst einen Hinweis auf einen außerhalb der Stange liegenden Hülsenkörper, eine Außenumfang-Hydraulikdruckkammer an dem Außenumfang eines verdünnten Rohrteils des Hülsenkörpers, sowie einen innerhalb des Gehäuseelements der hydraulischen Arretiervorrichtung gelegenen Hydraulikverstärker, und weist darauf hin, dass die Stange durch Antreiben des Verstärkers mit Einlass-Hydraulikdruck zum Erzeugen eines Hydraulikdrucks im Ablassteil des Hydraulikverstärkers, der größer als der Einlassdruck ist, arretiert wird.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung gibt eine Kombination aus einer hydraulischen Arretiervorrichtung und einer Stange gemäß Anspruch 1 an die Hand. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen 2–5 offenbart.
Es wird ein Beispiel beschrieben, in dem das zur Bearbeitung zugeführte Werkstück von unten her durch die Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange getragen wird. Das Werkstück wird von oberhalb der Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange zugeführt. Solange die Stange mit diesem Werkstück in Kontakt steht, wird die Stange nach unten geschoben. Erreicht das Werkstück die gewünschte Höhe, wird Einlasshydraulikdruck von der Einlassöffnung in die Zuführölkammer des Hydraulikverstärkers zugeführt. Daraufhin erfolgt ein Antreiben des Hydraulikverstärkers, und es wird in der am Außenumfang der Hülse gelegenen Außenumfang-Hydraulikdruckkammer und im Ablassteil ein Hydraulikdruck erzeugt, der höher als der Einlasshydraulikdruck ist. Daraufhin wird das verdünnte Rohrstück des Hülsenkörpers zu einem kleineren Durchmesser verformt, und die Stange wird sicher arretiert. Insbesondere deshalb, weil der Hydraulikverstärker durch einen niedrigen Einlasshydraulikdruck angetrieben wird und das abgedichtet in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer und in das Ablassteil eingefüllte Öl auf einen höheren Druck als den Einlasshydraulikdruck verstärkt wird, kann eine Hochleistungsarretiervorrichtung ausgebildet werden, ohne dass die Arretierungsvorrichtung größer wird. Die Hydraulikdruckzufuhrquelle kann kleiner ausgebildet sein und einen verringerten Druck aufweisen.
Der Hydraulikverstärker besitzt ein außerhalb des Hülsenkörpers anzubringendes ringförmiges Kolbenelement. Vorzugsweise wird das Ablassteil dieses Hydraulikverstärkers auf dem Außenumfang der verdünnten Rohrteils des Hülsenkörpers ausgebildet. Der Hydraulikverstärker kann an der Innenseite des Gehäuseelements vorgesehen werden, ohne dass dabei der Durchmesser des Gehäuseelements vergrößert werden muss. Der an dem Außenumfang des Hülsenkörpers befindliche Platz kann wirkungsvoll ausgenutzt werden.
In der Nähe des Schaftkerns der Stange ist eine an einem Ende offene Federgehäuseöffnung ausgebildet. In diese Federgehäuseöffnung wird ein Federlagerelement dergestalt teilweise eingeführt, dass eine relative Verschiebung möglich ist. Dieses Lagerelement ist an der unteren Wand des Gehäuseelements befestigt. Eine an der Federgehäuseöffnung angebrachte und durch das Federlagerelement arretierte Druckfeder ist vorgesehen. Vorzugsweise wird die Stange elastisch in Richtung des anderen Endes weggetrieben. Dabei kann die Stange elastisch durch die elastische Wegtreibkraft der Druckfeder in Richtung des anderen Endes weggetrieben werden.
In der Nähe des Schaftkerns der Stange ist eine Federgehäuseöffnung ausgebildet, die an einem Ende offen ist. In dieser Federgehäuseöffnung ist eine Feder aufgenommen, und ein Federlagerkolbenelement nimmt ein Ende dieser Feder auf. Vorzugsweise wird eine Hydraulikdruckkammer vorgesehen, welche Hydraulikdruck auf das Federlagerkolbenelement ausübt und eine Zufuhr von Hydraulikdruck von außen aufnimmt. Wird der Hydraulikdruckkammer ein niedriger Einlasshydraulikdruck von der Einlassöffnung zugeführt, gleitet das Federlagerkolbenelement entgegen der Wegtreibkraft der Feder an das andere Ende, und die Feder wird zusammengedrückt. Daraufhin wird die Stange ans andere Ende geschoben und liegt an dem oben auf dieser Vorrichtung vorgesehenen Werkstück an. Es erfolgt dann ein Antreiben des Hydraulikverstärkers, und es wird ein Hydraulikdruck erzeugt, der höher als der in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer und in dem Ablassteil erzeugte Einlassdruck ist. Dadurch wird das verdünnte Rohrteil des Hülsenkörpers elastisch zu einem kleineren Durchmesser verformt, und die Stange wird sicher arretiert.
Vorzugsweise weist der oben erwähnte Hydraulikverstärker eine an einer von dem Hülsenkörper getrennten Stelle an der Innenseite der Innenwand des Gehäuseelements ausgebildete Kolbenelementgehäuseöffnung auf. Bevorzugt weist der Hydraulikverstärker auch ein verschiebbar in der Kolbenelementgehäuseöffnung aufgenommenes und ein Druck aufnehmendes und ein Druck ausübendes Teil aufweisendes Kolbenelement auf. Dabei liegt das Werkstück an der Stange an und wird geschoben. Auf der gewünschten Höhe des Werkstücks wird ein Niedrigdruck-Einlasshydraulikdruck von der Einlassöffnung durch das Druck aufnehmende Teil des Kolbenelements aufgenommen. Daraufhin gleitet das Kolbenelement in die Kolbenelementgehäuseöffnung. Das in dem Ablassteil befindliche Öl wird durch das Druck ausübende Teil unter Druck gesetzt. In der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer und im Ablassteil wird ein Hydraulikdruck erzeugt, der höher als der Einlasshydraulikdruck ist. Dadurch wird das verdünnte Rohrteil des Hülsenkörpers zu einem kleineren Durchmesser verformt, und die Stange wird sicher arretiert.
Bevorzugt wird die genannte Stange so vorgesehen, dass sie von einem Ende des Gehäuseelements nach außen ragt. Bei dieser Kombination aus einer hydraulischen Arretiervorrichtung und einer Stange wird das bei der Bearbeitung eingesetzte Werkstück in Kontakt mit der Stange gedrückt und wird verschoben. An der gewünschten Position wird die Stange arretiert, und das Werkstück kann durch Klemmen o.ä. sicher gelagert werden.
Vorzugsweise wird die genannte Stange so vorgesehen, dass sie durch den Hülsenkörper und das Gehäuseelement hindurchgeht. Folglich wird nach Einstellung der durch Hülsenkörper und Gehäuseelement hindurchgehenden Stange auf die gewünschte Position der Einlasshydraulikdruck zugeführt, und die Stange kann arretiert werden.
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können der folgenden Beschreibung zusammen mit den zugehörigen Zeichnungen, bei denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, entnommen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die 1 bis 6 betreffen die wesentliche erfindungsgemäße Ausführungsform.
1 stellt eine Vorderansicht, bei der die wesentlichen Teile ausgelassen sind, dar, wobei ein Anwendungsbeispiel gezeigt wird, in dem die Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange als Werkstücklager benutzt wird. 2 stellt ein vertikales Querschnittsdiagramm der Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange (Querschnitt entlang der Linie II-II aus 3) dar. 3 ist eine Draufsicht auf die Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange. 4 zeigt ein vertikales Querschnittsdiagramm der Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange (Querschnitt entlang der Linie IV-IV aus 5). 5 stellt eine schematische Zeichnung der Öl- und Luftführungen für ein Gehäuseelement dar. 6 zeigt ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie VI-VI von 4. 7 bis 11 stellen Figuren bezüglich der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar. Dabei stellt 7 eine Abbildung eines Querschnitts einer Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange (Querschnitt entlang der Linie VII-VII aus 9) dar. 8 zeigt einen vertikalen Querschnitt einer Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange. 9 ist eine schematische Zeichnung der Öl- und Luftführung des Gehäuseelements. 10 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie X-X von 7. 11 stellt ein vertikales Querschnittsdiagramm dar, das ein Anwendungsbeispiel zeigt, in dem die Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange als Einklemmeinrichtung eingesetzt wird. 12 zeigt einen vertikalen Querschnitt einer Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange bezüglich der zweiten Ausführungsform. 13 veranschaulicht ein vertikales Querschnittsdiagramm einer Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange bezüglich der dritten Ausführungsform. 14 zeigt ein vertikales Querschnittsdiagramm der wesentlichen Teile der Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung und Stange der vierten Ausführungsform.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die erfindungsgemäßen Ausführungen werden mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
Die vorliegende Ausführung stellt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dar, das in einer Werkstücklagervorrichtung benutzt wird. In anderen Worten: mit Bezug auf die 1 stellt eine Kombination aus einer hydraulischen Arretiervorrichtung 1 und einer Stange 3 als Abtriebselement des hydraulischen Arretierelements ein Werkstücklagereinrichtung zum Verhindern der Vibration eines Werkstücks Wa bei der Bearbeitung dar, und zwar durch Lagern des Mittelteils des Werkstücks Wa von der Unterseite her.
Mit Bezug auf 2 bis 6 umfasst eine hydraulische Arretiervorrichtung 1: ein in etwa zylindrisches Gehäuseelement 2, das so ausgebildet ist, dass es von einem Ende (dem unteren Ende) zum oberen äußeren Teil offen ist, einen metallischen Hülsenkörper 4, eine Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 sowie einen Hydraulikverstärker 7.
An dem oberen in etwa einem Drittel des Gehäuseelements 2 ist ein in Draufsicht rechteckiges Flanschteil 2a ausgeführt. Ferner ist in dem Gehäuseelement 2 eine Stangengehäuseöffnung 2b für die Stange 3 ausgebildet. An der in etwa oberen Hälfte der Innenseite des Gehäuseelements 2 ist eine Kolbengehäuseöffnung 2c mit einem größeren Durchmesser als die Stangengehäuseöffnung 2b ausgebildet. Auf das obere Ende des Gehäuseelements 2 ist ein ringförmiger Deckel 12 derart lösbar aufgeschraubt, dass der Deckel 12 die Kolbengehäuseöffnung 2c abdeckt.
Mit Bezug auf 2 und 4 umfasst der Hülsenkörper 4 der Reihe nach von oben nach unten: ein Befestigungsring-Oberteil 4b, ein mittleres Rohrteil 4d, ein verdünntes Rohrteil 4a, ein Befestigungsring-Unterteil 4c. Davon ist das Befestigungsring-Oberteil 4b an dem Deckelteil 12 des Gehäuseelements 2 befestigt, und das Befestigungsring-Unterteil 4c ist an der Stangengehäuseöffnung 2b des Gehäuseteils 2 befestigt. Insbesondere das verdünnte Rohrteil 4a ist so ausgeführt, dass es zu einem kleineren Durchmesser elastisch verformt werden kann. An der Außenseite des verdünnten Rohrteils 4a ist eine ringförmige Außenumfang-Hydraulikkammer 5 ausgebildet.
In der Kolbengehäuseöffnung 2c ist ein an der Außenseite des Hülsenkörpers 4 angebrachtes ringförmiges Kolbenelement 8 aufgenommen. Der Hydraulikverstärker 7 umfasst dieses Kolbenelement 8 und eine Zuführölkammer 15 sowie ein Ablassteil 6. Das Ablassteil 6 ist die Fortsetzung der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5.
Dabei werden die Außenumfang-Hydraulikkammer 5 und das Ablassteil 6 mit Öl gefüllt und abgedichtet.
Bezüglich 2 und 4 ist ein Federlagerelement 26 an der unteren Wand des Gehäuseelements 2 in dem Mittelpunkt der Stangengehäuseöffnung 2b mittels eines Bolzens 27 angebracht. Dabei ist das Federlagerelement 26 ein massiver Zylinder mit ca. 1/3 des Durchmessers der unteren Wand des Gehäuseelements 2. Am Ende des Federlagerelements 26 ist ein Einrastteil 26a mit einem etwas größeren Außendurchmesser ausgebildet.
In der Nähe des Schaftkerns der Stange 3 ist eine an einem Ende (dem unteren Ende) offene Federgehäuseöffnung 28 ausgebildet. An einem Ende der Federgehäuseöffnung 28 ist ein Eingriffsteil 28a ausgebildet, das mit dem Einrastteil 26a des Federlagerelements 26 greifen kann. Dabei ist das Federlagerteil 26 teilweise und verschiebbar in die Federgehäuseöffnung 3a eingeführt. An der Innenseite der Stange 3 ist ein Schraubenloch 3b, das die Federgehäuseöffnung 28 fortsetzt, ausgeführt, und zwar von oben bis ca. 1/3 der Gesamtlänge der Stange 3. In das Schraubenloch 3b wird eine Einstellschraube 3b eingeschraubt. An der Innenseite der Federgehäuseöffnung 28 ist eine von einem Federlagerelement 26 arretierte Druckfeder 30 befestigt. Dabei übt die Druckfeder 30 die Funktion einer elastisch wegtreibenden Einstellschraube 29, oder anders gesagt, der Stange 3 in Richtung des anderen Endes (nach oben) aus. Ferner ist die Druckfeder 30 so ausgelegt, dass die wegtreibende Kraft durch Einstellen der vertikalen Stellung der Einstellschraube 29 auf die gewünschte Stärke geändert werden kann.
Das Kolbenelement 8 des Hydraulikverstärkers 7 umfasst ein ringförmiges Teil 8a mit großem Durchmesser, das in etwa auf der oberen Hälfte des Kolbenelements 8 ausgebildet ist, sowie ein ringförmiges Teil 8b mit kleinem Durchmesser, das auf der unteren Hälfte ausgebildet ist. Dabei sind das Teil 8a mit großem Durchmesser und das Teil 8b mit kleinem Durchmesser koaxial ausgeführt. Das Teil 8a mit großem Durchmesser ist verschiebbar an der Innenseite der Kolbengehäuseöffnung 2c sowie ebenso verschiebbar an der Außenseite des Hülsenkörpers 4 angebracht. Das Teil 8b mit kleinem Durchmesser ist verschiebbar an der Innenseite der Stangengehäuseöffnung 2b eingeführt. Die Zuführölkammer 15 des Hydraulikverstärkers 7 wird durch die untere Oberfläche des Deckelteils 12, die Kolbengehäuseöffnung 2c, die obere Oberfläche des Teils 8a mit großem Durchmesser des Kolbenelements 8 und die Außenumfangsoberfläche des Hülsenkörpers 4 abgegrenzt. Dabei führt eine Einlassöffnung 16 Einlasshydraulikdruck von außen in die Zuführölkammer 15. In horizontaler Richtung auf dem obern Teil an der Innenseite des Gehäuseelements 2 sind eine Einlassöffnung 16 und ein Metallverbindungsstück 17 vorgesehen.
Unter Bezug auf 2 bis 4 sind symmetrisch rechts und links in der 2 sowie parallel zur Achse der Stange 3 an dem Unterteil des Gehäuseelements 2 ein Paar Ölkanäle 18 vorgesehen. Dabei füllen die Ölkanäle Öl in die Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 und in das Ablassteil 6 ein. Dabei wird eine in horizontaler Richtung den Ölkanal 18 und die Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 und das Ablassteil verbindende Verbindungsöffnung 19 gebildet. Am Basisende jedes Ölkanals 18 sind eine Kugel 20 zum Abdichten des Öls nach dem Einfüllen und eine Befestigungsmaschinenschraube 21 lösbar vorgesehen. Am Basisende der Verbindungsöffnung 19 ist ein Stopfen 22 vorgesehen.
Unter Bezugnahme auf 4 bis 6 ist das Gehäuseelement 6 mit einem Filter, einem Metallverbindungstück 31, einer Öffnung 31a, einem Lüftungsloch 31b, einem Lüftungskanal 34a, einem Lüftungskanal 34b und einem Lüftungskanal 36 versehen. Diese sind zum Belüften der Betätigungskammer 32 bzw. Betätigungskammer 33 vorgesehen. Die Betätigungskammer 32 ist der durch die untere Oberfläche des Teils 8a mit großen Durchmesser des Kolbenelements 8, die Kolbengehäuseöffnung 2c und die Außenumfangoberfläche des Teils 8b mit kleinem Durchmesser abgegrenzte ringförmige Raum. Die Betätigungskammer 33 ist der durch die untere Oberfläche der Stange 3, die Stangengehäuseöffnung 2b, das untere Wandteil des Gehäuseelements 2 und das Federlagerelement 26 abgegrenzte ringförmige Raum.
Noch spezifischer sind am oberen Teil des Gehäuseelements 2 in der Draufsicht die Öffnung 31a und das Metallverbindungsstück 31 symmetrisch von vorne nach hinten mit der Einlassöffnung 16 angeordnet (vgl. 5). Der mit Öffnung 31 verbundene Lüftungskanal 34 ist in vertikaler Richtung angeordnet. Der Lüftungskanal 34 setzt sich über Lüftungskanal 35, Lüftungskanal 36, die in horizontaler Richtung angeordnet sind, mit Betätigungskammer 32, Betätigungskammer 33 fort. Ferner gibt es Dichtungselemente 9–11, 13, 14, 23–25.
Es wird nunmehr die Wirkung der Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung 1 und Stange 3 beschrieben.
Bezüglich der Stange 3, die durch die wegtreibende Kraft der Druckfeder 30 hinausragt, wird das Werkstück zur Anlage mit dem Ende der Stange 3 gebracht. Entgegen der Kraft der Druckfeder 30 wird die Stange 3 nach unten geschoben. Erreicht das Werkstück die gewünschte Höhe, wird der Zuführölkammer 15 ein Niedrigdruck-Einlasshydraulikdruck über die Einlassöffnung 16 von dem Metallverbindungsstück 17 zugeführt. Daraufhin verschiebt sich das Kolbenelement 8 des Hydraulikverstärkers 7 nach unten, und es wird in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 und im Ablassteil 6 ein Hydraulikdruck erzeugt, der höher als der Einlasshydraulikdruck ist. Dadurch wird das verdünnte Rohrteil 4a des Hülsenkörpers 4 zu einem kleineren Durchmesser elastisch verformt und wird sicher in Kontakt mit der Stange 3 gedrückt. Durch die zwischen dem Hülsenkörper 4 und der Stange 3 wirkende Reibungskraft wird die Stange 3 arretiert.
Spezifischer ausgedrückt wird z.B. das Flächenverhältnis der Druck aufnehmenden Fläche der oberen Oberfläche des Teils 8a mit großem Durchmesser von Kolbenelement 8 zur Druck ausübenden Fläche der unteren Oberfläche des Teils 8b mit kleinem Durchmesser auf 3:1 eingestellt. Daraufhin wird bei Zufuhr an die Ölkammer 15 eines Einlasshydraulikdrucks von 140 kg/cm² der in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 und im Ablassteil 6 erzeugte Druck durch das dreifache Flächenverhältnis auf einen Druck von 420 kg/cm² verstärkt. Das oben genannte Flächenverhältnis ist nur ein Beispiel und ist nicht auf 3:1 beschränkt, und der Einlasshydraulikdruck ist nicht auf 140 kg/cm² begrenzt.
Infolgedessen kann auch bei einem schwergewichtigen Werkstück das Werkstück sicher von der Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung 1 und Stange 3 getragen werden. Gegenüber den hydraulischen Arretiervorrichtungen des Stands der Technik kann eine kleinere hydraulische Arretiervorrichtung höheren Leistung erzielt werden, und es kann eine Miniaturisierung und ein verringerter Druck der hydraulischen Zufuhrquelle erzielt werden. An dem Außenumfang des verdünnten Rohrteils 4a des Hülsenkörpers 4 wird das Ablassteil 6 des Hydraulikverstärkers 7 ausgebildet. Infolgedessen wird der Raum am Außenumfang des Hülsenkörpers 4 effektiv ausgenutzt, und der Hydraulikverstärker 7 kann an der Innenseite des Gehäuseelements 2 vorgesehen werden. Infolgedessen kann die Miniaturisierung der hydraulischen Arretiervorrichtung 1 auch bei Innenausbildung des Hydraulikverstärkers 7 in der hydraulischen Arretiervorrichtung 1 erzielt werden. Dabei können steigende Herstellkosten unterbunden werden.
Es werden nun Teilabwandlungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Gleiche bzw. in etwa gleiche Teile wie in der genannten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen versehen, und von eingehenderen Erläuterungen wird abgesehen.
1] Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung 1A und Stange 40 (vgl. 7 bis 10)
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 umfasst die hydraulische Arretiervorrichtung 1A ein Gehäuseelement 2, einen metallischen Hülsenkörper 4, eine Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 und einen Hydraulikverstärker 7. In dem Gehäuseelement 2 ist eine Stangengehäuseöffnung 2b für die Stange 40 ausgebildet. In etwa auf der oberen Hälfte der Innenseite des Gehäuseelements 2 ist eine Kolbengehäuseöffnung 2c ausgebildet, die einen größeren Durchmesser als die Stangengehäuseöffnung 2b aufweist. Auf das obere Ende des Gehäuseelements 2 ist ein ringförmiger Deckel 12 derart lösbar aufgeschraubt, dass der Deckel 12 die Kolbengehäuseöffnung 2c abdeckt. Durch Anbringen eines unteren Plattenelements 41 wird das untere Ende des Gehäuseelements 2 geschlossen, und das Gehäuseelement 2 weist die Konstruktion eines Rohrs mit Boden auf.
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 wird vom unteren Ende der Stange 40 her in der Nähe des Schaftkerns 40 eine Federgehäuseöffnung 42 mit einer Länge von in etwa einer Hälfte der Gesamtlänge der Stange 40 gebildet. An der Innenseite der Federgehäuseöffnung 42 wird ein rohrförmiges Federgehäuseelement 58 eingesetzt. An einem Ende (unteren Ende) des Federgehäuseelements 58 wird ein Flansch 58a ausgebildet, und das Federgehäuseelement 58 ist an einem Ende (unteren Ende) offen. An dem anderen Ende (oberen Ende) des Federgehäuseelements 58 wird eine Öffnung 58b gebildet. Zwischen dem unteren Plattenelement 41 und dem unteren Ende des Gehäuseelements 2 wird der Flansch 58a angeordnet und befestigt. An der Innenseite des Federgehäuseelements 58 ist ein bei einem bestimmten Hub verschiebbares Federlagerkolbenelement 43 vorgesehen. Dabei sind im Inneren des Federgehäuseelements 58 Doppelfedern 44, 45 aufgenommen.
Durch das Federlagerkolbenelement 43 wird ein Ende der Feder 44, Feder 45, arretiert. Das andere Ende (obere Ende) der äußeren Feder 44 wird durch die obere Platte 58c des Federgehäuseelements 58 arretiert. Das andere Ende der inneren Feder 45 geht durch die Öffnung 58b hindurch und wird durch das nahe der Mitte der Innenseite der Stange 40 vorgesehene Mittelwandteil 40a arretiert. Das Federlagerelement 43 umfasst ein Teil 43a mit großem Durchmesser und ein Teil 43b mit kleinem Durchmesser. Das Teil 43a mit großem Durchmesser wird verschiebbar in das Federgehäuseelement 58 eingeführt. Das Teil 43b mit kleinem Durchmesser wird verschiebbar in eine an dem unteren Plattenelement 41 ausgebildete Ölöffnung eingeführt und begrenzt die Hydraulikdruckkammer 41a. Es gibt Dichtungselemente 46, 47.
In axialer Richtung des Teils 43a mit großem Durchmesser des Federlagerkolbenelements 43 ist ein Schraubenloch ausgebildet. Ein in dieses Schraubenloch einzuschraubender Bolzen 48 durchdringt die Innenseite der Doppelfedern 44, 45 und geht durch das Mittelwandteil 40a hindurch und wird in einheitlicher Ausführung mit dem Kolbenelement 43 versehen. Oberhalb des Mittelwandteils 40a an der Innenseite der Stange 40 ist eine Öffnung ausgebildet, durch die der Kopf des Bolzens 48 eingeführt werden kann.
Bezüglich 7, 9 und 10 wird an der Innenseite der Wandstärke des Gehäuseelements 2 und in dem unteren Plattenelement 41 ein Ölkanal 49 gebildet, und zwar von der Einlassöffnung 16 zur Hydraulikdruckkammer 41a. Der Ölkanal 4 führt Hydraulikdruck in die Hydraulikdruckkammer 41a. Der Ölkanal 49 umfasst den Ölkanal 49a – Ölkanal 49d. Ölkanal 49a wird in vertikaler Richtung von der Einlassöffnung 16 zum unteren Plattenelement 41 positioniert. Ölkanal 49b wird horizontal von der Unterseite des Ölkanals 49a positioniert. Ölkanal 49c wird vertikal nach unten von dem Ende des Ölkanals 49b zur Innenseite des unteren Plattenelements 41 positioniert. Ölkanal 49d wird horizontal von dem Ende des Ölkanals 49c zur Hydraulikdruckkammer 41a positioniert. Durch Zufuhr von Hydraulikdruck zur Hydraulikdruckkammer 41a gleitet daher das Federlagerkolbenelement 43 nach oben, und die Wegtreibkraft der Feder 45 wird auf das Mittelwandteil 40a der Stange 40 übertragen. Infolgedessen wird die Stange 40 an das andere Ende verschoben und dann in Kontakt mit dem Werkstück gedrückt.
Durch die untere Oberfläche des Teils 8a mit großem Durchmesser des Kolbenelements 8, die Kolbengehäuseöffnung 2c und die Außenumfangfläche des Teils 8b mit kleinem Durchmesser wird ein ringförmiger Raum abgegrenzt. Vertikal nach unten zum unteren Plattenelement 41 durchgehende Lüftungsöffnungen bzw. Lüftungskanäle für das Kolbenelement 8 werden aus diesem ringförmigen Raum gebildet. Bei der Montage der hydraulischen Arretiervorrichtung 1A kann die Hublänge des Kolbenelements 8 durch Einsetzen von Stiften o.ä. in diese Lüftungsöffnungen gemessen werden. Dabei können die Lüftungsöffnungen zur Bestätigung, ob die erforderliche Menge Öl in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 und im Ablassteil 6 eingeschlossen wurde oder nicht, benutzt werden. Diese Stifte können nach Abschluss der Montage entfernt werden.
Nunmehr wird die Wirkung der hydraulischen Arretiervorrichtung 1A beschrieben.
Mit Bezug auf 7 wird bei Rückziehen der Stange 40 ein Niedrigdruck-Einlasshydraulikdruck über die Einlassöffnung 16, Ölkanal 49a, Ölkanal 49b, Ölkanal 49c und Ölkanal 49d von dem Metallverbindungsstück 17 zur Hydraulikdruckkammer 41a zugeführt. Daraufhin verschiebt sich das Federlagerkolbenelement 43 entgegen der Wegtreibkraft 44 der Feder 44, Feder 45 an das andere Ende, und Feder 44, Feder 45 werden zusammengedrückt.
Daraufhin verschiebt sich die Stange 40 zum anderen End hin und kommt zur Anlage mit dem Werkstück. Dann gleitet das Kolbenelement 8 des Hydraulikverstärkers 7 geringfügig nach unten, und es wird – wie bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel – in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 und im Ablassteil 6 ein Hydraulikdruck erzeugt, der höher als der Einlasshydraulikdruck ist. Dadurch wird das verdünnte Rohrteil 4a des Hülsenkörpers 4 zu einem kleineren Durchmesser elastisch verformt und sicher zur Anlage mit der Stange 40 gebracht, und die Stange 40 kann arretiert werden.
2] Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung 1B und Stange 60 ... (vgl. 12)
Unter Bezugnahme auf 12 durchdringt eine Hohlstange 60 den Hülsenkörper 4 und das Gehäuseelement 61. Sonst ist alles gleich dem Aufbau der oben genannten hydraulischen Arretiervorrichtung 1. Bei der hydraulischen Arretiervorrichtung 1B wird das Werkstück unterhalb der Einrichtung positioniert, und das Werkstück kann sicher durch das untere Ende der Stange 60 eingeklemmt werden. Die hydraulische Arretiervorrichtung 1B kann für andere Einrichtungen als Werkstücklagereinrichtungen und Einklemmeinrichtungen eingesetzt werden. Bezüglich der langen Stange 60 können beispielsweise ein Paar hydraulischer Arretiervorrichtungen 1B sowie ein jede hydraulische Arretiervorrichtung 1B entlang der Stange 60 bewegender Hydraulikzylinder vorgesehen werden. Dabei arbeitet das Paar hydraulischer Arretiervorrichtungen 1B zusammen, um die lange Stange 60 nach oben und nach unten zu treiben.
3] Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung 1C und Stange 3 ... (vgl. 13)
Unter Bezugnahme auf 13 wird eine hydraulische Arretiervorrichtung 1C mit einem in etwa zylindrischen Gehäuseelement 50 versehen, das so gebildet wird, dass es offen ist, und zwar von einem Ende (unteren Ende) zur oberen Außenseite. Das Gehäuseelement 50 wird durch Zusammenfügen eines vertikalen geteilten oberen Gehäuses 51 und unteren Gehäuses 52 konstruiert. Die hydraulische Arretiervorrichtung 1B umfasst das obere Gehäuse 51, das untere Gehäuse 52, den Hülsenkörper 4, die Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 sowie einen Hydraulikverstärker 53.
In der Wandstärke des unteren Gehäuses 52 an einer vom Hülsenkörper 4 getrennten Stelle ist eine Kolbenelementgehäuseöffnung 54 ausgebildet. Der Hydraulikverstärker 53 umfasst die Kolbenelementgehäuseöffnung 54 sowie ein in der Kolbenelementgehäuseöffnung 54 beweglich aufgenommenes Kolbenelement 55. Das Kolbenelement 55 umfasst ein Druck aufnehmendes Teil 55a und ein Druck ausübendes Teil 55b. Das Flächenverhältnis der Druck aufnehmenden Fläche des Druck aufnehmenden Teils 55a zur Druck ausübenden Fläche des Druck ausübenden Teils 55b beträgt ca. 3:1.
An dem oberen Gehäuse 51 sind eine Einlassöffnung 56 und ein Metallverbindungsstück 17 vorgesehen. In das untere Gehäuse 52 wird ein Paar Ölkanäle 18 eingelassen. An dem unteren Gehäuse 52 ist eine den Ölkanal 18 mit der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer 5 verbindende Verbindungsöffnung 57 ausgebildet. Das Druck aufnehmende Teil 55a des Kolbenelements 55 setzt die Einlassöffnung 56 fort. Der Druck ausübende Teil 55b setzt die Verbindungsöffnung 57 und den Ölkanal 18 fort. An dem Basisende des jeweiligen Ölkanals 18 sind eine Kugel 20 und ein Befestigungsmaschinenschraubenelement 21 vorgesehen. Es wird Öl aus dem Ölkanal 18 eingefüllt.
Ansonsten weisen Kugel 20, Befestigungsmaschinenschraube 21, Federlagerelement 26, Druckfeder 30, Einstellschraube 29 und dergleichen denselben Aufbau wie bei der hydraulischen Arretiervorrichtung 1 auf. Bei der hydraulischen Arretiervorrichtung 1C kann die Druck aufnehmende Fläche des Druck aufnehmenden Teils 55a des Kolbenelements 55 bezüglich der Druck ausübenden Fläche des Druck ausübenden Teils 55b groß eingestellt werden. Infolgedessen werden dieselbe Wirkung und dieselben Vorteile wie bei der vorangehenden Ausgestaltung erzielt.
4] Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung 1D und Stange 3 ... (vgl. 14)
Unter Bezugnahme auf 14 stellt die hydraulische Arretiervorrichtung 1D eine Vorrichtung dar, bei der ein Luft blasender Mechanismus 70 für die oben genannte Arretiervorrichtung 1A vorgesehen wird. Durch Blasen von Luft von der Nähe des oberen Endes des Deckels 12 auf die Stange 3 entfernt der Luft blasende Mechanismus 70 Fremdpartikel wie z.B. Späne vom Werkstück Wa, die an der Oberfläche der Stange 3 anhaften. Dabei umfasst dieser Luft blasende Mechanismus 70: eine nicht dargestellte Luftzufuhranlage zum Zuführen von Luft an das Gehäuseelement 2 sowie einen auf dem Gehäuseelement 2 und Deckel 12 ausgebildeten Luftkanal 71. Durch diesen Luftkanal 71 wird die dem Gehäuseelement 2 zugeführte Luft an den oberen Innenrand des ringförmigen Deckels 12 geführt, und von dort wird die Luft auf die Oberfläche der Stange 3 geblasen.
Der Luftkanal 71 umfasst dabei: an der Innenseite des Gehäuseelements 2 ausgebildete Luftkanäle 72, 73, einen zwischen dem Gehäuseelement 2 und dem Deckel 12 oben auf dem Dichtelement 13 ausgebildeten ringförmigen Luftkanal 74 sowie mehrere (z.B. vier) auf dem Deckel 12 ausgebildete Luftkanäle 75. Davon erstrecken sich die Luftkanäle 75 schräg nach oben in die Richtung des Kerns der Stange 3 vom ringförmigen Luftkanal 75. Am Ende des Luftkanals 75 ist ein Düsenteil 76 vorgesehen. Darüber hinaus wird ein von der Luftzufuhranlage verlaufendes Luftrohr 77 über einen Verbindungsstecker 77a mit einer Luft einleitenden Öffnung 72a an dem unteren Ende des Luftkanals 72 verbunden.
Bei der hydraulischen Arretiervorrichtung 1D können aufgrund des Bereitstellens des oben genannten Luft blasenden Mechanismus 70 etwaige an der Oberfläche der Stange 3 anhaftende Fremdpartikel wie z.B. Späne von dem Werkstück Wa sicher entfernt werden. In anderen Worten: weil ein Eindringen von Fremdpartikeln wie z.B. Spänen vom Werkstück Wa zwischen die Oberfläche der sich vor- und zurückziehenden Stange 3 und den Deckel 12 sowie den Hülsenkörper 4 verhindert wird, kann die Stange 3 reibungslos vor- und zurückgezogen werden. Infolgedessen kann ein Verschleiß der Gleitteile der Stange 3 und des Deckel 12 sowie des Hülsenkörpers 4 verhindert werden.
Nunmehr erfolgt eine zusätzliche Beschreibung bezüglich der abgewandelten Ausführungsbeispiele. Der Hülsenkörper 4 ist aus Metall, vorzugsweise Stahl. Er ist jedoch nicht auf Metall beschränkt. Er kann zum Beispiel aus "FRP" (faserverstärktem Kunststoff) bestehen. Bei den vorliegenden Ausführungsformen betraf die vorliegende Erfindung Kombinationen aus einer hydraulischer Arretiervorrichtung und einer Stange als Abtriebselement als Werkstücklagervorrichtungen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf ähnliche Weise bei hydraulischen Arretiervorrichtungen für verschiedene Werkzeugmaschinen und industriellen Maschinen angewandt werden.
Wie vorstehend beschrieben kann bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Arretiervorrichtung gegenüber der hydraulischen Arretiervorrichtung des Stands der Technik eine kleinere hydraulische Arretierungsvorrichtung höherer Leistung verwirklicht werden, und es kann eine Hydraulikdruckzufuhrquelle verwirklicht werden, die kleiner ist und einen geringeren Druck aufweist. Darüber hinaus bietet die vorliegende Erfindung mehrere Vorteile wie zum Beispiel das Unterdrücken steigender Herstellkosten, eine verbesserte universelle Anwendung und dergleichen.

Claims

Kombination aus hydraulischer Arretiervorrichtung (1, 1A, 1B, 1C; 1D) und einer Stange (3; 40; 60) als Abtriebselement der Arretiervorrichtung; dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Arretiervorrichtung umfasst: – einen Hülsenkörper (4), welcher außerhalb der Stange angebracht ist und mit einem verdünnten Schlauchteil (4a) ausgestattet ist, das zu einem kleineren Durchmesser elastisch verformt werden kann; – ein Gehäuseelement (2; 61; 50), welches den Hülsenkörper lagert; – eine am Außenumfang des verdünnten Schlauchteils des Hülsenkörpers ausgebildete Außenumfang-Hydraulikdruckkammer (5); – einen Hydraulikverstärker (7; 53), welcher in dem Gehäuseelement vorgesehen ist und einen Ablassteil (6) fortlaufend zur Außenumfang-Hydraulikdruckkammer (5) aufweist; – einen Zuführanschluss (16) für das Zuführen von Eingangshydraulikdruck von Außen zu einer Zuführölkammer (15) des Hydraulikverstärkers (7); und – in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer und dem Ablassteil abgedichtet eingefülltes Öl; wobei die Stange durch Antreiben des Hydraulikverstärkers mit dem Eingangshydraulikdruck, welcher von dem Zuführanschluss zugeführt wird, und durch Erzeugen eines Hydraulikdrucks, der höher als der Eingangshydraulikdruck in dem Ablassteil und in der Außenumfang-Hydraulikdruckkammer ist, und elastisches Verformen des verdünnten Schlauchteils des Hülsenkörpers zu einem kleineren Durchmesser arretiert wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikverstärker (7; 53) ein außerhalb des Hülsenkörpers angebrachtes ringförmiges Kolbenelement (8; 55) aufweist und der Ablassteil des Hydraulikverstärkers an dem Außenumfang des verdünnten Schlauchteils des Hülsenkörpers ausgebildet ist.
Kombination aus einer hydraulischen Arretiervorrichtung und einer Stange nach Anspruch 1, welche umfasst: – eine Federgehäuseöffnung (28; 42) mit einem Ende offen, welche in der Stange nahe des Schaftkerns der Stange ausgebildet ist; – ein Federlagerelement (26; 43), welches teilweise in verschiebbarer Weise in der Federgehäuseöffnung eingeführt ist und an einer unteren Wand des Gehäuseelements (2) befestigt ist; und – eine Druckfeder (30), welche an der Federgehäuseöffnung angebracht und durch das Federlagerelement arretiert ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (3) durch die Druckfeder von dem offenen Ende elastisch weggetrieben wird.
Kombination aus einer hydraulischen Arretiervorrichtung und einer Stange nach Anspruch 1, welche umfasst: – eine Federgehäuseöffnung (42) mit einem Ende offen, welche in der Stange nahe des Schaftkerns der Stange ausgebildet ist; – eine in der Federgehäuseöffnung aufgenommene Feder (44, 45) und einen Federlagerkolben (43), welcher ein Ende der Feder aufnimmt; und – eine Hydraulikdruckkammer (41a), welche Hydraulikdruck auf das Federlagerkolbenelement (43) ausübt und eine Zufuhr von Hydraulikdruck von Außen aufnimmt.
Kombination aus einer hydraulischen Arretiervorrichtung und einer Stange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (3; 40) von einem Ende des Gehäuseelements (2) nach außen ragt.
Kombination aus einer hydraulischen Arretiervorrichtung und einer Stange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (3) durch den Hülsenkörper (4) und das Gehäuseelement (2) durchgeht.