DE8530024U1 - Druckmittelbetätigte Einrichtung - Google Patents
Druckmittelbetätigte EinrichtungInfo
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- DE8530024U1 DE8530024U1 DE19858530024 DE8530024U DE8530024U1 DE 8530024 U1 DE8530024 U1 DE 8530024U1 DE 19858530024 DE19858530024 DE 19858530024 DE 8530024 U DE8530024 U DE 8530024U DE 8530024 U1 DE8530024 U1 DE 8530024U1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/26—Locking mechanisms
- F15B15/261—Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions
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Description
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Einrichtung mit einem Zylindergehäuse, einem im
Zylindergehäuse verschiebbar angeordneten Kolben sowie einer im Zylindergehäuse verschiebbar angeordneten
Zugstange.
Einrichtungen der oben beschriebenen Art sind bereits bekannt geworden beispielsweise durch die DE-OS 29 11
071 oder durch die DE-OS 30 18 920.
Die dort beschriebenen Einrichtungen sind geeignet eine Stange» beispielsweise eine Kolbenstange mit
entsprechender Gestaltung* in einer bestimmten Lage sicher mechanisch zu arretieren. Diese Einrichtung ist
jedoch nicht in der Lage eine axial gerichtete Kraft auszuüben und mechanisch aufrechtzuerhalten.
in vielen Fällen ist es jedoch erforderlich, eine ßolche Kraft zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
Erforderlich ist dies z.B. bei Werkzeugschäften, mit
,denen Werkzeuge in einem Werkzeugwechse!magazin einer
Werkzeugmaschine aufgenommen Werden. Diese Werkzeuge eollen, wenn sie in die entsprechenden Aufnahmeeinrichtungen
eingeführt worden sind, dort in axialer Richtung möglichst spielfrei und sicher gehalten
werden, so daß ihre Haltesicherung auch dann bestehen bleibt, wenn beispielsweise elektrische oder hydraulische
Betätigungsmittel ausfallen.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit der es möglich wird eine Zugstange in
axialer Richtung mechanisch sicher zu halten, wobei
die hierzu angewendete Einrichtung gleichzeitig in der Lage sein muß die Zugstange um mindestens einen
kleinen Betrag axial zu bewegen.
Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß der Kolben mindestens eine Fläche aufweist, die mindestens über einen Teil ihrer Längserstreckung
zur Verschieberichtung der Zugstange einen Winkel kleiner als der Selbsthemmungswinkel bildet>
daß mindestens ein radial bewegliches Element vorgesehen ist, daß mindestens mit der genannten Fläche des
Kolbens zusammenarbeitet sowie mit mindestens einer weiteren, radial nach innen geneigten Fläche de
Zugstange und daß AbstUtzmittel zur axialen Abstützung der Elemente entgegen einer Spannhubrichtung des Kolbens vorgesehen sind. Hierdurch gelingt es, mit einer Spannhubbewegung des Kolbens über dessen geneigte Fläche das radial bewegliche Clement radial nach innen zu treiben, wodurch über die entsprechende Gegenfläche an der Zugstange diese axial bewegt wird, bis ein an der Zugstange befestigtes Element beispielsweise an einem Anschlag zur Anlage kommt. Eine Weiterbewegung der Zugstange ist dann nicht mehr möglich, es wird jedoch gleichzeitig die Zugkraft aufrechterhalten. Wegen des Winkels der Fläche am genannten Kolben, der kleiner als der Selbshemmungswinkel ist, ist hierfür irgendeine weitere Beaufschlagung des Kolbens mit einem Mittel, das auf den Kolben in axialer Richtung Kraft ausübt, nicht mehr erforderlich. Der Kolben behält seine Lage bei und es wird daher auch die Spannkraft beibehalten. Gleichzeitig besteht hierdurch eine absolut sichere mechanische Arretierung.
Zugstange und daß AbstUtzmittel zur axialen Abstützung der Elemente entgegen einer Spannhubrichtung des Kolbens vorgesehen sind. Hierdurch gelingt es, mit einer Spannhubbewegung des Kolbens über dessen geneigte Fläche das radial bewegliche Clement radial nach innen zu treiben, wodurch über die entsprechende Gegenfläche an der Zugstange diese axial bewegt wird, bis ein an der Zugstange befestigtes Element beispielsweise an einem Anschlag zur Anlage kommt. Eine Weiterbewegung der Zugstange ist dann nicht mehr möglich, es wird jedoch gleichzeitig die Zugkraft aufrechterhalten. Wegen des Winkels der Fläche am genannten Kolben, der kleiner als der Selbshemmungswinkel ist, ist hierfür irgendeine weitere Beaufschlagung des Kolbens mit einem Mittel, das auf den Kolben in axialer Richtung Kraft ausübt, nicht mehr erforderlich. Der Kolben behält seine Lage bei und es wird daher auch die Spannkraft beibehalten. Gleichzeitig besteht hierdurch eine absolut sichere mechanische Arretierung.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Kolben mittels eines elastischen
Elementes in Spannrichtung treibbar ist. Dies hat den Vorteil, daß bei einer noch zu beschreibenden Konstruktionsvariante
die Zugstange nur um einen entsprechenden Betrag in die Einrichtung hineingeschoben
werden muß, was beispielsweise auch manuell geschehen kann, um die gesamte Einrichtung auszulösen und den
Einzieh- Spann- und Haltevargang mechanisch in Gang zu
setzen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß der Kolben an beiden Stirnseiten geöffnet
ist. Dies ermöglicht z.B. die Verwendung einer durchgehenden Zugstange, so daß z.B. wahlweise gezogen
oder gedrückt werden kann.
Weiterhin wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß
der Kolben mindestens in Löserichtung von einem Strömungsmedium beaufschlagbar ist. Hierdurch wird
einerseits eine bequeme und sichere Lösebewegung erreicht, andererseits aber eine sichere Vorspannung
und Arretierung beibehalten wenn Strömungsmittel, aus welchem Grund auch immer, nicht zur Verfugung steht.
Eine weitere Ausgestaltung wird nach der Erfindung darin gesehen, daß koaxial zur Zugstange ein weiteres
Element axial verschieblich in das Zylindergehäuse hineinragt und mit einer Stirnfläche an einer Stirnfläche
der Zugstange zur Anlage gebracht werden kann, wobei das weitere Element minde !"■ -'»s eine Fläche zur
Abstützung mindestens eines radial bewegliehen Elementes aufweist. Hierdurch wird es möglich, bei der
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Lösebewegung die radial beweglichen Elemente radial so weit nach außen gleiten zu lassen, daß die Zugstange
vollständig entfernt werden kann. Zur dann notwendigen Abstützung der radial beweglichen Elemente dient dann
das weitere, koaxial zur Zugstange angeordnete Element. Gleichzeitig gelingt es hierdurch im
Zusammenhang mit dem vorbeschriebenen, über elastische Elemente in Spannrichtung vorbelasteten Kolben durch
einfaches Hineinschieben der Zugstange in die Einrichtung die Einrichtung auszulösen und die gewünschte
Spann- und Arretierbewegung mit der gewünschten Spannkraft zu bewirken.
Wiederum eine Ausgestaltung der Erfindung schlägt vor,
daß als radial bewegliche Elemente Kugeln oder scheibenförmige Elemente mit kreisförmiger Umfangslinie
vorgesehen sind. Dies sind die hierfür denkbar einfachsten Bauelemente, die außerdem als Serienprodukt
im Handel erhältlich sind oder einfach zu fertigen sind.
Auch ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß als radial bewegliche Elemente Kreisringsegmente
vorgesehen sind, mit je einer äußeren Fläche, die mit der Fläche des Kolbens zusammenarbeitet,
sowie mit einer weiteren geneigten Fläche, die mit der Fläche der Zugstange zusammenarbeitet. Diese
Elemente sind zwar aufwendiger als z.B. Kugeln, erlauben aber wegen ihrer gröberen Flächenanlage
höhere Zugkräfte und ermöglichen größere Haltekräfte.
Wiederum eine Weiterbildung der Erfindung schlägt vor,
daß die Querschnittslinie der äußeren Fläche der Kreisringsegmente im äußersten Bereich zur Verschie-
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- 10 -
berichtung der Zugstange einen Winkel kleiner als der
Selbsthemmungswinkel bildet, dem sich ein Bereich stärkerer Neigung anschließt. Hierdurch gelingt es,
die Einzugsbewegung der Zugstange anfangs etwas rascher, jedoch mit geringerer Kraft zu bewirken und
die notwendige Spannkraft erst im letzten Hubbereich bei entsprechend kleiner Hubgeschwindigkeit zu erzeugen.
Eine ergänzende Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,
daß die innere Fläche des Kolbens in Spannhubrichtung einen größer werdenden Radialabstand zur Mantellinie
der Zugstange aufweist. Dies ist eine günstige Meigungsrichtung dieser Fläche und ermöglicht einen
einfachen konstruktiven Aufbau der Gesamteinrichtung.
Eine andere Ausgestaltung'der Neuerung sieht vor, daß
eine Mantellinie der inneren Fläche des Kolbens einen hyperbelartigen Verlauf aufweist. Hierdurch gelingt es
für die Anfangsbewegung die axiale Länge des Kolbens zu verkleinern.
Auch ist nach der Erfindung als Ausgestaltung vorgesehen, daß in jeder radialen Außenlage der radial
beweglichen Elemente die Tangente im Berührungspunkt von innerer Fläche des Kolbens und äußerer Fläche
eines Segmentes mit der Senkrechten zur Mittellinie einen Winkel bildet, der größer als der Selbsthemmungswinkel
ist, so daß bei einer Axialbewegung des Kolbens eine Radialbewegung des Segmentes erfolgt.
Hierdurch wird sichergestellt, daß in jeder Situation eine Radialbewegung der entsprechenden Elemente erfolgen
kann, so daß besondere Maßnahmen für die Bewegungseinleitung der Radialbewegung der entspre-
* · · i * · ' chenden Elemente unnötig sind.
Weiterhin ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß die Einrichtung eine Hubbegrenzung mindestens für
den Spannkolben aufweist. Es ist dann möglich z.B. mit einer äußeren elastischen Gegenanlage die Einzugskraft
zu begrenzen. Ebenso kann der Einzugshub hierdurch begrenzt werden.
Ergänzend wird nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß eine Hubbegrenzung vorgesehen ist für eine solche
Kolbenlage, in der die radial beweglichen Elemente in ihrer äußersten radialen Lage noch eine Teilüberdeckung mit der radial nach innen gerichteten Fläche
der Zugstange aufweisen. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Zugstange zwar gelöst ist und eine
Einzugskraft nicht mehr besteht, daß aber die Zugstange dennoch aus der Einrichtung nicht entfernt
werden kann. Dies ist immer dann wünschenswert, wenn mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine andere
Einrichtung betätigt werden soll. Die erfindungsgemäße
Einrichtung ist dann als komplette Baueinheit einsetzbar.
Ergänzend wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Hubbegrenzung von einem inneren Zylinderboden des
Zylindergehäuses gebildet wird. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit.
Weiterhin wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß mindestens eine einstellbare Hubbegrenzung vorgesehen
ist für die Positionierung des Spannkolbens. Durch die Einstellbarkeit der Hubbegrenzung kann die Einrichtung
unterschiedlichsten Aufgaben angepaßt werden.
Auch ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß der Spannkolben in Richtung des Spannhubes unter der
Vorlast elastischer Elemente steht und in umgekehrter Richtung von einem Strömungsmedium beaufschlagbar ist.
Hierdurch wird eine mechanisch ausgelöste und bewirkte
Einzugsbewegung und Vorspannkraft erreicht.
Als Variante ist nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Spannkolben in Richtung des Spannhubes von einem
Strömungsmedium beaufschlagbar und in umgekehrter Richtung unter der Vorlast elastischer Elemente steht
oder von einem Strömungsmedium beaufschlagbar ist. In bestimmten Fällen kann es günstig sein, den Spannkoiböfi
in beiden Richtungen mit einem Strömungsmedium
zu beaufschlagen, wodurch auf einfache Weise Kraft und Geschwindigkeit des Spannkolbens geregelt werden
können. Es kann aber auch wünschenswert sein, daß der Spannhub über ein Strömungsmedium bewirkt wird und daß
bei Ausfall des Strömungsmediums ein sofortiges Lösen der Einrichtung angestrebt wird. All dies ist mit der
vorbeschriebenen Variante problemlos möglich.
Auch ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß die radial nach innen gerichtete Fläche an der
Zugstange als axiale Begrenzung eines Ringkanals ausgebildet ist.
Schließlich ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß die Zugstange als Kolbenstange einer fluidbetätigten
Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Hierdurch wird es möglich, in einer gewünschten Kolbenlage
dieser Einheit die Kolbenstange dieser Einheit von der erfindungsgemäßen Einrichtung betätigen zu lassen.
Dies ist z.B. wünschenswert bei den Schließzylindern von Kunststoffspritzwerkzeugen. Haben solche Schließzylinder
eine doppelte Kolbenstange, so kann das freie Ende der zweiten Kolbenstange so ausgebildet sein wie
die Zugstange der erfindungsgemäßen Einrichtung. In Schließlage könnte dann die erfindungsgemäße Einrich-
-13- ' ■;·"··1 ·■■···■· ρ
tung diese zweite Kolbenstange erfassen und z.B. eine |
dauernde Schließkraft erzeugen. j
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeich^
nungen, die AüsfUhrüngsbeispiele zeigen, näher erläutert
werden.
Es zeigen; Figur 1 Ansicht X nach Figur 2
Es zeigen; Figur 1 Ansicht X nach Figur 2
Figur 2 Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung
Figur 3 Ansicht Y nach Figur 2 |
Figur 4 Längsschnitt durch eine Kon- i
struktionsvariante
Figur 5 Einzelansicht aus Figur 4
Die Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung, wobei die obere Hälfte
des Längsschnitts die Verriegelungsstellung und die untere Hälfte des Längsschnitts die Entriegelungsstellung
darstellt.
In einem Zylindergehäuse 1 ist ein Kolben 3 gleitend geführt und in üblicher Weise über Dichtringe und
Gleitringe gegen die Zylinderwandung des Zylindergehäuses 1 abgedichtet. Im Zylindergehäuse 1 ist eine |
Zugstange 5 in Richtung des Pfeils 9 koaxial zur Mittellinie 32 angeordnet und verschieblich. Die
Zugstange 5 kann hierbei, wie ansonsten bei einer Kolbenstange eines Strömungsmittelzylinders üblich, im
Zylindergehäuse 1 geführt und abgedichtet sein. Das in den Zylinderraum des Zylindergehäuses 1 hineinragende
Ende der Zugstange 5 weist einen Ringkanal 37 auf, der mindestens Endseitig von einer radial nach innen
gerichteten, vorzugsweise geneigten Fläche 15 begrenzt
ist. Diese geneigte Fläche bildet infolge ihrer Neigung die Mantelfläche eines Kegelstumpfes. Gegen
diese Mantelfläche 15 sind radial bewegliche Elemente 13, vorzugsweise als Ringsegmente ausgebildet, mit
einer entsprechend geneigten Fläche 26 angelegt. Die Neigungswinkel der Flächen sind hierbei so bemessen,
daß eine Bewegung der Zugstange 5 in Richtung des Pfeüs 9 eine radial gerichtete Bewegung der radial
beweglichen Elemente auslöst. Besonders einfach ist dies wenn die radial gerichteten Elemente 13 als
Kugeln ausgebildet sind.
In ihrer axialen Positionen werden die radial beweglichen Elemente durch Abstutzmittel 17 gehalten. Diese
können, wie die Figur 2 deutlich zeigt, als Innenflansch ausgebildet sein, wobei dieser innenflansch an
einer inneren Stirnseite des Zylindergehäuses i angeordnet und mit einer ringförmigen Erhöhung als
Abstandshalter ausgestattet ist. Hiergegen stützen sich dann die radial beweglichen Elemente 13 in
axialer Richtung ab. Der Abstützring der Abstutzmittel 17 ist hierbei so bemessen, daß er in der Lage, in der
die radial beweglichen Elemente 13 am weitesten radial nach innen gefahren sind, die äußere Umhüllungsflache
der radial beweglichen Elemente 13 nicht überschreitet.
Dies zeigt die Ausschnittsvergrößerung nach Figur i besonders deutlich.
toe r Kolben 3 weist einen inneren Hohlraum auf, in welchem das Ende der Zugstange 5 hineinragt. Der
innere Hohlraum ist in · radialer Richtung begrenzt durch eine über eine bestimmte Länge in axialer
Richtung sich erstreckende kegelige Fläche 7, deren Neigungswinkel. 11 zur Mittellinie 32 einen Winkel
kleiner als der Selbsthemmungswinkel bildet. Im vorderen Endbereich vergrößert sich dann dieser
Winkel, so daß diese Fläche in ihrem Querschnitt in einem hyperbelartigen Verlauf in die Stirnfläche 39
des Kolbens 3 übergeht.
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- 15 -
Auch das radial bewegliche Element 13, soweit es als Kreisringsegment ausgebildet ist, weist eine mit der
Fläche 7 des Kolbens 3 zusammenwirkende äußere Fläche 25 auf, die zunächst den gleichen Neigungswinkel
aufweist wie der Winkel 11 der Fläche 7 des Kolbens 3. In Richtung des Kolbens geht dann die Neigung der
äuüersn Fläche 25 in einen Bereich 30 stärkerer Neigung Über.
Der innere Hubbereich des Zylindergehäuses i für den
Kolben 3 wird begrenzt durch den inneren Zylinderboden 35, gegen den der Kolben 3 in äußerster Lösestellung
zur Anlage kommt, wie die untere Hälfte der Figur 2 dies zeigt. Wird in dieser Stellung gleichzeitig durch
eine äußere Zugkraft die Zugstange 5 belastet, so werden hierdurch die radial beweglichen Elemente,
j gleichgültig ob Kugeln oder -wie dargestellt- Kreis-
t ringsegmente, radial nach außen getrieben, weil eine
% Axialbewegung durch die Abstützmittel 17 verhindert Ij wird. Die radiale Auswärtsbewegung wird in radialer
t· Richtung gestoppt vom Kolben 3, der ja, wie die untere
4 Hälfte der Figur 2 zeigt, seine Endlage eingenommen
\ hat. Der Bereich 30 stärkerer Neigung eines jeden
ξ radial beweglichen Elementes 13 kommt hierbei nämlich
I zur Anlage an dem etwa hyperbolisch gekrümmten Bereich
ν der inneren Fläche 7 des Kolbens 3. Eine weitere
Λ
I Radialbewegung ist dann nicht mehr möglich.
λ In der beschriebenen Radiallage der radial beweglichen
Elemente 13 liegt jedoch noch eine Überdeckung der geneigten Fläche 26 mit der Fläche 15 der Zugstange 5
{ vor, so daß die Zugstange 5 daran gehindert wird
II weiter auswärts zu fahren. Die Zugstange 5 ist damit
I gesperrt. Die Tangente 34 am Berührungspunkt zwischen Γ der Fläche 7 des Kolbens 3 und der Fläche 25 des
\t radial beweglichen Elementes 13 weist hierbei zur
I Stirnfläche 39 des Kolbens 3 einen Winkel größer als
Das Zylindergehäuse weist einen weiteren Einlaß 41 auf, durch den ebenfalls ein Strömungsmedium in den
Zylinderraum des Zylindergehäuses 1 eingebracht werden
kann oder durch den bei entsprechender Kolbenbewegung des Kolbens 3 das Strömungsmedium ausgetrieben werden
kann.
Ausgehend von der Kolbenlage so wie in der unteren Hälfte der Figur 2 gezeichnet, kann nun ein Strömungsmittel
durch den Einlaß 41 in den Zylinderraum des Zylindergehäuses 1 geschickt werden, so daß der Kolben
3 sich aus der in Figur 2 dargestellten Anordnung nach rechts bewegt. Hierdurch wird eine Kraft auf die
radial beweglichen Elemente 13 ausgeübt. Ein entsprechendes Kraftdreieck ist in Figur 3 dargestellt. Die
auf die radial beweglichen Elemente 13 ausgeübte Kraft verläuft in Richtung der gestrichelten Kraft des
Kraftdreiecks, das in Figur 3 ':-,· gestellt ist. Diese
Kraft teilt sich auf in eine radiale und eine axiale Komponente, So daß das radial bewegliche Element 13
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der Selbshemmungswinkel auf, so daß eine Bewegung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeils 9 auf jeden Fall eine
Radialbewegung der radial beweglichen Elemente 13 '
auslöst. Eine Selbsthemmung darf in dieser Situation, ί
die besonders deutlich in Figur 3 zu sehen ist, nicht auftreten.
Um den Kolben 3 in die in der unteren Hälfte der Figur ,,
2 gezeigten Endlage zu treiben, kann beispielsweis das f
t Zylindergehäuse 1 mit einem Einlaß 40 für ein ■·
Strömungsmedium versehen sein. Bewegt sich der Kolben
3 in umgekehrter Richtung, wirkt der Einlaß 40
natürlich als Auslaß. <.,
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von der Radialkomponente radial einwärts gezwungen wird, wohingegen die Axialkomponente von den Abstützmitteln
17 aufgefangen wird.
Durch die radiale Einwärtsbewegung der radial beweglichen Elemente 13 wird über die Gleitflächen 15 und
26 eine Axialbewegung der Zugstange 5 in Richtung des Zylinderinneren des Zylindergehäuses 1 erzwungen. Die
Zugstange 5 wird somit axial nach innen gezogen. Hierdurch kann beispielsweise ein Werkzeugschaft eines
Werkzeuges, das in einem Werkzeugmagazin angeordnet ist, fest nach innen und gegen eine Gegenfläche
gezogen werden, wobei diese Zugkraft hierbei aufrecht erhalten wird, so daß das Werkzeug spielfrei und
sicher gehalten ist. Während der Einwärtsbewegung der Zugstange 5 nämlich erreicht das radial bewegliche
Element 13 den Bereich der Fläche 7 der den Winkel 11 kleiner als den Selbsthemmungswinkel aufweist, wobei
in diesem Bereich auch die Fläche 25 des radial beweglichen Elementes einen entsprechenden Winkel 28
aufweist. In Figur 1 ist das dann entstehende Kräftedreieck gezeichnet. Da in diesem Bereich der !
Winkel 28 dem Winkel ·11 entspricht, ^also kleiner als
der Selbsthemmungswinkel ist, kann der Kolben 3 in diesem Bereich bei Bedarf druckentlastet werden. Er
behält diese Stellung bei, so daß auch beispielsweise bei Druckausfall die auf die Zugstange S wirkende
Einzugskraft aufrecht erhalten wird. Gleichzeitig ist die Zugstange 5 in ihrer Lage mechanisch arretiert.
Soll die Verbindung gelockert werden, so wird einfach der Einlaß 40 mit Druckmedium beaufschlagt, wobei das
auf der anderen Kolbenseite zu verdrängende Druckmedium über den Einlaß 41 entweichen kann.
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Eine bauliche Ausführungsvariante ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Diese Bauart macht es zusätzlich
möglich, bei Bedarf die zugeordnete Zugstange 6 vollständig aus der Einrichtung zu entnehmen, wobei
bei der Bauart nach den Figuren 4 und 5 ein einfaches Einstoßen dieser Zugstange 6 die Einrichtung auslöst
und bewirkt, daß die Zugstange, soweit wie die äußeren zu betätigenden Bauelemente dies zulassen, eingezogen
wird und die Einzugskraft dann aufrechterhalten wird. Hierzu wird wiederum ein Zylindergehäuse 2 verwendet,
in welchem ein Kolben 4 in Richtung des Pfeils 10 verschieblich angeordnet ist. Der Kolben 4 ist als
Ringkolben ausgebildet und in üblicher Weise gegen die Zylinderwand des Zylindergehäuses 2 abgedichtet. Von
der Vorderseite in das Zylindergehäuse hinein ragen Stützmittel 18, die in axialer Richtung radial bewegliche
Elemente l·., ähnlich wie bereits zu den radial beweglichen Elementen 13 beschrieben, axial abstützen.
Diese Abstutzelemente 18 sind ebenfalls ringförmig ausgebildet und werden im Zylinderinneren von einer
inneren Ringfläche des Ringkolbens 4 umfaßt, wobei die innere Fläche des Ringkolbens 4 gegen die äußere
Ringfläche dieser Abstützmittel 18 abgedichtet ist. Das Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 2 ist so ausgebildet,
daß der Ringkolben 4 in Löserichtung strömungsmitteibetätigt ist, so daß das Zylindergehäuse 2
einen entsprechenden Strömungsmitteleinlaß 42 aufweist. In Spannrichtung . ist der Ringkolben 4 von
elastischen Elementen 19 beaufschlagt, die im Ausführungsbeispiel als Druckfeder ausgebildet sind. Diese
Druckfeder stutzt sich einerseits am inneren Zylinderboden 36 und andererseits an einer Stirnfläche oder
vertieften Stirnfläche des Ringkolbens 4 ab. Der Ringkolben 4 weist eine innere Fläche 8 auf, die mit
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- 19 -
der Mittellinie 33 einen Winkel 12 kleiner als der Selbsthemmungswinkel bildet. Von der Stirnseite des
Ringkolbens ausgehend schließt sich dieser Fläche 8 ein kurzer Bereich stärkerer Neigung an, der in den
zylindrischen Bereich des Ringkolbens-4 übergeht, mit dem dieser an der äußeren Zylinderwand des Abstützmittels
18 abgedichtet ist.
Im Bereich der Abs-ützmittel 18 ist eine axiale
Bohrung 43 vorgesehen, in welche die Zugstange 6 eingeführt ist. Die Zugstange 6 we·'st an ihrem inneren
Ende in zu den Figuren 1 bis 3 bereits beschriebener Weise einen Ringkanal 38 auf, der zum Ende der
Zugstange 6 hin von einer radial nach innen gerichteten geneigten Fläche 16 begrenzt wird. Diese
geneigte Flächen 16 bildet wiederum die Mantelfläche eines Kegelstumpfs. In Sperrstellung (Figur 4 linke
Hälfte) liegen radial bewegliche Elemente 14, im AusfUhrungsbeispiel als Kreisringsegmente ausgebildet,
mic ihrer Fläche 27 (Figur 5) an der Fläche 16 an. Beide Flächen haben sich entsprechende Neigung.
In seinem äußeren Bereich weist jedes Kreisringsegment 14 eine äußere Fläche 24 zur Zusammenarbeit mit der entsprechenden Fläche 8 des Ringkolbens 4 und der sich daran anschließenden kurzen kegelstumpfförmigen Fläche mit größerer Neigung auf. Letztere ist gedacht zur Zusammenarbeit mit der entsprechend geneigten Fläche 31 des Kreisringsegments 14. Der schwächer geneigte Flächenbereich der Fläche 24 weist einen Winkel 29, auf der dem Winkel 12 der Fläche 8 des Ringkolbens 4 entspricht.
In seinem äußeren Bereich weist jedes Kreisringsegment 14 eine äußere Fläche 24 zur Zusammenarbeit mit der entsprechenden Fläche 8 des Ringkolbens 4 und der sich daran anschließenden kurzen kegelstumpfförmigen Fläche mit größerer Neigung auf. Letztere ist gedacht zur Zusammenarbeit mit der entsprechend geneigten Fläche 31 des Kreisringsegments 14. Der schwächer geneigte Flächenbereich der Fläche 24 weist einen Winkel 29, auf der dem Winkel 12 der Fläche 8 des Ringkolbens 4 entspricht.
Koaxial in den Zylinderraum des Zylindergehäuses 4 hinein ragt ein weiteres Element 20, das axial
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verschieblich angeordnet ist und unter der Vorlast elastischer Elemente 44 steht, die dieses weitere
Element 20 axial ins Innere des Zylindergehäuses 4 treiben wollen. Ein innerer Anschlag 45 sorgt für die
Begrenzung dieser Axialverschiebung. Aufgrund der Vorlast durch die elastischen Elemente 44 bleibt die
Stirnfläche 21 des weiteren Elementes 20 in Anlage an der Stirnfläche 22 der Zugstange 6, wenn diese sich in
Spannlage befindet* Diese Spannlage ist in der linken Hälfte der Figur 4 dargestellt. Hierbei ist der
Ringkolben 4 von den elastischen Elementen 19 in Axialrichtung (Pfeil 10) nach vorne in Richtung der
Öffnung des Zylindergehäuses 2 geschoben worden und hat dabei zunächst über den Flächenbereich 31 der
Kreisringsegmente 14 und nachfolgend in Zusammenarbeit zwischen den Flächen 8 des Ringkolbens 4 und dem
entsprechend geneigten Flächenteil der Fläche 24 des Kreisringsegmentes 14 alle Kreisringsegmente 14 radial
nach innen verschoben, so daß in weiterer Zusammenarbeit zwischen den Flächen 27 der radial beweglichen
Elemente 14 und der Fläche 16 der Zugstange 6 diese einwärts gezogen und nach Erreichen eines äußeren
Anschlags unter Zugkraft gehalten wird.
Es kann nun auch die Einrichtung gelöst und bei vollständiger Lösung die Zugstange 6 leicht entnommen
werden. Hierzu wird der Ringkolben 4 an seiner entsprechenden Stirnseite über den Einlaß 42 mit
Strömungsmedium beaufschlagt, so daß der Ringkolben 4 sich entgegen der Kraft der elastischen Elemente 19
einwärts bewegt. Dies kann so weit erfolgen, daß die innere Stirnfläche des Ringkolbens 4 am inneren
Zylinderboden 36 zur Anlage kommt. Hierdurch können die Kreisringsegmente 14 radial nach außen wandern und
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- 21 -
schließlich die Lage einnehmen, die in Figur 4 rechte Hälfte dargestellt ist, Dies kann dadurch erreicht
werden, daß eine kleine Zugbelastung auf die Zugstange 6- ausgeübt wird, so daß diese sieh nach auswärts
bewegen will» Über die Fläche 27 der Kreisringsegmente 14 werden diese dann durch Anlage an der Fläche 16 der
Zugstange 6 radial nach außen bewegt. Mit der
AuswMrtshewegung der Ztig-st-ange 6 folgt dieser aber «
aufgrund der Vorlast durch die elastischen Elemente 44 , ji
das weitere Element 20 nach so lange, bis dieses weitere Element 20 über seine äußere Unifangsfläche 23
die Kreisringsegmente 14 in der in Figur 4 rechte Hälfte dargestellten Position abstützen kann* Die
Kreisringsegmente 14 können dann, wenn die Zugstange 6 aus dem Zylinderinnenraum des Zylindergehäuses 2
entfernt ist, nicht radial zuammenfallen. Es kann nun in dieser Stellung auch die entsprechende Stirnseite
des Ringkolbens 4 vom Druck des Strömungsmediums entlastet werden und es kann dann dennoch der Kolben 4
nicht unter der Vorlast der elastischen Elemente 19 axial bewegt werden, weil hierzu eine entsprechende
Radialbewegung der Kreisringsegmente 14 erforderlich wäre, die jedoch wegen der Anlage an der Fläche 23 des
weiteren Elementes 20 nicht erfolgen kann. In dieser Lösestellung ist somit der Ringkolben 4 blockiert. Um
diese Situation zu erreichen, bedarf es nur einer sehr geringen Kraft der elastischen Elemente 44. Dies macht
es auch einfach, das weitere Element 20 gegen die Kraft der elastischen Elemente 44 wieder einwärts zu
bewegen. Es ist sehr einfach eine andere Zugstange 6 einzuführen und mit der entsprechenden Stirnfläche 22
über die Stirnfläche 21 des weiteren Elementes 20 dieses wieder axial zurückzudrücken, so daß die radial
beweglichen Elemente 14 wieder in den Bereich des
- 22 -
Ringkanals 38 kommen und sich damit radial einwärts bewegen können. Hierdurch setzt automatisch der
Einzugs- und Spännvörgang wieder ein, denn die •lastischen Elemente 19 können nun den Ringkolben 4
wieder axial bewegen. Ist somit beispielsweise die Zugstange 6 Aufnahmeelement eines Werkzeugs in einem
WerkzeugtrageF; wobei das Werkzeug im Werkzeugträger
bi's zu einem vom Werkzeugträger vorgegebenen Anschlag eingezogen und dort unter Vorlast sicher gehalten
werden muß, so muß diese Zugstange 6 nur einfach in den Zylinder des Zylindergehäuses 2 leicht eingedrückt
werden und wird dadurch sofort vollständig eingezogen und unter Beibehaltung der Vorlast verriegelt. Die
Verriegelung ist hierbei mechanisch formschlüssig und damit unlösbar und wird* solange bewußt der Lose-Vorgang
nicht geschaltet wird, unabhängig von irgendwelchen äußeren Beeinflussungen beibehalten.
I' «ta
-•23 -
1 Zylindergehäuse
2 Zylindergehäuse
3 Kolben
4 Kolben
5 Zugstange
6 Zugstange
7 Fläche
8 Fläche
9 Verschieberichtung
10 Verschieberichtung
11 Winkel
12 Winkel
13 radial bewegliches Element
14 radial bewegliches Element
15 radial nach innen gerichtete Fläche
16 radial nach innen gerichtete Fläche
17 Abstützmittel
18 Abstützmittel
19 elastisches Element
20 weiteres Element
21 Stirnfläche des weiteren Elements
22 Stirnflächen Zugstange
23 Fläche
24 äußere Fläche
25 äußere Fläche
26 weitere geneigte Fläche
27 weitere geneigte Fläche
28 Winkel
29 Winkel
30 Bereich stärkerer Neigung
31 Bereich stärkerer Neigung
32 Mittellinie
• · « ι
» t · ι
• · I f
- 24 -
33 Mittellinie
34 Tangente
35 innerer Zylinderboden
36 innerer Zylinderboden
37 Ringkanal
38 Ringkanal
39 Stirnfläche
40 Einlaß
41 Einlaß
42 Einlaß
43 Bohrung
44 elastische Elemente
45 Anschlag
* t » t t
* I I
It(II III
Claims (1)
- - 2 Schutzansprüche1. Druckmittelbetätigte Einrichtung mit einem Zylindergehäuse, einem im Zylindergehäuse verschiebbar angeordneten Kolben sowie einer im Zylindergehäuse verschiebbar angeordneten Zugstange, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3,4) mindestens eine Fläche (7,8) aufweist, die mindestens über einen Teil ihrer Längserstreckung zur Verschieberichtung {9,10) der Zugstange (5,6) einen Winkel (11,12) kleiner als der Selbsthemmungswinkel bildet, daß mindestens ein radial bewegliches Element (13,14) vorgesehen ist, daß mindestens mit der genannten Fläche (7,8) des Kolbens (3,4) zusammenarbeitet, sowie mit mindestens einer weiteren, radial nach innen gerichteten Fläche (15,16) an der Zugstange (5,6) und C1IB Abstützmittel (17,18) zur axialen Abstützung der Elemente (13,14) entgegen einer Spannhubrichtung des Kolbens (3,4) vorgesehen sind.2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) mittels eines elastischen Elementes (19) in Spannrichtung treibbar ist.3. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) an beiden Stirnseiten geöffnet ist.4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3,4) mindestens in Löserichtung von einem Strömungsmedium beaufschlagbar ist.5. Einrichtung mindestens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Zugstange (6) ein weiteres Element (20) axial verschieblich in das Zylindergehäuse (2) hineinragt und mit einer Stirnfläche (21) an einer Stirnfläche (22) der Zugstange (6) zur Anlage gebracht werden kann, wobei das weitere Element (20) mindestens eine Fläche (23) zur Abstützung mindestens eines radial beweglichen Elementes (14) aufweist.6. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als radial bewegliche Elemente Kugeln oder scheibenförmige Elemente mit kreisförmiger Umfangslinie vorgesehen sind.7. Einrichtung nach mindebtens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als radial bewegliche Elemente Kreisringsegmente (13,14) vorgesehen sind, mit je einer äußeren Fläche (24,25), die mit der Fläche (7,8) des Kolbens (3,4) zusammenarbeitet, sowie mit einer weiteren, geneigten Fläche (26,27), die mit der Fläche (15,16) an der Zugstange (5,6) zusammenarbeitet.8. Einrichtung mindestens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittslinie der äußeren Fläche der Kreisringsegmente (13,14) im äußersten Bereich zur Verschieberichtung der Zugstange (5,6) einen Winkel (28,29) kleiner als der Selbsthemmungswinkel bildet, dem sich ein Bereich stärkerer Neigung anschließt.9. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche lIl ti * ■ Il * * * * Il · I * * · ·Il IIIbis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die innere IFläche (7,8) des Kolbens (3,4) in Spannhubrichtung einen größer werdenden Radialabstand zur Mittel- ·.linie (32,33) der Zugstange (5,6) aufweist.Einrichtung mindestens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet» daß eine Mantellinie der inneren Fläche (7) des Kolbens (3) einen hyperbelartigen Verlauf aufweist.11. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder radialen Außenlage (Figur 3) der radial beweglichen Elemente (13) die Tangente (34) im Berührungspunkt von innerer Fläche (7) des Kolbens (3) und äußerer Fläche (25) eines Segmentes (13) mit der Senkrechten zur Mittellinie (32) einen Winkel bildet der größer als der Selbsthemmungswinkel ist, so daß bei einer Axialbewegung des Kolbens (3) eine Radialbewegung des Segmentes (13) erfolgt.12. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet» daß die Einrichtung eine Hubbegrenzung mindestens für den Spannkolben (3,4) aufweist.13. Einrichtung mindestens nach Anspruch 12, dadurch ."* gekennzeichnet, daß eine Hubbegrenzung vorgesehen ist für eine solche Kolbenlage, in der die radial beweglichen Elemente (13,14) in ihrer äußersten radialen Lage (Figur 3) noch eine Teilüberdeckung mit der radial nach innen gerichteten Fläche (15) der Zugstange (5) aufweisen.14. Einrichtung mindestens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbegrenzung von einem inneren Zylinderboden (35, 36) des ZyIindergehäuses (1,2) gebildet wird.15. Einrichtung mindestens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine einstellbare Hubbegrenzung vorgesehen ist für die Positionierung des Spannkolbens (3,4).16. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 . bis 9i dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkolben(4) in Richtung des Spannhubes unter der Vorlast elastischer Elemente (19) steht und in umgekehrter Richtung von einem Strömungsmedium beaufschlagbar ist.17. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkolben (3) in Richtung des Spannhubes von einem Strömungsmedium beaufschlagbar und in umgekehrter Richtung unter der Vorlast elastischer Elemente steht, oder von einem Strömungsmedium beaufschlagbar ist. >18. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach innen gerichtete Fläche (15,16) an der Zugstange (5,6) als axiale Begrenzung eines Ringkanals (37,38) ausgebildet ist.19. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, 'daß' die Zugstange (5,6) als Kolbenstange einer fluidbetätigten Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19858530024 DE8530024U1 (de) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Druckmittelbetätigte Einrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19858530024 DE8530024U1 (de) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Druckmittelbetätigte Einrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8530024U1 true DE8530024U1 (de) | 1986-05-07 |
Family
ID=6786528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19858530024 Expired DE8530024U1 (de) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Druckmittelbetätigte Einrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8530024U1 (de) |
-
1985
- 1985-10-23 DE DE19858530024 patent/DE8530024U1/de not_active Expired
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