EP1236542A2 - Hydraulic clamp - Google Patents

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EP1236542A2
EP1236542A2 EP02450018A EP02450018A EP1236542A2 EP 1236542 A2 EP1236542 A2 EP 1236542A2 EP 02450018 A EP02450018 A EP 02450018A EP 02450018 A EP02450018 A EP 02450018A EP 1236542 A2 EP1236542 A2 EP 1236542A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
clamping
cylinder
pressure medium
piston
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02450018A
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German (de)
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EP1236542A3 (en
Inventor
Manfred Kurz
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Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
Original Assignee
Hoerbiger Hydraulik GmbH
Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
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Publication date
Application filed by Hoerbiger Hydraulik GmbH, Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH filed Critical Hoerbiger Hydraulik GmbH
Publication of EP1236542A2 publication Critical patent/EP1236542A2/en
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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
    • F15B15/204—Control means for piston speed or actuating force without external control, e.g. control valve inside the piston
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00—Vices
    • B25B1/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B1/18—Arrangements for positively actuating jaws motor driven, e.g. with fluid drive, with or without provision for manual actuation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive
    • 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
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/022—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member in which a rapid approach stroke is followed by a slower, high-force working stroke
    • 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
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1409—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with two or more independently movable working pistons

Definitions

  • the Pressure relief valve is adjustable, preferably also when the clamping pressure is applied, which allows an easy adjustment of the clamping force of the clamping element.
  • a line 20 which branches off from the pressure medium line 9 and a switching piston 21 receives an operative connection from the pressure medium line 9 the suction valve 13, which is also spring-loaded and thus the suction connection of the pressure chamber 7 via the suction line 12 to the tank 14 depending on Blocking or releasing the pressure level in the pressure medium line 9 or in the pressure chamber 17.
  • a pressure relief valve 22 for clamping pressure limitation is switched on, which via a line 23, which also drains leakage oil from the changeover valve 18, to the tank 14.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

The hydraulic clamping system, e.g. to clamp a workpiece at a machine tool, has a piston (4) at the clamping cylinder (5), with a smaller diameter rapid cylinder (16) at the end of the cylinder away from the clamp (6) with its piston (15). The clamping and rapid cylinders are supplied by parallel hydraulic lines (8,9) from the pressure supply (10). A change-over valve (18) in the hydraulic line to the clamping cylinder is opened when the rapid cylinder pressure reaches a given level on bearing against the clamp, to release the hydraulic flow into the clamping cylinder. An extraction valve (13) holds the extraction line (12) open to the pressure medium tank (14) until it closes automatically when the change-over valve opens. The hydraulic pressure pump (10) has small dimensions, to handle the low volume flows.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung, mit zumindest einem, mit dem in Öffnungsrichtung federbelasteten Kolben eines über Druckmittelleitungen und Steuerelemente mit Druckmittel beaufschlagbaren Spannzylinders verbundenen beweglichen Spannelement.The invention relates to a hydraulic tensioning device, with at least one, with the piston, which is spring-loaded in the opening direction, via pressure medium lines and control elements movable clamping cylinders connected to pressure medium Clamping element.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zum halb- bzw. vollautomatischen zeitweiligen Festlegen von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen oder diversen Bearbeitungseinrichtungen, zum Greifen und Festhalten von zu transportierendem Stückgut oder für ähnliche Aufgaben in vielfältigsten Zusammenhängen verwendet. Siehe dazu beispielsweise EP 380 739 A, EP 440 585 A, WO 98/23407 A, EP 177 037 A oder ähnliche Schriften. Im einfachsten Falle wird der von einer Durckmittel-Pumpe im Spannzylinder aufgebaute Druck über einen entsprechenden Schalter überwacht, der bei Erreichen des erwünschten Spanndruckes die Pumpe abschaltet. Nachdem zur Bereitstellung der erforderlichen Spannkräfte zumeist Spannzylinder mit relativ großen Kolbendurchmessern verwendet werden, müssen zur Ermöglichung einer in der Praxis ausreichenden Zustellgeschwindigkeit des Spannelements Pumpen mit relativ großen Volumenströmen und entsprechender Leistung eingesetzt werden, was die Gesamtanordnung voluminös und schlecht unterzubringen sowie auch entsprechend teuer macht. Darüber hinaus müssen dann derartig großdimensionierte Pumpen auch sehr häufig immer wieder kurz Druckmittel nachliefern, da sonst über die unvermeidlichen Systemleckagen der Spanndruck bzw. die Spannkraft relativ rasch wieder abfällt. Als Alternative bieten sich lediglich Auslegungen an, bei denen zur Bereitstellung eines relativ gleichmäßigen Druckniveaus im Spannzylinder ständig eine Überschußmenge an Druckmittel wieder zum Tank hinabgesteuert wird, was natürlich entsprechend negative Auswirkungen auf die Leistungsaufnahme hat.Such devices become semi-automatic or fully automatic, for example temporarily specifying workpieces on machine tools or various processing equipment, for gripping and holding of piece goods to be transported or for similar tasks are used in a wide variety of contexts. See for example EP 380 739 A, EP 440 585 A, WO 98/23407 A, EP 177 037 A or similar documents. In the simplest The pressure builds up in the clamping cylinder by a pressure medium pump monitored via a corresponding switch, which when the desired clamping pressure is reached the pump switches off. After providing the necessary tension mostly clamping cylinders with relatively large piston diameters must be used to enable a sufficient delivery speed of the clamping element in practice Pumps with relatively large volume flows and corresponding performance are used be what the overall arrangement voluminous and bad to accommodate as well as accordingly makes expensive. In addition, such large-sized pumps must then be used also very often always shortly supply pressure medium, otherwise over the inevitable System leaks the clamping pressure or the clamping force drops relatively quickly. As The only alternative are interpretations in which to provide a relative uniform pressure levels in the clamping cylinder constantly an excess amount of pressure medium is driven back down to the tank, which of course has corresponding negative effects on the power consumption.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Spannvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die beschriebenen Nachteile der Anordnungen nach dem Stande der Technik vermieden werden und daß insbesonders auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise eine derartige Spannvorrichtung geschaffen werden kann, die entsprechend hohe Zustellgeschwindigkeiten für das Spannelement bei relativ gleichmäßigem Spanndruck, kleiner Leistungsaufnahme und geringem Bauvolumen erlaubt.The object of the present invention is to provide a hydraulic tensioning device type mentioned in such a way that the disadvantages of the arrangements described to be avoided according to the prior art and that in particular on simple construction and an inexpensive way such a tensioning device can be created, the correspondingly high feed speeds for the clamping element with a relatively uniform Clamping pressure, low power consumption and small construction volume allowed.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kolben des Spannzylinders auf der dem Spannelement abgewandten Seite mit dem Kolben eines im wesentlichen achsparallel angeordneten, im wirksamen Durchmesser kleineren Eilzylinders in Verbindung steht, daß Spannzylinder und Eilzylinder über parallele Druckmittelleitungen mit der Druckmittel-Quelle verbunden sind und daß in der Druckmittelleitung zum Spannzylinder einerseits ein Umschaltventil, welches bei Überschreitung eines das am Ende des Eilganges erfolgende Anliegen des Spannelementes am zu spannenden Element charakterisierenden Druckniveaus selbsttätig die vorher gesperrte Druckmittelleitung zum Spannzylinder freigibt, und andererseits ein Nachsaugventil, welches eine Nachsaugverbindung zum Druckmittel-Tank offenhält und diese druckbedingt selbsttätig vor dem Öffnen des Umschaltventils schließt, angeordnet ist. Damit kann über den im wirksamen Durchmesser kleineren Eilzylinder mit relativ geringen Druckmittel-Volumina eine schnelle Zustellung des Spannelementes an das zu spannende Objekt bewerkstelligt werden. Beim Anliegen des Spannelementes am zu spannenden Objekt steigt der Systemdruck zufolge des damit auch stillgesetzten Kolbens im Eilzylinder, was zuerst zum Schließen des Nachsaugventils und in unmittelbarer Folge über das Umschaltventil zur Freigabe der vorher gesperrten Druckmittelleitung zum Spannzylinder führt, womit dieser nun automatisch mit entsprechend großer Kraft auf das zu spannende Objekt einwirkt. Der zu liefernde Volumenstrom ist somit lediglich der zum Halten des Spanndruckes im Spannzylinder erforderliche, und vom gewünschten Eilgang - der ja über den im Durchmesser kleineren Eilzylinder realisiert wird - praktisch unabhängig. Das Umschalten zwischen Eilgang und Spannen erfolgt automatisch, sodaß die Handhabung der Spannvorrichtung auch wesentlich vereinfacht ist.This object is achieved according to the present invention in a tensioning device of the type mentioned solved in that the piston of the clamping cylinder on the Side facing away from the clamping element with the piston of an essentially axially parallel, in the effective diameter of the smaller express cylinder, that clamping cylinder and rapid cylinder connected to the pressure medium source via parallel pressure medium lines are and that in the pressure medium line to the clamping cylinder on the one hand a changeover valve, which, when exceeding a request made at the end of the rapid traverse Clamping element automatically at the pressure level characterizing the element to be clamped releases the previously blocked pressure medium line to the clamping cylinder, and on the other hand Suction valve, which keeps a suction connection to the pressure medium tank open and this due to pressure automatically closes before opening the changeover valve, is arranged. This means that the smaller diameter of the express cylinder, which is smaller in its effective diameter, is relatively small Pressure medium volumes a fast delivery of the clamping element to the one to be clamped Object can be accomplished. When the tensioning element lies against the object to be tensioned the system pressure rises due to the piston in the fast cylinder, which is also shut down, which is the first thing for closing the suction valve and in immediate sequence via the changeover valve to release the previously blocked pressure medium line leads to the clamping cylinder, with which this now automatically acts on the object to be tensioned with a correspondingly great force. The The volume flow to be delivered is therefore only that for maintaining the clamping pressure in the clamping cylinder required, and of the desired rapid traverse - the yes over the smaller in diameter Express cylinder is realized - practically independently. Switching between rapid traverse and Tensioning takes place automatically, so that the handling of the tensioning device is also essential is simplified.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Druckmittel-Quelle eine im wesentlichen ständig laufende Radialkolbenpumpe als Druckpumpe aufweist, deren Fördermenge nur geringfügig größer ist als es der Ausgleich der Leckölmenge im Druck-System bei wirkendem Spanndruck erfordert, und daß zur Spanndruckbegrenzung ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist. Damit kann auf sehr einfache und vorteilhafte Weise der bereits angesprochene Umstand ausgenutzt werden, daß Druck- und Volumenstrom bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung nur den Anforderungen des Spannzylinders bezüglich der Bereitstellung der erforderlichen Spannkraft genügen müssen, wofür üblicherweise eine sehr kleine Pumpe mit entsprechend geringer Leistungsaufnahme, Wärmeentwicklung usw. genügt, sodaß die erfindungsgemäße Spannvorrichtung beispielsweise auch insgesamt in bzw. an einem konventionellen Maschinenschraubstock oder dergleichen untergebracht werden kann. Dies insbesonders dann, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Spannzylinder, Eilzylinder, Druckpumpe samt Antrieb und Tank sowie alle Steuerelemente und Druckleitungen in einem gemeinsamen Spannaggregat angeordnet sind, das dann nur mehr auf konventionelle Weise mit elektrischen Anschlüssen zu versehen ist. So kann beispielsweise bei maximalen Spanndrücken von etwa 350 bis 500 bar, was Spannkräfte von etwa vier bis sechs Tonnen ermöglicht, mit Pumpenfördermengen von 0,025 bis 0,035 Litern pro Minute das Auslangen gefunden werden, wofür Pumpen-Antriebsleistungen von etwa 25 bis 30 Watt völlig ausreichend sind. Es ist leicht einsichtig, daß derartige Pumpen auch in geschlossener Unterbringung etwa in einem Maschinenschraubstock ständig in Betrieb sein können, ohne daß leistungsbedingte Überhitzungen zu befürchten sind oder separate Kühlmaßnahmen getroffen werden müßten.According to a particularly preferred embodiment of the invention, that the pressure medium source as a substantially constantly running radial piston pump Has pressure pump, the flow rate is only slightly larger than the compensation the amount of leakage oil in the pressure system with effective clamping pressure required, and that to limit the clamping pressure a pressure relief valve is provided. It can be very simple and in an advantageous manner, the fact already mentioned can be exploited that printing and volume flow in the tensioning device according to the invention only the requirements of the clamping cylinder are sufficient with regard to the provision of the required clamping force which is usually a very small pump with a correspondingly low power consumption, Heat generation etc. is sufficient so that the tensioning device according to the invention for example, in total in or on a conventional machine vice or the like can be accommodated. This is especially the case if in another Embodiment of the invention clamping cylinder, express cylinder, pressure pump including drive and Tank as well as all control elements and pressure lines in a common tensioning unit are arranged, then only in a conventional manner with electrical connections is to be provided. For example, at maximum clamping pressures of around 350 to 500 bar, which enables clamping forces of around four to six tons, with pump delivery rates From 0.025 to 0.035 liters per minute, what the pump drive power is of about 25 to 30 watts are completely sufficient. It's easy to see that such pumps also in closed accommodation, for example in a machine vice can be in constant operation without causing performance-related overheating fear or separate cooling measures would have to be taken.

Nach einer weiters bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Druckbegrenzungsventil einstellbar, vorzugsweise auch bei anliegendem Spanndruck, ist, was auf einfache Weise eine Justierung der Spannkraft des Spannelements ermöglicht.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the Pressure relief valve is adjustable, preferably also when the clamping pressure is applied, which allows an easy adjustment of the clamping force of the clamping element.

Die Erfindung wird im folgenden noch anhand des in der Zeichnung teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is still partially schematic in the following with the aid of the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Die hydraulische Spannvorrichtung weist einen in Öffnungsrichtung über eine Feder 1, eine Ringhülse 2 und einen Haltering 3 in Öffnungsrichtung belasteten Kolben 4 eines Spannzylinders 5 auf, der an seinem in der Darstellung linken, äußeren Ende auch unmittelbar als bewegliches Spannelement 6 wirkt. Der Druckraum 7 des Spannzylinders 5 ist über Druckmittelleitungen 8, 9 mit einer Druckmittelquelle 10, hier ausgebildet als motorbetriebene Druckpumpe 11, verbunden und über diese Verbindung mit Druckmittel beaufschlagbar. Auf der anderen Seite besteht über eine Nachsaugleitung 12 mit eingeschaltetem Nachsaugventil 13 eine Verbindung zum Tank 14.The hydraulic tensioning device has a spring in the opening direction 1, an annular sleeve 2 and a retaining ring 3 loaded piston 4 in the opening direction Clamping cylinder 5, which is also directly at its left outer end in the illustration acts as a movable clamping element 6. The pressure chamber 7 of the clamping cylinder 5 is over Pressure medium lines 8, 9 with a pressure medium source 10, here designed as motor-operated Pressure pump 11, connected and pressurized via this connection with pressure medium. On the other hand, there is a suction line 12 with the suction valve switched on 13 a connection to the tank 14.

Der Kolben 4 des Spannzylinders 5 steht auf der dem Spannelement 6 abgewandten inneren Seite mit dem Kolben 15 eines im wirksamen Durchmesser kleineren Eilzylinders 16 in Verbindung, dessen Druckraum 17 parallel zum Druckraum 7 des Spannzylinders 5 über die Druckmittelleitung 9 mit der Druckmittelquelle 10 in Verbindung steht. In der Druckmittelleitung 8 zum Spannzylinder 5 ist - nach der Beaufschlagung des Druckraums 17 - ein Umschaltventil 18 eingesetzt, welches auf untenstehend noch beschriebene Weise die Druckmittelzufuhr zum Druckraum 7 abhängig vom Druckniveau in der Leitung 9 bzw. im Druckraum 17 absperrt oder freigibt. Dieses Umschaltventil 18 ist federbelastet und über eine Verstellschraube 19 bezüglich des Umschaltdruckes einstellbar.The piston 4 of the clamping cylinder 5 stands on the side facing away from the clamping element 6 inner side with the piston 15 of a smaller diameter active cylinder 16 in connection, the pressure chamber 17 parallel to the pressure chamber 7 of the clamping cylinder 5 the pressure medium line 9 is connected to the pressure medium source 10. In the pressure medium line 8 to the tensioning cylinder 5 is - after the pressure chamber 17 has been acted upon Switchover valve 18 used, which in the manner described below Pressure medium supply to the pressure chamber 7 depending on the pressure level in line 9 or in Closes or releases pressure chamber 17. This switch valve 18 is spring-loaded and over an adjusting screw 19 adjustable with respect to the switching pressure.

Weiters besteht über eine Leitung 20, die von der Druckmittelleitung 9 abzweigt und einen Umschaltkolben 21 aufnimmt, eine Wirkverbindung von der Druckmittelleitung 9 auf das Nachsaugventil 13, das ebenfalls federbelastet ausgebildet ist und damit die Nachsaugverbindung des Druckraums 7 über die Nachsaugleitung 12 zum Tank 14 abhängig vom Druckniveau in der Druckmittelleitung 9 bzw. im Druckraum 17 absperrt oder freigibt.There is also a line 20 which branches off from the pressure medium line 9 and a switching piston 21 receives an operative connection from the pressure medium line 9 the suction valve 13, which is also spring-loaded and thus the suction connection of the pressure chamber 7 via the suction line 12 to the tank 14 depending on Blocking or releasing the pressure level in the pressure medium line 9 or in the pressure chamber 17.

Weiters ist noch in der Druckmittelleitung 9 zwischen Druckraum 17 und Druckmittelpumpe 11 ein Druckbegrenzungsventil 22 zur Spanndruckbegrenzung eingeschaltet, welches über eine Leitung 23, die auch Lecköl vom Umschaltventil 18 ableitet, zum Tank 14 hin absteuert.Furthermore, there is still in the pressure medium line 9 between the pressure chamber 17 and the pressure medium pump 11, a pressure relief valve 22 for clamping pressure limitation is switched on, which via a line 23, which also drains leakage oil from the changeover valve 18, to the tank 14.

Durch die mit relativ kleiner Fördermenge laufende Druckpumpe 11 wird vorerst über den Kolben 15 des Eilzylinders 16 eine rasche Verstellung des Kolbens 4 bzw. des Spannelementes 6 in Richtung des Pfeiles 24 bewirkt, wobei in dieser Bewegungsphase das auf ein höheres Druckniveau eingestellte Umschaltventil 18 die Druckmittelleitung 8 zum Druckraum 7 des Spannzylinders 5 geschlossen hält und das Nachsaugventil 13 zufolge des zu seiner Öffnung gegen die Federkraft erforderlichen, ebenfalls höheren Druckniveaus am Umschaltkolben 21 in der dargestellten geöffneten Stellung ist und damit die Nachsaugleitung 12 frei hält. Es kann also dabei mit relativ geringem Volumenstrom eine schnelle Zustellung des Spannelementes 6 zu dem hier nicht dargestellten, zu spannenden Werkstück oder dergleichen erreicht werden, wobei das zur Auffüllung des Druckraums 7 erforderliche Druckmittel über die Leitung 12 aus dem Tank 14 nachströmen kann.The pressure pump 11, which runs with a relatively small delivery rate, is initially used the piston 15 of the express cylinder 16 a rapid adjustment of the piston 4 or the clamping element 6 in the direction of arrow 24, which in this movement phase Higher pressure level switch valve 18 set the pressure medium line 8 to the pressure chamber 7 of the clamping cylinder 5 keeps closed and the suction valve 13 as a result of it Opening against the spring force required, also higher pressure levels on the switching piston 21 is in the open position shown and thus the suction line 12 is free holds. It can therefore be a rapid delivery of the Clamping element 6 to the workpiece or the like, not shown here, to be clamped can be achieved, wherein the pressure medium required to fill the pressure chamber 7 can flow from the tank 14 via the line 12.

Sobald das Spannelement 6 am zu spannenden Werkstück anliegt wird die Bewegung des Kolbens 15 des Eilzylinders 16 angehalten, womit im Druckraum 17 und in der Druckmittelleitung 9 der Druck ansteigt. Als erstes wird über die geeignet eingestellten Schalt- bzw. Druck-Niveaus an den Ventilen 13 und 18 das Nachsaugventil 13 durch den Umschaltkolben 21 gegen die Feder nach links geschlossen, womit die Nachsaugverbindung des Druckraumes 7 zum Tank 14 hin abgesperrt ist. Unmittelbar danach - beispielsweise nach einer weiteren Erhöhung des Systemdruckes von etwa 5 bis 10 bar - öffnet das Umschaltventil 18 die Verbindung der Druckmittelleitung 9 zur Druckmittelleitung 8 und damit zum Druckraum 7 des Spannzylinders 5, der nun zufolge der wesentlich größeren wirksamen Fläche mit entsprechend hoher Spannkraft auf das zu spannende Werkstück einwirkt. Dabei braucht das von der Druckpumpe 11 gelieferte Druckmittelvolumen nur mehr die Leckölmenge im Drucksystem auszugleichen, wofür schon sehr geringe Fördermengen im Bereich beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,035 Liter pro Minute ausreichen. Die tatsächliche Fördermenge wird zweckmäßigerweise etwas über der zum Ausgleich der Leckölmenge erforderlichen liegen, wobei zur Spanndruckbegrenzung dann das Druckbegrenzungsventil 22 dient.As soon as the clamping element 6 rests on the workpiece to be clamped, the movement begins of the piston 15 of the express cylinder 16 stopped, thus in the pressure chamber 17 and in the pressure medium line 9 the pressure rises. First, the suitably set switching or Pressure levels at valves 13 and 18, the suction valve 13 through the switching piston 21 closed against the spring to the left, with which the suction connection of the pressure chamber 7 is blocked off to the tank 14. Immediately afterwards - for example after another Increasing the system pressure of about 5 to 10 bar - the switching valve 18 opens Connection of the pressure medium line 9 to the pressure medium line 8 and thus to the pressure chamber 7 of the clamping cylinder 5, which now has the much larger effective area correspondingly high clamping force acts on the workpiece to be clamped. It takes that volume of pressure medium supplied by the pressure pump 11 only the amount of leakage oil in the To compensate for the pressure system, for which very small volumes in the area, for example from about 0.025 to 0.035 liters per minute are sufficient. The actual output will expediently be slightly above that required to compensate for the amount of leak oil, the pressure limiting valve 22 then being used to limit the clamping pressure.

Zum Abschalten bzw. Öffnen der Spannvorrichtung wird die Druckpumpe 11 ausgeschaltet und ein hier nicht separat dargestelltes Freischaltventil geöffnet, womit der Kolben 4 des Spannzylinders 5 unter der Wirkung der Feder 1 wieder in die dargestellte Ruhelage zurückkehren kann. Davon abgesehen könnte aber z.B. auch das Druckbegrenzungsventil 22 nach entsprechender Freischaltung für die Öffnungsfunktion der Spannvorrichtung verwendet werden oder - im einfachsten Falle - einfach das systembedingte Abfallen des Spanndruckes nach dem Abschalten der Druckpumpe 11 abgewartet werden.To switch off or open the clamping device, the pressure pump 11 is switched off and a release valve (not shown separately here) is opened, whereby the piston 4 of the clamping cylinder 5 under the action of the spring 1 return to the rest position shown can. Apart from that, e.g. also the pressure relief valve 22 used for the opening function of the tensioning device after appropriate activation or - in the simplest case - simply the system-related drop in the clamping pressure wait after switching off the pressure pump 11.

Aus der Darstellung und Beschreibung ist zu erkennen, daß die erfindungsgemäße Spannvorrichtung sehr klein und kompakt ausgeführt werden kann, sodaß auch die unmittelbare Anordnung in einem ansonsten konventionell ausführten Maschinenschraubstock oder dergleichen ohne weiteres möglich ist.From the illustration and description it can be seen that the invention Clamping device can be made very small and compact, so that the immediate Arrangement in an otherwise conventional machine vice or the like is readily possible.

Claims (4)

Hydraulische Spannvorrichtung, mit zumindest einem, mit dem in Öffnungsrichtung federbelasteten Kolben (4) eines über Druckmittelleitungen (8, 9) und Steuerelemente (13, 18, 22) mit Druckmittel beaufschlagbaren Spannzylinders (5) verbundenen beweglichen Spannelement (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) des Spannzylinders (5) auf der dem Spannelement (6) abgewandten Seite mit dem Kolben (15) eines im wesentlichen achsparallel angeordneten, im wirksamen Durchmesser kleineren Eilzylinders (16) in Verbindung steht, daß Spannzylinder (5) und Eilzylinder (16) über parallele Druckmittelleitungen (8, 9) mit der Druckmittel-Quelle (10) verbunden sind und daß in der Druckmittelleitung (8, 9) zum Spannzylinder (5) einerseits ein Umschaltventil (18), welches bei Überschreitung eines das am Ende des Eilganges erfolgende Anliegen des Spannelementes (6) am zu spannenden Element charakterisierenden Druckniveaus selbsttätig die vorher gesperrte Druckmittelleitung (8) zum Spannzylinder (5) freigibt, und andererseits ein Nachsaugventil (13), welches eine Nachsaugverbindung (12) zum Druckmittel-Tank (14) offenhält und diese druckbedingt selbsttätig vor dem Öffnen des Umschaltventils (18) schließt, angeordnet ist.Hydraulic tensioning device, with at least one movable tensioning element (6) connected to the piston (4) spring-loaded in the opening direction of a tensioning cylinder (5) which can be acted upon by pressure medium lines (8, 9) and control elements (13, 18, 22), characterized in that that the piston (4) of the clamping cylinder (5) on the side facing away from the clamping element (6) with the piston (15) of a substantially axially parallel, smaller in diameter effective cylinder (16) is connected to the clamping cylinder (5) and Express cylinder (16) via parallel pressure medium lines (8, 9) are connected to the pressure medium source (10) and that in the pressure medium line (8, 9) to the clamping cylinder (5) on the one hand a changeover valve (18) which, when one of the above is exceeded At the end of the rapid traverse, the tensioning element (6) automatically contacts the pressure level that characterizes the tensioning element to be tensioned, the previously blocked pressure medium line (8) to the tensioning cylinder r (5) releases, and on the other hand, a suction valve (13) which holds a suction connection (12) to the pressure medium tank (14) and which automatically closes due to the pressure before opening the changeover valve (18). Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Quelle (10) eine im wesentlichen ständig laufende Radialkolbenpumpe als Druckpumpe (11) aufweist, deren Fördermenge nur geringfügig größer ist als es der Ausgleich der Leckölmenge im Druck-System bei wirkendem Spanndruck erfordert, und daß zur Spanndruckbegrenzung ein Druckbegrenzungsventil (22) vorgesehen ist.Clamping device according to claim 1, characterized in that the pressure medium source (10) has an essentially constantly running radial piston pump as the pressure pump (11), the delivery rate of which is only slightly greater than the compensation of the leakage oil amount in the pressure system with the clamping pressure acting, and that a pressure limiting valve (22) is provided to limit the clamping pressure. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (22) einstellbar, vorzugsweise auch bei anliegendem Spanndruck, ist. Clamping device according to claim 2, characterized in that the pressure limiting valve (22) is adjustable, preferably also when the clamping pressure is applied. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet; daß Spannzylinder (5), Eilzylinder (16), Druckpumpe (11) samt Antrieb (M) und Tank (14) sowie alle Steuerelemente (13, 18, 22) und Druckleitungen (8, 9, 12) in einem gemeinsamen Spannaggregat angeordnet sind.Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that; that clamping cylinder (5), express cylinder (16), pressure pump (11) including drive (M) and tank (14) as well as all control elements (13, 18, 22) and pressure lines (8, 9, 12) are arranged in a common clamping unit ,
EP02450018A 2001-02-14 2002-01-30 Hydraulic clamp Withdrawn EP1236542A3 (en)

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