EP1281479A2 - Spannelement mit hydraulisch betätigten Schiebern - Google Patents

Spannelement mit hydraulisch betätigten Schiebern Download PDF

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EP1281479A2
EP1281479A2 EP02102029A EP02102029A EP1281479A2 EP 1281479 A2 EP1281479 A2 EP 1281479A2 EP 02102029 A EP02102029 A EP 02102029A EP 02102029 A EP02102029 A EP 02102029A EP 1281479 A2 EP1281479 A2 EP 1281479A2
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Rudolf Kohlert
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Ludwig Ehrhardt GmbH
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    • B25B1/06—Arrangements for positively actuating jaws
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    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive

Definitions

  • Clamping element with two parallel guided clamping jaws for position-flexible Clamping of workpieces, in particular for supporting the workpieces in their predetermined clamping position at any point.
  • clamping elements For clamping workpieces clamping elements are used, the Position the workpiece in position. Labile and longer workpieces require more Clamping units, by means of which it determines position at all critical points get supported. These clamping elements must be applied to the workpiece after this is already stated in its position. The introduction such clamping units must be made so that the workpiece at the points which the clamping units come to rest, is not distorted or deformed. This high demands are placed on such clamping elements.
  • Clamping elements are usually operated hydraulically. The hydraulic pressure is introduced so that the clamping element his jaws toward each other or moved away from each other. Disagreements in the hydraulics or in the Friction surfaces that affect the moving parts can easily become too Lead tensions of the workpieces.
  • labile places to the most diverse workpieces be stabilized with one element.
  • the invention is thus a clamping element with two flexibly movable, parallel arranged sliders on which the jaws are placed. At the Clamping put the jaws posotionsix pliers like the Workpiece. Thus, two equally large opposing contact forces act at two opposite points on the workpiece. These two Touching forces are similar in their effect according to the principle of action Reaction to and thus do not lead to deformation or tension of the Workpiece.
  • the plunger 9 u. 10 are in the piston plates 15; 16 arranged so that the from them outgoing force directly on the end faces 17; 18, the slider 2; 3 is initiated in this.
  • the sliders are running smooth and even in their guide surfaces and transmit the power directly to the clamping point 19 and the workpiece 20 without this deform.
  • the result is the workpiece 20 equal oppositely directed forces after the principle action equal reaction.
  • the resulting load moment - Clamping force x lever arm a - is determined by the guide surfaces within the recess 4; 5 recorded, wherein the recess 4; 5 with their guide surfaces in about the housing length corresponds. These relatively large guide surfaces help that the frictional forces are kept as low as possible.
  • a piston 22 for setting intended In the housing 1 is below the recess 4, 5 a piston 22 for setting intended.
  • This piston 22 is driven separately. He is at his head end provided with a dovetail-shaped wedge piece 23, the exact in an im Slider 2, 3 recessed recess 6 is fitted, in such a way that in relaxed state, the slider 2; 3 on the wedge piece 23 without contact slide past. The leadership of the slide takes place at the contact surfaces in the Recesses 6.
  • the piston 22 is acted upon by the hydraulic connection 25. Its return takes place by means of associated disc springs 24. Die If necessary, provision can also be made hydraulically.
  • the piston 22 is acted upon by hydraulic connection 25.
  • This piston will thereby pulled down into the housing 1.
  • the trained as a wedge piece 23 head is pulled down in the recess 6 and presses on the Side surfaces of the recess 6.
  • the Clamping element is set so that it is independent of external forces as well with pressure drop in the hydraulics remains in its position and thus acts self-locking, this is due to the configuration of the wedge piece 23rd causes.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannelement zum positionsflexiblen Spannen von Werkstücken. Zwei parallel geführte Schieber 2;3 gleiten in Aussparungen 4;5, die in einem Gehäuse 1 eingelassen sind. Die Krafteinleitung zur Bewegung der Schieber erfolgt über Plungerkolben 9;10, indem diese auf die Stirnseiten 17;18 der Schieber einwirken, womit ein kurzer Hebelarm zwischen Krafteinleitung und Kraftauswirkung gebildet ist. Senkrecht zu der Laufebene der Schieber ist im Gehäuse 1 ein Kolben 22 eingebracht, der am Kopf mit einem Keilstück 23 versehen ist. Dieses Keilstück ist in Ausnehmungen 6, die den Schiebern zugeordnet sind, geführt. Durch Herabziehen des Kolbens 22 verklemmt sich dessen Keilstück in den Ausnehmungen 6 der Schieber 2;3 und drückt die Schieber in die Aussparungen 4;5 und setzt dies selbsthemmend fest.

Description

Spannelement mit zwei parallel geführten Spannbacken zum positionsflexiblen Spannen von Werkstücken, insbesondere zur Unterstützung der Werkstücke in ihrer vorgegebenen Spannposition an beliebigen Stellen.
Zum Spannen von Werkstücken werden Spannelemente verwendet, die das Werkstück positioniert festsetzen. Labile und längere Werkstücke bedürfen weiterer Spanneinheiten, mittels derer sie an allen kritischen Punkten Lage bestimmt unterstützt werden. Diese Spannelemente müssen an das Werkstück angelegt werden, nachdem dieses bereits in seiner Position festgesetzt ist. Das Heranführen solcher Spanneinheiten muß so erfolgen, dass das Werkstück an den Stellen an denen die Spanneinheiten zur Anlage kommen, nicht verspannt oder verformt wird. Damit sind an solche Spannelemente hohe Anforderungen gestellt.
Spannelemente werden in der Regel hydraulisch betätigt. Der hydraulische Druck wird so eingeleitet, dass das Spannelement seine Spannbacken aufeinander zu oder voneinander weg bewegt. Unstimmigkeiten in der Hydraulik oder in den Reibungsflächen, die sich auf die beweglichen Teile auswirken, können leicht zu Verspannungen der Werkstücke führen.
Die bekannten Spannelemente erfüllen diese Forderungen nicht in allen Fällen. Meist werden Sonderlösungen, d.h. dem jeweiligen Anwendungsfall angepasste Einheiten, bevorzugt - Prospekt Römheld Spannsysteme H 4.307 Ausgabe 9-95 - . Das führt zu einer Vielzahl von Bauelementen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Spannelement so zu gestalten, dass es universell einsetzbar ist, sich selbsttätig allen Gegebenheiten anpasst und darüber hinaus im Spannzustand, unabhängig von äußeren Einflüssen, wie z.B. Druckabfall in der Leitung, seine Spannstellung beibehält. Darüber hinaus sollen labile Stellen an den unterschiedlichsten Werkstücken, mit einem Element stabilisiert werden.
Der Erfindung liegt somit ein Spannelement mit zwei flexibel beweglichen, parallel angeordneten Schiebern zugrunde auf denen die Spannbacken aufgesetzt sind. Beim Spannvorgang legen sich die Spannbacken posotionsflexibel zangenartig an das Werkstück an. Damit wirken zwei gleich große entgegengerichtete Berührungskräfte an zwei gegenüberliegenden Punkten auf das Werkstück ein. Diese beiden Berührungskräfte heben sich in ihrer Wirkung nach dem Prinzip Aktion gleich Reaktion auf und führen damit nicht zu Verformungen oder Verspannungen des Werkstückes.
Die Lösung der Aufgabe ist den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche zu entnehmen..
In den Fig. Ist die Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1
zeigt die Frontansicht
Fig. 2
zeigt die Seitenansicht
Fig. 3
zeigt eine Draufsicht
Fig. 4
zeigt den Schnitt B-B
Fig. 5
zeigt den Schnitt A-A
In dem Gehäuse 1 sind zwei parallelgeführte gegenläufige Schieber 2 u. 3 gleitend in Aussparungen 4 u. 5 eingelassen. Die Schieber 2 u. 3 sind im unteren Bereich ihrer Berührungsflächen mit einer schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung 6 versehen. Auf den Schiebern 2 u. 3 sind die Spannbacken 7 u. 8 aufgesetzt. Diese Spannbacken sind auswechselbar und somit dem jeweiligen Werkstück anpassbar. Sie können mittels Schrauben 13 und Nutensteinen 14 festgesetzt werden. Die Schieber 2 u. 3 werden hydraulisch angetrieben, und zwar über die Plungerkolben 9 u. 10 zum Spannen und mittels Plungerkolben 11 u. 12 zum Entspannen.
Die Plungerkolben 9 u. 10 sind in den Kolbenplatten 15; 16 so angeordnet, dass die von ihnen ausgehende Kraft unmittelbar an den Stirnseiten 17; 18 der Schieber 2; 3 in diese eingeleitet wird. Damit liegt die Wirkungslinie der Plungerkolben 9;10 für die Schieber 2;3 in den Führungsflächen innerhalb der Aussparungen 4;5. Es wird damit eine reine Längskraft eingeleitet ohne seitliche Momente, dadurch wird die Reibungskraft in den Führungsflächen erheblich vermindert. Die Schieber laufen leichtgängig und gleichmäßig in ihren Führungsflächen und übertragen die Kraft unmittelbar an die Spannstelle 19 und auf das Werkstück 20 ohne diese zu verformen.
Es entstehen am Werkstück 20 gleichgroße entgegengesetzt gerichtete Kräfte nach dem Prinzip Aktion gleich Reaktion. Das sich daraus ergebende Lastmoment - Spannkraft x Hebelarm a - wird von den Führungsflächen innerhalb der Aussparung 4; 5 aufgenommen, wobei die Aussparung 4; 5 mit ihren Führungsflächen in etwa der Gehäuselänge entspricht. Diese relativ großen Führungsflächen tragen dazu bei, dass die Reibungskräfte so gering wie möglich gehalten sind.
In dem Gehäuse 1 ist unterhalb der Aussparung 4;5 ein Kolben 22 zum Festsetzen vorgesehen. Dieser Kolben 22 wird separat angesteuert. Er ist an seinem Kopfende mit einem schwalbenschwanzförmigen Keilstück 23 versehen, das exakt in eine im Schieber 2;3 eingelassene Ausnehmung 6 eingepaßt ist, und zwar so, dass im entspannten Zustand die Schieber 2; 3 an dem Keilstück 23 ohne Berührung vorbeigleiten. Die Führung der Schieber erfolgt an deren Berührungsflächen in den Aussparungen 6. Der Kolben 22 wird über den Hydraulikanschluß 25 beaufschlagt. Seine Rückführung erfolgt mittels ihm zugeordneter Tellerfedern 24. Die Rückstellung kann im Bedarfsfall auch hydraulisch erfolgen.
Zum Spannen sind die Spannbacken 7; 8 auseinandergefahren, so dass das Werkstück 20 zwischen ihnen leicht aufnehmbar ist. Wird der Hydraulikanschluß 21 freigegeben und der Hydraulikanschluß 26 angesteuert, so werden die Plungerkolben 9; 10 beaufschlagt. Damit schieben sich die Schieber 2; 3 mit ihren Spannbacken 7; 8 auf das Werkstück zu. Sobald einer der Spannbacken am Werkstück 20 anliegt, bleibt er infolge des vom Werkstück ausgehenden Widerstandes stehen und es bewegt sich noch der zweite Schieber bis auch sein Spannbacken am Werkstück anliegt. Nunmehr baut sich die Spannkraft gleichmäßig zwischen den Spannbacken auf und setzt das Werkstück fest. Dieses ausgleichende Heranfahren an das Werkstück ist dadurch gegeben, dass beide Schieber 2;3 mit ihren Plungerkolben 9;10 an dem gleichen Hydraulikanschluß 26 liegen und somit gleichmäßig beaufschlagt sind. Hat sich der Kraftschluß am Werkstück aufgebaut, wird der Kolben 22 über Hydraulikanschluß 25 beaufschlagt. Dieser Kolben wird dabei nach unten in das Gehäuse 1 gezogen. Der als Keilstück 23 ausgebildete Kopf wird in der Ausnehmung 6 herunter gezogen und drückt hierbei auf die Seitenflächen der Ausnehmung 6. Damit werden die Schieber 2; 3 in die Führungsflächen 27;28 der Aussparungen 4; 5 gepreßt und setzen sich fest. Das Spannelement ist so festgesetzt, dass es unabhängig von äusseren Kräften wie auch bei Druckabfall in der Hydraulik in seiner Stellung verharrt und damit selbsthemmend wirkt, dieses wird durch die Ausgestaltung des Keilstücks 23 bewirkt.
Zum Entspannen wird zunächst der Kolben 22 drucklos gemacht und durch seine Tellerfedern 24 wieder in die Ausgangslage gebracht. Damit wird der Anpressdruck für die Schieber in der Ausnehmung 6 aufgehoben. Wird nunmehr der Druck im Hydraulikanschluß 26 freigegeben und gleichzeitig Hydraulikanschluß 21 beaufschlagt, so werden die Plungerkolben 11; 12 betätigt und die Schieber 2; 3 in ihre Ausgangsposition zurückgefahren, Das Werkstück 20 ist zur Entnahme freigegeben.
Bezugszeichen
1 Gehäuse
2 Schieber
3 Schieber
4 Aussparung
5 Aussparung
6 Ausnehmung
7 Spannbacken
8 Spannbacken
9 Plungerkolben spannen
10 Plungerkolben spannen
11 Plungerkolben entspannen
12 Plungerkolben entspannen
13 Schraube
14 Nutenstein
15 Kolbenplatte
16 Kolbenplatte
17 Stirnseite
18 Stirnseite
19 Spannstelle
20 Werkstück
21 Hydraulikanschluss
22 Kolben
23 Keilstück
24 Tellerfeder
25 Hydraulikanschluss
26 Hydraulikanschluss
27 Führungsfläche
28 Führungsfläche
29
30

Claims (9)

  1. Spannelement zum Spannen von Werkstücken, die bereits in ihrer positionierten Lage aufgenommen sind und bei denen an beliebigen Stellen eine unterstützende Aufnahme erforderlich ist mit Hilfe von Spannbacken, die an das Werkstück heranfahrbar und festsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel geführte Schieber (2;3) in Führungsbahnen, die in Aussparungen (4;5) des Gehäuses (1) eingelassen sind, gleitend geführt sind und dass die Krafteinleitung zur Bewegung der Schieber über Plungerkolben (9;10) erfolgt, die auf die Stirnseiten (17;18) der Schieber einwirken und damit einen kurzen Hebelarm zwischen Krafteinleitung und Kraftauswirkung bilden.
  2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plungerkolben (9;10) in den Kolbenplatten (15;16) des Gehäuses (1) angeordnet sind und über den gleichen Hydraulikanschluss beaufschlagt werden.
  3. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (2;3) mit auswechselbaren, aufsetzbaren Spannbacken (7;8) bestückt sind.
  4. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) unterhalb der Schieber (2;3) ein senkrecht zur Schieberebene wirkender Kolben (22) eingebracht ist.
  5. Spannelement nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (2;3) mit einer Ausnehmung (6) versehen sind, die keilförmig verläuft.
  6. Spannelement nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) am Kopf mit einem Keilstück (23) versehen ist, das in der Ausnehmung (6) der Schieber gleitend geführt ist.
  7. Spannelement nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass im Spannzustand die Schieber (2; 3) mit ihren am Werkstück anliegenden Spannbacken (7; 8) festsetzbar sind, indem der Kolben (22) mit Druck beaufschlagt, nach unten in das Gehäuse (1) gezogen wird und damit das Keilstück (23) an seinem Kopf in die Ausnehmung (6) zieht, diese spreizt und die Schieber (2; 3) in die Führungsflächen (27;28) der Aussparungen (4; 5) presst.
  8. Spannelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Keilstück (23) so ausgebildet ist, dass nach dem Spannen die Schieber (2;3) selbsthemmend festgesetzt sind.
  9. Spannelement nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (2;3) mit ihren Spannbacken (7;8) mit einer gleichmässig auf sie einwirkenden Kraft an das Werkstück heranfahrbar sind und auf das Werkstück eine beidseitig gleichmäßige Kraft einwirken lassen, die das Werkstück in seiner Position unverändert festsetzt.
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