SE465115B

SE465115B - DEVICE FOR TENSION OF A WORK PIECE IN A FIXTURE

Info

Publication number: SE465115B
Application number: SE9001510A
Authority: SE
Inventors: Bengt Larsson
Original assignee: Bengt Larsson
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1991-07-29
Also published as: WO1991016171A1; DE69119788T2; DE69119788D1; AU7775691A; EP0591209B1; SE9001510D0; EP0591209A1

Description

465115 2 ett monotont och ergonomiskt påfrestande arbete, i synnerhet då en och samma operatör dagligen kan vara tvungen att spänna fast respektive frigöra många hundra arbetsstycken. Detta arbete leder därför ofta till 5 arbetsskador, exempelvis i axlar, rygg, leder och muskler. Tekniken att fastspänna arbetsstycken med hjälp av i varje fixtur inbyggda hydraulsystem är i och för sig ergonomiskt fördelaktig, men i detta fall blir fixturerna mycket dyrbara att tillverka 10 och de kräver dessutom betydande underhåll. Vidare kan vid dylika fixturer i praktiken ej undvikas ett visst läckage av hydraulolja ur systemet; något som innebär att en initiellt distinkt fastspänningseffekt successivt går förlorad. 15 I syfte att undanröja nackdelarna hos den ovan redovisade tekniken har utvecklats fastspänningsanord- ningar av det ingressvis angivna slag som arbetar med en mekanisk fjäder vilken i ett aktivt tillstånd håller ett ansättningselement anpressat mot arbets- 20 stycket utan hjälp av något lângtidsverkande hydraul- medium. Dylika anordningar är tidigare kända genom exempelvis DE-OS l 502 860 och 3 610 060. En allvarlig nackdel hos dessa kända fastspänningsanordningar är emellertid att fjädern, i samband med lösgöring resp 25 fastsättning av ett arbetsstycke, inaktiveras med hjälp av en i själva anordningen inbyggd tryckmedium-- driven kolv-cylindermekanism. Detta innebär att ett par tryckmediumledningar (såväl tillförsel- som retur- ledningar) måste dras fram till varje enskild fast- 30 spänningsanordning. Enär antalet fastspänningsanord- ningar i en fixtur kan vara mycket stort är detta ofta mycket svårt och stundom omöjligt. En nackdel är naturligtvis även att den totala problemlösningen blir mycket dyrbar och underhållskrävande i det att 35 antalet kostnadskrävande kolv-cylindermekanismer blir lika stort som antalet fastspänningsanordningar. 10 15 20 25 30 35 U? 465 -Jb ...IL Uppfinningens syften Ett syfte med föreliggande uppfinning är att undanröja ovannämnda nackdelar hos tidigare kända fastspänningsanordningar och skapa en anordning som arbetar enbart med hjälp av en mekanisk fjäder, dvs utan någon egen kolv-cyli.dermekanism jämte därtill hörande tryckmediumledningar och härigenom åstadkomma en anordning som är enkel och billig att tillverka och som ej kräver omfattande underhåll. 465115 2 a monotonous and ergonomically stressful work, especially when one and the same operator may have to clamp or release many hundreds of workpieces daily. This work therefore often leads to 5 work injuries, for example in the shoulders, back, joints and muscles. The technique of clamping workpieces by means of hydraulic systems built into each fixture is in itself ergonomically advantageous, but in this case the fixtures become very expensive to manufacture and they also require significant maintenance. Furthermore, in the case of such fixtures, in practice a certain leakage of hydraulic oil from the system cannot be avoided; which means that an initially distinct clamping effect is gradually lost. In order to obviate the disadvantages of the technique described above, clamping devices of the type indicated in advance have been developed which work with a mechanical spring which in an active state keeps a mounting element pressed against the workpiece without the aid of any long-acting hydraulic medium. Such devices are previously known from, for example, DE-OS 1,502,860 and 3,610,060. A serious disadvantage of these known clamping devices is, however, that the spring, in connection with detachment or fastening of a workpiece, is deactivated by means of a device built into the device itself. pressure medium-- driven piston-cylinder mechanism. This means that a pair of pressure medium lines (both supply and return lines) must be routed to each individual clamping device. Since the number of clamping devices in a fixture can be very large, this is often very difficult and sometimes impossible. A disadvantage is of course also that the total problem solution becomes very expensive and maintenance-intensive in that the number of costly piston-cylinder mechanisms becomes as large as the number of clamping devices. 10 15 20 25 30 35 U? OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to obviate the above-mentioned disadvantages of previously known clamping devices and to create a device which operates only by means of a mechanical spring, i.e. without any own piston-cylinder mechanism and associated pressure medium lines. and thereby provide a device which is simple and inexpensive to manufacture and which does not require extensive maintenance.

Kort redogörelse för uppfinningstanken Enligt uppfinningen ernås ovan angivna syften medelst en anordning vilken kännetecknas av att med sliddelen är förbundet såväl ett medbringarorgan som medel för att städse upprätthålla ett visst minsta avstånd eller utrymme mellan medbringarorganet och huset, varvid ett för ett flertal spänndon gemensamt frikopplingsverktyg, som inbegriper åtminstone en av ett tryckmedium, t ex olja, påverkbar kolv-cylinder- mekanism, är införbart i sagda utrymme för att genom aktivering av verktygets kolv-cylindermekanism inaktivera fjädern och fjärma ansättningselementet från arbets- stycket i och för lösgöring av detta från fixturen.Brief description of the inventive concept According to the invention, the above objects are achieved by means of a device which is characterized in that both a carrier means and means for always maintaining a certain minimum distance or space between the carrier means and the housing are connected to the slide part. which comprises at least one piston-cylinder mechanism which can be actuated by a pressure medium, for example oil, is insertable into said space for actuating the spring and removing the mounting element from the workpiece by activating the piston-cylinder mechanism in order to detach it from the fixture. .

Andra, fördelaktiga särdrag hos den uppfinnings- enliga anordningen framgår vidare av efterföljande patentkrav 2-6.Other advantageous features of the device according to the invention are further apparent from the following claims 2-6.

Kort beskrivning av bifogad ritning På ritningen är en partiellt skuren, schematisk sidovy av ett spänndon ingående i den uppfinningenliga an- ordningen, varvid spänndonet visas i ett aktivt tillstånd i vilket ett arbetsstycke hålls FIG 1 fastspänt, en likartad sidovy visande spänndonet enligt fig 1 i ett inaktivt tillstånd i vilket arbets- stycket kan frigöras från tillhörande fixtur, och FIG 2 en planvy visande ett frikopplingsverktyg ingående i den uppfinningenliga anordningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the drawing, a partially cut, schematic side view of a clamp is included in the inventive device, the clamp being shown in an active state in which a workpiece is held in Fig. 1, a similar side view showing the clamp according to Fig. 1 in an inactive state in which the workpiece can be released from the associated fixture, and Fig. 2 is a plan view showing a disengagement tool included in the inventive device.

FIG 3 465115 10 15 20 25 30 35 4 Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen På ritningen illustreras schematiskt en fixtur l med uppgift att mottaga ett flertal arbetsstycken 2 vilka skall lokaliseras och hållas distinkt fastspända i bestämda lägen relativt fixturen. För detta ändamål är för varje arbetsstycke 2 på fixturen anbragt ett fast anháll 3 och ett med detta samverkande spänndon generellt betecknat 4. Detta spänndon 4 inbegriper ett hus 5 i vilket en slid eller slidartad del 6 är rörlig fram och åter. Vid sin ena ände uppvisar sliden 6 ett mot arbetsstycket 2 ansättbart element 7 vilket i det visade exemplet har formen av en cylinderformad och delvis konisk platta med ett centralt, invändigt gängat hål anordnat att mottaga en gängförsedd ände av sliden 6. Ansättningsplattan 7 kan hållas på plats med hjälp av en stoppmutter 8. Vid sin motsatta ände uppvisar sliden 6 ett medbringarorgan 9 som i det visade exemplet har formen av en ring- eller plattformig skalle på slidens ände. På sliden är anordnad en kolv eller kolvartad del 10 vilken i det visade exemplet hålls på plats med hjälp av en lâsskruv ll. Mellan denna kolv 10 och en vägg 12 till huset 5 är anordnad en fjäder 13, som i det visade exemplet utgörs av en tryckfjäder, företrädesvis i form av en brickfjäder.Fig. 3 465115 10 15 20 25 30 35 4 Detailed description of a preferred embodiment of the invention The drawing schematically illustrates a fixture 1 with the task of receiving a plurality of workpieces 2 which are to be located and kept distinctly clamped in certain positions relative to the fixture. For this purpose, for each workpiece 2 on the fixture, a fixed stop 3 and a tensioning device generally cooperating therewith is arranged. This tensioning device 4 comprises a housing 5 in which a slide or slide-like part 6 is movable back and forth. At its one end, the slide 6 has an element 7 which can be applied to the workpiece 2, which in the example shown has the shape of a cylindrical and partially conical plate with a central, internally threaded hole arranged to receive a threaded end of the slide 6. The mounting plate 7 can be held on place by means of a stop nut 8. At its opposite end, the slide 6 has a carrier member 9 which in the example shown has the shape of a ring or flat skull on the end of the slide. Arranged on the slide is a piston or piston-black part 10 which in the example shown is held in place by means of a locking screw 11. Arranged between this piston 10 and a wall 12 of the housing 5 is a spring 13, which in the example shown consists of a compression spring, preferably in the form of a washer spring.

I sitt aktiva tillstànd strävar denna tryckfjäder 13 att anpressa ansättningselementet 7 mot arbetsstycket 2.In its active state, this compression spring 13 strives to press the mounting element 7 against the workpiece 2.

Det bakre ändpartiet 6' av sliden 6 är jämförelsevis grovt och löper genom ett på analogt sätt tämligen grovt hål 14 i väggen 12. Det grova ändpartiet 6' övergår vid en ansatsyta 15 i ett klenare mellanparti 6". I anslutning till detta mellanparti 6" är anordnat ett stopporgan i form av en tapp 16 vilken skjuter in ett stycke i hålet 14. Fjädern 13 strävar att föra sliden 6 i riktning åt höger på ritningen. Denna förskjut- ning av sliden begränsas emellertid av stopptappen 16 som bestämmer slidens ena ändläge och därigenom städse 10 15 20 25 30 35 465 115' 5 upprätthåller ett visst minsta avstånd eller utrymme 17 mellan skallen 9 och utsidan av väggen 12.The rear end portion 6 'of the slide 6 is comparatively coarse and runs through an analogously rather coarse hole 14 in the wall 12. The coarse end portion 6' merges at a shoulder surface 15 into a smaller intermediate portion 6 ". In connection with this intermediate portion 6" is arranged a stop means in the form of a pin 16 which projects a piece into the hole 14. The spring 13 strives to move the slide 6 in the direction to the right in the drawing. However, this displacement of the slide is limited by the stop pin 16 which determines one end position of the slide and thereby still maintains a certain minimum distance or space 17 between the skull 9 and the outside of the wall 12.

I husets 5 vägg 12 är vidare urtaget ett tvärgående hål eller lopp 18 i vilket är anordnat ett andra, rörligt stopporgan 19 i form av en tapp vilken är förskjutbar tvärs slidens 6 rörelseriktning mellan ett i fig l visat inaktivt tillstånd och ett i fig 2 visat aktivt tillstånd i vilket densamma anligger mot slidens mellanparti 6". Förflyttningen av stopp- tappen ' kan ombesörjas via en från husets 5 utsida åtkomlig knopp eller spak 20.A transverse hole or bore 18 is further recessed in the wall 12 of the housing 5, in which a second, movable stop member 19 is arranged in the form of a pin which is displaceable transversely to the direction of movement of the slide 6 between an inactive state shown in Fig. 1 and a active state in which it abuts against the intermediate portion 6 "of the slide. The movement of the stop pin 'can be arranged via a knob or lever 20 accessible from the outside of the housing 5.

Det i fig 3 visade och i den uppfinningsenliga anordningen ingående frikopplingsverktyget 21 uppvisar två gaffelformigt åtskilda skänklar 22, 22' som var och en inbegriper en kolv-cylindermekanism 23 resp 23' som är aktiverbara med hjälp av ett lämpligt tryckmedium, såsom olja. Närmare bestämt kan detta tryckmedium tillföras verktyget via en flexibel ledning 24. Själva verktyg - är platt och uppvisar plana front- och baksi- dor 25 resp 26. Vid aktivering av mekanismerna 23, 23' kan dessas kolvar skjutf -t från verktygets frontsida 25, _lg 2. Den urtagning 27 som bildas mellan verktygets båda gaffelskänklar 22, 22' har en vidd som är å ena sidan åtminstone något större än diametern hos slidens 6 grövsta ändparti 6' och å andra sidan åtminstone något mindre än skallens 9 såsom illustreras i diameter.The disengagement tool 21 shown in Fig. 3 and included in the device according to the invention has two fork-shaped legs 22, 22 ', each of which comprises a piston-cylinder mechanism 23 and 23', respectively, which can be activated by means of a suitable pressure medium, such as oil. More specifically, this pressure medium can be supplied to the tool via a flexible line 24. The tools themselves - are flat and have flat front and rear sides 25 and 26, respectively. When activating the mechanisms 23, 23 ', their pistons can slide from the front side 25 of the tool, 2. The recess 27 formed between the two fork legs 22, 22 'of the tool has a width which on the one hand is at least slightly larger than the diameter of the coarsest end portion 6' of the slide 6 and on the other hand at least slightly smaller than the skull 9 as illustrated in diameter .

Den beskrivna spännanordningen fungerar på följande sätt. I sitt i fig 1 illustrerade, fastspännande till- stånd anpressar spänndonet 4 arbetsstycket 2 mot anhàllet 3 medelst ansättningsplattan 7. Vid användande av en stark fjäder, såsom en brickfjäder 13, kan denna fastspänning ske med mycket stor kraft. Denna stora fastspänningskraft kan upprätthållas under lång tid utan förändringar i kraften. I detta tillstånd befinner sig den rörliga stoppta¿ .n 19 fjärmad från sliden 6 så att denna kan röra sig fritt relativt hålet 14. 465115 10 15 20 25 30 35 6 På analogt sätt hindrar ej heller den fasta stopptappen 16 förskjutning av sliden i riktning åt höger mot arbetsstycket i det att ansatsytan 15 befinner sig på visst avstånd från denna stopptapp så länge arbets- stycket finns på plats.The described clamping device works in the following way. In its clamping condition illustrated in Fig. 1, the clamping device 4 presses the workpiece 2 against the stop 3 by means of the mounting plate 7. When using a strong spring, such as a washer spring 13, this clamping can take place with very great force. This large clamping force can be maintained for a long time without changes in the force. In this state, the movable stop pin 19 is spaced from the slide 6 so that it can move freely relative to the hole 14. In an analogous manner, the fixed stop pin 16 also does not prevent displacement of the slide in the direction to the right towards the workpiece in that the shoulder surface 15 is at a certain distance from this stop pin as long as the workpiece is in place.

Då arbetsstycket 2, efter verkställd bearbetning, skall lösgöras från fixturen införs frikopplingsverktyget 21 i utrymmet 17 mellan slidens skalle 9 och husets 5 vägg 12 på det sätt som visas i fig 2. Vid aktivering av verktygets kolv-cylindermekanismer 23, 23' under utskjutning av dessas kolvar mot väggen 12 kommer slidens skalle att fjärmas från huset under medbringande av sliden i dess helhet. Detta betyder dels att fjädern 13 komprimeras ytterligare, dels att ansättningsplattan 7 fjärmas från arbetsstycket 2 så att detta kan lösgöras från fixturen. I detta tillstånd, i vilket fjädern 13 inaktiverats i den betydelsen att den ej längre anpressar ansättningsplattan 7 i riktning mot anhållet 3 och i vilket arbetsstycket avlägsnats, kan verktyget, sedan mekanismernas 23, 23' kolvar återgått till sina utgångs- lägen inne i verktyget, fritt avlägsnas från spänndonet i det att stopptappen 16 alltid säkerställer ett visst minsta utrymme 17 som är åtminstone något större än verktygets tjocklek, dvs avståndet mellan frontsidan 25 och baksidan 26.When the workpiece 2, after machining, is to be detached from the fixture, the release tool 21 is inserted into the space 17 between the head 9 of the slide and the wall 12 of the housing 5 in the manner shown in Fig. 2. When activating the tool piston-cylinder mechanisms 23, 23 ' their pistons against the wall 12, the skull of the slide will be removed from the housing while carrying the slide in its entirety. This means partly that the spring 13 is further compressed, partly that the mounting plate 7 is removed from the workpiece 2 so that this can be detached from the fixture. In this state, in which the spring 13 is deactivated in the sense that it no longer presses the mounting plate 7 in the direction of the stop 3 and in which the workpiece has been removed, the tool can, after the pistons of the mechanisms 23, 23 'have returned to their initial positions inside the tool, is freely removed from the clamping device in that the stop pin 16 always ensures a certain minimum space 17 which is at least slightly larger than the thickness of the tool, i.e. the distance between the front side 25 and the back side 26.

Den ovan beskrivna, rörliga stopptappen 19 ger möjlighet att vid behov låsa sliden i ett inaktivt tillstånd medan arbetsstycket fortfarande befinner sig på plats i fixturen. Denna làsningsmöjlighet är särskilt fördelaktig då två eller flera spänndon används för att gemensamt fastspänna ett arbetsstycke. Härvid kan verktyget 21 användas för att frikoppla ett första spänndon vars slid fastlåses i det i fig 2 visade läget därigenom att den rörliga stopptappen 19 via manöverspaken 20 förs till anliggning mot slidens mellanparti 6" mot verkan av en tryckfjäder 20'. När därefter verktyget inaktiveras klämmer slidens ansats- 10 15 20 25 30 35 465115' 7 yta l5 fast stopptappen 19 vilken i sin tur omöjliggör ytterligare förflyttning av sliden i riktning mot arbetsstycket. Från det ff sta spänndonet kan därefter verktyget flyttas till ett eller flera andra spänndun vilka inaktiveras och låses på sammf sätt som det förstnämnda spänndonet under fullständigt lösgörande av arbetsstycket från samtliga spänndon.The movable stop pin 19 described above makes it possible, if necessary, to lock the slide in an inactive state while the workpiece is still in place in the fixture. This locking option is particularly advantageous when two or more clamps are used to jointly clamp a workpiece. In this case, the tool 21 can be used to disengage a first clamp whose slide is locked in the position shown in Fig. 2 by the movable stop pin 19 via the control lever 20 being brought into abutment against the intermediate portion 6 "of the slide against the action of a compression spring 20 '. clamps the shoulder of the slide 10 15 20 25 30 35 465115 '7 surface l5 and fixes the stop pin 19 which in turn makes it impossible to further move the slide in the direction of the workpiece. is locked in the same way as the first-mentioned clamping device while completely detaching the workpiece from all clamping devices.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Det är givet att uppfinningen ej är begränsad blott till det beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Sålunda kan spänndonet utformas så att detsamma spänner fast ifrågakommande arbetsstycke genom dragverkan i stället för genom tryckverkan på det sätt som illustreras på ritningen. Oavsett om den erforderliga anpressningskraften verkar dragande eller tryckande på arbetsstycket kan densamma åstadkom- mas antingen med hjälp av en tryckfjäder, såsom visas på ritningen, eller med hjälp av en dragfjäder, ehuru det förstnämnda utförandet föredras i praktiken emedan en tryckfjäder normalt ger en större fjäderkraft än en dragfjäder. I stället för en i fjäderhuset inbyggd, fast stopptapp kan användas andra medel för säkerställan- de av ett visst minsta avstånd mellan slidens medbringar- organ och huset. Exempelvis är det tänkbart att anordna en manschet aller hylsa utanpå slidens grova ändparti 6' mellan medbringarorganet 9 och huset 5. Vidare kan ansättningselementet 7 utformas på många andra sätt än just såsom en platta. Elementet ifråga kan sålunda exempelvis utgöras av en gaffel, en kula eller liknande. I extremfallet kan elementet ifråga helt enkelt utgöras av en platt ändyta hos sliden 6. Även medbringarorganet 9 kan ha annan form än just en ring- formig skalle på slidens ena ände. Vidare skall begreppet hus, sådant detta används i beskrivningen och efter- följande patentkrav, tolkas i vidaste bemärkelse och icke anses inbegripa enbart sådana höljen som väsent- ligen fullständigt innesluter ifrågakommande fjäder. 465115 10 15 20 25 30 35 8 Sålunda kan huset ifråga ha karaktären av en hållare i vilken fjädern är exponerad. I detta sammanhang må även påpekas att det utrymme 17 i vilket frikopplings- verktyget är införbart kan vara direkt avgränsat av andra komponenter än just själva huset eller hållare, t ex en stödplatta ansluten till huset. Slutligen skall nämnas att uppfinningen även kan tillämpas icke blott i samband med fixturer av ingressvis relaterat slag utan även vid andra, godtyckliga underlag, såsom exempelvis arbetsbord eller -bänkar.Possible modifications of the invention It is a given that the invention is not limited only to the embodiment described and shown in the drawings. Thus, the clamping device can be designed so that it clamps the workpiece in question by the action of tension instead of by the action of pressure in the manner illustrated in the drawing. Regardless of whether the required pressing force acts as a pulling or pressing on the workpiece, the same can be achieved either by means of a compression spring, as shown in the drawing, or by means of a tension spring, although the former embodiment is preferred in practice because a compression spring normally gives a greater spring force. than a tension spring. Instead of a fixed stop pin built into the spring housing, other means can be used to ensure a certain minimum distance between the carrier means of the slide and the housing. For example, it is conceivable to arrange a cuff or sleeve on the outside of the coarse end portion 6 'of the slide between the carrier member 9 and the housing 5. Furthermore, the mounting element 7 can be designed in many other ways than just as a plate. The element in question can thus, for example, consist of a fork, a ball or the like. In the extreme case, the element in question can simply consist of a flat end surface of the slide 6. The carrier member 9 can also have a shape other than just an annular skull on one end of the slide. Furthermore, the term housing, as used in the description and the appended claims, is to be construed in the broadest sense and is not to be construed as including only those enclosures which substantially completely enclose the spring in question. 465115 10 15 20 25 30 35 8 Thus, the housing in question may have the character of a holder in which the spring is exposed. In this context, it must also be pointed out that the space 17 into which the release tool can be inserted can be directly delimited by components other than the housing itself or the holder, for example a support plate connected to the housing. Finally, it should be mentioned that the invention can also be applied not only in connection with fixtures of an introductory related kind but also to other, arbitrary substrates, such as for example work tables or benches.

Claims

10 15 20 25 30 465 11-5- PATENT REQUIREMENTS

Device for clamping a workpiece in a fixture, a work table or the like, comprising at least one clamping device (4) associated with the individual fixture (1), which comprises a slide or slide-like part movable relative to a housing (5). (6), with which an element (7) directly or indirectly attachable to the workpiece (2) is associated and which is actuated by at least one mechanical spring (13) which in an active state strives to press the attachment element (7) against the workpiece (2), characterized in that both a carrier means (9) and means (15, 16) are connected to the slide part (6) in order to always maintain a certain minimum distance or space (17) between the carrier means (9) and the housing (5), wherein a release tool (21) common to a plurality of clamps, which comprises at least one coil-cylinder mechanism (23, 23 ') which can be actuated by a pressure medium, eg oil, can be inserted into said space (17) to by activating tools the piston-cylinder mechanism of the goat disengages the spring (13) and removes the mounting member (7) from the workpiece (2) to release it from the fixture (1).

Device according to claim 1, characterized in that the carrier member consists of a skull (9) projecting from the slide part (6), for example in the form of a ring or plate.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the disengagement tool (21) has two fork-shaped separated legs (22, 22 ') which have piston-cylinder mechanisms (23, 23') which are placed on either side of the wear part (6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (4) comprises a movable stop means (19) with the task of temporarily retaining the wear part (6) in it from the workpiece ( 2) disengaged the condition even when said tool (21) is removed from the clamp at the same time as the workpiece remains in the fixture.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting element consists of a plate (7) on one end of the slide part (6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring consists of a compression spring, for example a washer spring (13) arranged between on the one hand a wall (12) of the housing (5) and on the other hand a piston or carbon black part (10) on the wear part (6). rf!