WO1994022641A1 - Formspannbacken für eine spannvorrichtung - Google Patents

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WO1994022641A1
WO1994022641A1 PCT/EP1994/000473 EP9400473W WO9422641A1 WO 1994022641 A1 WO1994022641 A1 WO 1994022641A1 EP 9400473 W EP9400473 W EP 9400473W WO 9422641 A1 WO9422641 A1 WO 9422641A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cylinder
clamping
adjusting
piston
hydraulic
Prior art date
Application number
PCT/EP1994/000473
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Püttmer
Peter Abraham
Original Assignee
Götz Gmbh Metall- Und Anlagenbau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Götz Gmbh Metall- Und Anlagenbau filed Critical Götz Gmbh Metall- Und Anlagenbau
Publication of WO1994022641A1 publication Critical patent/WO1994022641A1/de

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    • 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
    • B25B1/24—Details, e.g. jaws of special shape, slideways
    • B25B1/2405—Construction of the jaws
    • B25B1/241—Construction of the jaws characterised by surface features or material
    • B25B1/2415—Construction of the jaws characterised by surface features or material being composed of a plurality of parts adapting to the shape of the workpiece
    • B25B1/2421—Construction of the jaws characterised by surface features or material being composed of a plurality of parts adapting to the shape of the workpiece the parts having a linear movement

Definitions

  • the invention relates to a mold clamping jaw for a clamping device with a base body and a clamping surface which is arranged on the base body and can be adapted to the surface contour of a workpiece and which consists of a plurality of clamping rams, each of which can be displaced independently of one another relative to the base body Pressure pieces guided in a thrust guide of the base body are assembled, which tappets each carry a tappet piston which engages in a tappet cylinder of the base body and which tappet cylinders can be acted upon with hydraulic fluid via a common hydraulic distributor in the tensioning direction, whereby between the individual tappet cylinders and the Hy ⁇ Draulikverteiler a hydraulically actuated shut-off valve is arranged for locking the individual clamping plunger.
  • Clamping jaws are components of clamping devices, as are required, for example, in vices or vices, machine tools or machining centers for holding workpieces.
  • the pressure pieces can first be placed on any workpiece contour from an end position. After the adaptation to the workpiece contour, the individual plunger pistons are actuated by joint actuation of the individual Check valves hydraulically blocked. This gives you a mold clamping jaw that can be used repeatedly to clamp similar workpieces. When changing the contour of the workpiece, the process described above for setting the new contour must be repeated.
  • the actuation of the clamping plunger and the shut-off valves takes place by connecting an external hydraulic unit with a pump and connecting lines.
  • the function of the hydraulic mold clamping jaw is as follows: To adapt to a workpiece contour, the pressure pieces with their plungers are first moved into their initial position extended from the pressure piece by applying pressure oil to the common hydraulic distributor. In the subsequent clamping process, the mold jaw with its pressure pieces is moved against the surface to be clamped, the hydraulic distributor being opened with the shut-off valves to the tank or against an elastic pressure accumulator so that hydraulic fluid can be displaced from the clamping cylinders. After reaching the clamping position, the hydraulic shut-off valves are brought into their blocking position together. This type of actuation can only be carried out with an external hydraulic unit.
  • the object of the invention is to provide the mold jaws of the type specified in the introduction to develop further that hydraulic control is also possible without an external hydraulic unit and thus is ensured by a small size.
  • the invention is based on the idea that only a relatively low pressure is required to adapt the pressure pieces to the contour of the workpiece to be clamped, which pressure can be applied with the aid of a relatively simple displacement mechanism for the hydraulic fluid that can be operated by hand or machine.
  • the hydraulic distributor communicates with a first pressure chamber of a hydraulic adjusting cylinder which is delimited by an adjusting piston.
  • the ram cylinders and the adjusting cylinders are double-acting, the ram pistons on their piston surface opposite the hydraulic distributor being pressurized with pressure oil via a second common hydraulic distributor against the clamping direction of the pressure pieces and the second hydraulic system ⁇ distributor with the through the adjusting piston from the first Pressure chamber separated second pressure chamber of the adjustment cylinder communicates.
  • the adjusting piston is advantageously displaced relative to the adjusting cylinder by means of an adjusting mechanism which can be actuated by hand or by machine and is preferably designed as an adjusting screw, an anti-rotation element being expediently arranged between the adjusting piston and the adjusting cylinder.
  • each shut-off valve has a valve body with a control piston which can be pressurized with pressure oil on both sides and which is arranged in a control cylinder, that the shut-off valve-side piston surfaces of the tappet piston and the control piston can be pressurized with pressure oil from the common first hydraulic distributor that the control pistons on their side facing away from the shut-off valve can be pressurized with pressure oil via a third common hydraulic distributor in the closing direction of the shut-off valves and that the third hydraulic distributor communicates with a pressure chamber of a hydraulic tensioning cylinder which is delimited by a tensioning piston.
  • the tensioning cylinder is expediently designed to be single-acting in the tensioning direction, wherein the tensioning piston can be displaceable relative to the tensioning cylinder by means of an adjustment mechanism which can be operated by hand or by machine and preferably has an adjusting screw.
  • an adjustment mechanism which can be operated by hand or by machine and preferably has an adjusting screw.
  • tappet cylinders are arranged in a common tappet cylinder block
  • shut-off valves are arranged in a common, preferably screwed, valve plate connected to the tappet cylinder block,
  • control cylinders are arranged in a common control cylinder plate connected, preferably screwed, to the valve plate and closed on the side opposite the valve plate by a base plate,
  • an intermediate space forming the second hydraulic distributor is arranged between the tappet cylinder block and a cover plate which closes the tappet cylinder block on the pressure piece side and has openings for the passage of the tensioning tappet, - That between the valve plate and the base plate, a third hydraulic distributor forming space is arranged
  • the actuating cylinder block is coupled, preferably screwed, to the base plate provided with wall openings to produce a communicating connection between the pressure chambers of the adjusting cylinder and the clamping cylinder on the one hand and the hydraulic distributors on the other.
  • the base body and the workpiece are first positioned at a distance from one another and held in these positions. Then the pressure pieces are moved from their retracted position relative to the base body up to the respective stop against the workpiece surface and then locked together on the base body.
  • a mold jaw set in this way can be used for clamping a large number of similar workpieces.
  • the adaptation process only has to be initiated again when the workpiece is changed, for which purpose the pressure pieces are first shifted further into their retracted position as the starting position.
  • Figure 1 is a side view of a mold jaw with hydraulically actuated ram.
  • FIG. 2 shows a partially sectioned side view of the mold clamping jaw according to FIG. 1;
  • Fig. 3 is a section along the section line III-III of Fig. 1;
  • Fig. 4 is a section along the section line IV-IV of Fig. 1;
  • FIG. 5 shows an end view of the mold clamping jaw according to FIG. 1;
  • FIG. 6 shows a detail from FIG. 2 in an enlarged cross-sectional view.
  • the mold clamping jaw 10 shown in the drawing essentially consists of a base body 12 and a clamping surface 14 which is composed of a large number of pressure pieces 16 made of elastomeric material which can be displaced independently of one another relative to the base body 12.
  • the pressure pieces 16 are arranged at the end of each tensioning plunger 18, which is mounted in a sliding guide 20 of the base body so as to be displaceable in the stroke direction.
  • the tensioning plungers 18 engage with a plunger piston 72 arranged at their rear end a tappet cylinder 74 within the base body 12, which can be acted upon by pressure oil on the bottom side via a first hydraulic distributor 76 and the valve opening 80 delimited by the conical seat 78 of a shut-off valve 70.
  • the ram cylinders 74 can be pressurized with pressure oil in the opposite direction via a second hydraulic distributor 82.
  • the valve body 84 of the shut-off valve 70 is actuated via a control piston 90, which is guided in a control cylinder 86 and is pressurized on both sides with pressure oil from the first hydraulic distributor 76 and a third hydraulic distributor 88.
  • the base body 12 is composed of a plurality of block-shaped or disk-shaped components which are connected to one another by means of clamping screws 50 arranged distributed over the circumference.
  • the ram cylinders 74 are located in a common cylinder block 92 which is closed on the rod side by a cover plate 94 containing the slide guides 20 for the rams 18 and an intermediate plate 96 delimiting the second hydraulic distributor 82.
  • a valve plate 98 with the valve seats 78 and the valve openings 80 is located on the wide side surface of the cylinder block 92 on the bottom side.
  • a cylinder plate 102 On the side of the valve plate 98 opposite the cylinder block 92 there is a cylinder plate 102 with the control cylinders 86 for receiving ⁇ me of the control piston 90, which additionally have front-side recesses for forming the first and third hydraulic distributors 76, 88 and on the outside is closed by a base plate 106.
  • An adjusting block 110 is connected to the outside of the base plate, in which a double-acting adjusting cylinder 112 for the hydraulic actuation of the tensioning plunger 18 and a tensioning cylinder 114 for the actuation of the control piston 90 in the closing direction are arranged.
  • the adjusting cylinder 112 has two pressure chambers 118, 120 separated from one another by an adjusting piston 116, which are connected to the first hydraulic distributor 76 via the channels 122, 122- ', 122 "' and to the second via the channels 124, 124 ', 124" Hydraulic distributor 82 communicates.
  • the actuation of the adjusting piston 116 takes place via an adjusting screw 128 mounted with its head 126 so as to be displaceably fixed in the adjusting block 110, which engages with its thread in a threaded sleeve 130 connected to the adjusting piston 116 in a rotationally and displaceably fixed manner
  • guide pin 134 ensures that the adjusting piston 116 is secured against rotation within the adjusting cylinder 112.
  • a clamping piston 136 is arranged in the clamping cylinder 114 and can be displaced in the screw cylinder by means of a screw mechanism.
  • the screw mechanism comprises a square bolt 140 with its head 138 rotatably and displaceably mounted in the adjusting block 110, which engages in a square opening 142 of a threaded plunger 146 rigidly connected to the tensioning piston 136 and guided in a threaded bore 144 of the adjusting block 110.
  • the bottom-side pressure chamber 148 of the clamping cylinder 114 filled with pressure oil communicates via the channel 150 with the third hydraulic distributor 88 and the control cylinders 86.
  • the clamping cylinder 114 is vented to the atmosphere via a transverse bore 152.
  • the tensioning piston 136 of the tensioning cylinder 114 is also shown in FIG. 4 in its end position, in which the pressure oil is displaced from the pressure chamber 148 on the bottom via the third hydraulic distributor 88 into the control cylinder 86, so that the valve bodies 84 are pressed against their seats 78 and close the valve openings 80 from the first hydraulic distributor 76 to the ram cylinders 74.
  • the pressure pieces 16 must first are pushed back into their retracted starting position with their tensioning plungers 18.
  • the valve openings 80 are to be opened by lifting the valve bodies 84 off the valve seats 78, by pulling the tensioning piston 136 back from its end position shown in FIG. 4 by actuating the screw mechanism 138, 144, 146.
  • pressure oil is sucked into the pressure chamber 148 via the third hydraulic distributor 88 and the channel 150. Only now can the plungers 18 be pulled from the end position shown in FIG. 4 into the inwardly retracted end position of the adjusting piston 116 by actuating the adjusting screw 128 of the adjusting cylinder 112.
  • Pressure oil from the rod-side pressure chamber 120 passes through the second hydraulic distributor 82 into the tappet cylinder 74, while on the opposite side of the tappet piston 72 the pressure oil from the piston cylinder 74 via the valve opening 80 and the hydraulic distributor 76 into the bottom-side pressure chamber 118 of the adjusting cylinder 112 is displaced.
  • the mold clamping jaw 10 with the clamping plungers 18 completely retracted into the base body 12 is then positioned in the vicinity of the workpiece to be clamped and clamped relative to it.
  • the clamping plungers 18 can now be moved from their retracted end position in the direction of the workpiece with little pressure, until the pressure pieces 16 individually strike against the workpiece surface.
  • the pressure equalization within the hydraulic Distributor 76, 82 ensures that, despite the fact that individual plungers are struck, the other plungers can continue to be moved in the direction of the workpiece surface until finally the last plunger also strikes the latter. This state can be recognized from an abrupt increase in torque when the adjusting screw 128 is turned.
  • the adaptation process can be terminated automatically if a predetermined torque is exceeded.
  • the shut-off valves 70 are then closed via the clamping cylinder 114.
  • the adaptation of the clamping surface 14 is expediently carried out directly in a clamping device in which the workpiece is to be clamped subsequently. With the adjusted clamping surface, any number of workpieces of the same type can be clamped. The process described above for adapting the clamping surface to the new workpiece must only be repeated when the workpiece is changed.
  • the invention relates to a mold clamping jaw for a clamping device with a base body 12 and a clamping surface 14 arranged on the base body and adaptable to the surface contour of a workpiece.
  • the clamping surface 14 is made of a plurality of hydraulic elements which can be displaced relative to the base body 12 and on this in one Clamping position hydraulically lockable pressure pieces 16 assembled.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit einem Grundkörper (12) und einer am Grundkörper angeordneten, an die Oberflächenkontur eines Werkstücks anpaßbaren Spannfläche (14). Um mit einfachen Mitteln eine Anpassung der Spannfläche (14) des Formspannbackens (10) an die Oberflächenkontur des Werkstücks zu ermöglichen, ist die Spannfläche (14) aus einer Vielzahl von relativ zum Grundkörper (12) mit hydraulischen Mitteln verschiebbaren und an diesem in einer Spannstellung hydraulisch arretierbaren Druckstücken (16) zusammengesetzt.

Description

Formspannbacken für eine Spannvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit einem Grundkörper und einer am Grundkörper angeordneten, unter Anpassung- an die Ober¬ flächenkontur eines Werkstücks anpaßbaren Spannfläche, die aus einer Vielzahl von relativ zum Grundkörper un¬ abhängig voneinander verschiebbaren, mit je einem Spann¬ stößel in einer Schubführung des Grundkörpers geführten Druckstücken zusammengesetzt ist, welche Spannstößel je einen in einen Stößelzylinder des Grundkörpers eingrei¬ fenden Stößelkolben tragen und welche Stößelzylinder über einen gemeinsamen Hydraulikverteiler in Spannrich¬ tung mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar sind, wo¬ bei zwischen den einzelnen Stößelzylinder und dem Hy¬ draulikverteiler jeweils ein hydraulisch betätigbares Absperrventil zur Arretierung der einzelnen Spannstößel angeordnet ist.
Spannbacken sind Bestandteile von Spannvorrichtungen, wie sie beispielsweise in Schraub- oder Spannstöcken, Werkzeugmaschinen oder Bearbeitungszentren zum Festhal¬ ten von Werkstücken benötigt werden. Bei einem Form¬ spannbacken der eingangs angegebenen Art lassen sich die Druckstücke zunächst von einer Endstellung aus an eine beliebige Werkstückkontur anlegen. Nach dem Anpas¬ sen an die Werkstückkontur werden die einzelnen Stößel¬ kolben durch gemeinsame Betätigung der einzelnen Ab- Sperrventile hydraulisch blockiert. Dadurch erhält man einen Formspannbacken, der wiederholt zur Einspannung gleichartiger Werkstücke verwendet werden kann. Bei ei¬ nem Konturwechsel des Werkstücks muß der vorstehend be¬ schriebene Vorgang für die Einstellung der neuen Kontur wiederholt werden.
Bei einem von der Anmelderin früher vorgeschlagenen Formspannbacken erfolgt die Betätigung der Spannstößel und der Absperrventile durch Anschluß eines externen Hydraulikaggregats mit Pumpe und Anschlußleitungen. Die Funktion des hydraulischen Formspannbackens ist dabei wie folgt: Zur Anpassung an eine Werkstückkontur werden die Druckstücke mit ihren Spannstößeln bei geöffneten Absperrventilen zunächst durch Beaufschlagen des ge¬ meinsamen Hydraulikverteilers mit Drucköl in ihre aus dem Druckstück ausgefahrene Ausgangsstellung verscho¬ ben. Beim anschließenden Spannvorgang wird der Form¬ spannbacken mit seinen Druckstücken gegen die einzu¬ spannende Oberfläche bewegt, wobei der Hydraulikvertei¬ ler bei geöffneten Absperrventilen zum Tank oder gegen eine elastischen Druckspeicher so geöffnet ist, daß Hy¬ draulikflüssigkeit aus den Spannzylindern verdrängt werden kann. Nach Erreichen der Spannstellung werden die hydraulischen Absperrventile gemeinsam in ihre Sperrstellung gebracht. Diese Betätigungsart ist nur mit einem externen Hydraulikaggregat ausführbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Form¬ spannbacken der eingangs angegebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine hydraulische Ansteuerung auch ohne externes Hydraulikaggregat möglich und da¬ durch eine geringe Baugröße gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil¬ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß zur Anpas¬ sung der Druckstücke an die Kontur des einzuspannenden Werkstücks nur ein relativ geringer Druck erforderlich ist, der mit Hilfe eines relativ einfachen, von Hand oder maschinell betätigbaren Verdrängungsmechanismus für die Hydraulikflüssigkeit aufgebracht werden kann. Entsprechendes gilt für die hydraulische Betätigung des Absperrventils. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Hydraulikverteiler mit einem ersten, durch einen Verstellkolben begrenzten Druckraum eines hydraulischen Verstellzylinders kommu¬ niziert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Stößelzylinder und der Verstellzylinder dop¬ peltwirkend ausgebildet, wobei die Stößelkolben an ih¬ rer dem Hydraulikverteiler gegenüberliegenden Kolben¬ fläche über einen zweiten gemeinsamen Hydraulikvertei¬ ler entgegen der Spannrichtung der Druckstücke mit Drucköl beaufschlagbar sind und der zweite Hydraulik¬ verteiler mit dem durch den Verstellkolben vom ersten Druckraum getrennten zweiten Druckraum des Verstellzy- linders kommuniziert.
Der Verstellkolben wird vorteilhafterweise mittels ei¬ nes von Hand oder maschinell betätigbaren, vorzugsweise als Versteilschraube ausgebildeten Verstellmechanismus relativ zum Verstellzylinder verschoben, wobei zweck¬ mäßig zwischen dem Verstellkolben und dem Verstellzy¬ linder ein Verdrehsicherungsglied angeordnet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß jedes Absperrventil einen Ventilkörper mit einem zweiseitig mit Drucköl beaufschlagbaren, in einem Steuerzylinder angeordneten Steuerkolben aufweist, daß die absperrventilseitigen Kolbenflächen der Stößel¬ kolben und der Steuerkolben mit Drucköl aus dem gemein¬ samen ersten Hydraulikverteiler beaufschlagbar sind, daß die Steuerkolben auf ihrer dem Absperrventil abge¬ wandten Seite über einen dritten gemeinsamen Hydraulik¬ verteiler in Schließrichtung der Absperrventile mit Drucköl beaufschlagbar sind und daß der dritte Hydrau¬ likverteiler mit einem durch einen Spannkolben begrenz¬ ten Druckraum eines hydraulischen Spannzylinders kommu¬ niziert. Der Spannzylinder ist dabei zweckmäßig in Spannrichtung einfachwirkend ausgebildet, wobei der Spannkolben mittels eines von Hand oder maschinell be¬ tätigbaren, vorzugsweise eine Verstellschraube aufwei¬ senden Verstell echanismus relativ zum Spannzylinder verschiebbar sein kann. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Verstellzylinder und der Spannzylin¬ der in einem gemeinsamen Stellzylinderblock angeordnet sind.
Eine sehr kompakte, fertigungs- und wartungsfreundliche Anordnung wird dadurch erzielt,
- daß die Stößelzylinder in einem gemeinsamen Stößelzy- linderblock angeordnet sind,
- daß die Absperrventile in einer gemeinsamen, mit dem Stößelzylinderblock verbundenen, vorzugsweise ver¬ schraubten Ventilplatte angeordnet sind,
- daß die Steuerzylinder in einem gemeinsamen, mit der Ventilplatte verbundenen, vorzugsweise verschraubten, auf der der Ventilplatte gegenüberliegenden Seite durch eine Grundplatte verschlossenen Steuerzylinder¬ platte angeordnet sind,
- daß zwischen Ventilplatte und Stößelzylinderblock ein den ersten Hydraulikverteiler bildender freier Zwi¬ schenraum angeordnet ist,
- daß zwischen dem Stößelzylinderblock und einer den Stößelzylinderblock druckstückseitig verschließenden, Durchbrüche für den Druchgriff der Spannstößel auf¬ weisenden Deckplatte ein den zweiten Hydraulivertei¬ ler bildender Zwischenraum angeordnet ist, - daß zwischen der Ventilplatte und der Grundplatte ein den dritten Hydraulikverteiler bildender Zwischenraum angeordnet ist
- und daß der Stellzylinderblock an der mit Wanddurch¬ brüchen versehenen Grundplatte unter Herstellung ei¬ ner kommunizierenden Verbindung zwischen den Druck¬ räumen des Verstellzylinders und des Spannzylinders einerseits und den Hydraulikverteilern andererseits angekoppelt, vorzugsweise angeschraubt ist.
Bei der Anpassung der Spannfläche des Formspannbackens an die Oberfläche eines einzuspannenden Werkstückes werden zunächst der Grundkörper und das Werkstück im Abstand voneinander positioniert und in diesen Positio¬ nen festgehalten. Anschließend werden die Druckstücke von ihrer eingefahrenen Position aus relativ zum Grund¬ körper bis zum jeweiligen Anschlag gegen die Werkstück¬ oberfläche verschoben und sodann gemeinsam am Grundkör¬ per arretiert. Ein auf diese Weise eingestellter Form¬ spannbacken kann zum Einspannen einer Vielzahl gleich¬ artiger Werkstücke verwendet werden. Erst bei einem Werkstückwechsel muß der Anpassungsvorgang neu einge¬ leitet werden, wozu zunächst die Druckstücke weiter in ihre eingefahrene Position als Ausgangslage verschoben werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh- rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Formspannbackens mit hydraulisch betätigbaren Spannstößeln;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Formspannbackens nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III der Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 1;
Fig. 5 eine Stirnseitenansicht des Formspannbackens nach Fig. 1;
Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößerter ge¬ schnittener Darstellung.
Der in der Zeichnung dargestellte Formspannbacken 10 besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 12 und einer Spannfläche 14, die aus einer Vielzahl von unab¬ hängig voneinander relativ zum Grundkörper 12 verschieb¬ baren Druckstücken 16 aus elastomerem Material zusam¬ mengesetzt ist. Die Druckstücke 16 sind am Ende je ei¬ nes Spannstößels 18 angeordnet, der in einer Schubfüh¬ rung 20 des Grundkörpers in Hubrichtung verschiebbar gelagert ist. Die Spannstößel 18 greifen mit einem an ihrem rückwärtigen Ende angeordneten Stößelkolben 72 in einen Stößelzylinder 74 innerhalb des Grundkörpers 12 ein, der bodenseitig über einen ersten Hydraulikvertei¬ ler 76 und die durch den konischen Sitz 78 eines Ab¬ sperrventils 70 begrenzte Ventilöffnung 80 mit Drucköl beaufschlagbar ist. An ihrem stangenseitigen Ende sind die Stößelzylinder 74 über einen zweiten Hydraulikver¬ teiler 82 mit Drucköl in der Gegenrichtung beaufschlag¬ bar. Der Ventilkörper 84 des Absperrventils 70 wird über einen in einem Steuerzylinder 86 geführten, zwei¬ seitig mit Drucköl aus dem ersten Hydraulikverteiler 76 und einem dritten Hydraulikverteiler 88 beaufschlagba¬ ren Steuerkolben 90 betätigt.
Der Grundkörper 12 ist aus mehreren block- oder schei¬ benförmigen Bauteilen zusammengesetzt, die durch mehre¬ re über den Umfang verteilt angeordnete Spannschrauben 50 miteinander verbunden sind. Die Stößelzylinder 74 befinden sich dabei in einem gemeinsamen Zylinderblock 92, der stangenseitig durch eine die Schubführungen 20 für die Stößel 18 enthaltende Deckplatte 94 und eine den zweiten Hydraulikverteiler 82 begrenzende Zwischen¬ platte 96 verschlossen ist. An der bodenseitigen Breit¬ seitenfläche des Zylinderblocks 92 befindet sich eine Ventilplatte 98 mit den Ventilsitzen 78 und den Ventil¬ öffnungen 80. Auf der dem Zylinderblock 92 gegenüberlie¬ genden Seite der Ventilplatte 98 befindet sich eine Zy¬ linderplatte 102 mit den Steuerzylindern 86 zur Aufnah¬ me der Steuerkolben 90, die zusätzlich mit stirnseiti¬ gen Ausnehmungen zur Bildung des ersten und des dritten Hydraulikverteilers 76,88 versehen und außenseitig durch eine Grundplatte 106 verschlossen ist. An der Außenseite der Grundplatte ist ein Stellblock 110 ange¬ schlossen, in welchem ein doppeltwirkender Verstellzy- linder 112 für die hydraulische Betätigung der Spann¬ stößel 18 und ein Spannzylinder 114 für die Betätigung der Steuerkolben 90 in Schließrichtung angeordnet sind. Der Verstellzylinder 112 weist zwei durch einen Ver¬ stellkolben 116 voneinander getrennte Druckräume 118, 120 auf, die über die Kanäle 122,122-' ,122" ' mit dem er¬ sten Hydraulikverteiler 76 und über die Kanäle 124,124', 124' ' mit dem zweiten Hydraulikverteiler 82 kommunizie¬ ren. Die Betätigung des Verstellkolbens 116 erfolgt über eine mit ihrem Kopf 126 verschiebefest im Stell¬ block 110 gelagerte Verstellschraube 128, die mit ihrem Gewinde in eine dreh- und verschiebefeεt mit dem Ver¬ stellkolben 116 verbundene Gewindehülse 130 eingreift. Ein mit seinem einen Ende im Verstellblock 110 veran¬ kerter und mit seinem anderen Ende in einen Führungszy¬ linder 132 des Verstellkolbens eingreifender Führungs¬ stift 134 sorgt für eine Verdrehsicherung des Verstell¬ kolbens 116 innerhalb des Verstellzylinders 112.
In dem Spannzylinder 114 ist ein Spannkolben 136 ange¬ ordnet, der über einen Schraubmechanismus im Schraubzy¬ linder verschiebbar ist. Der Schraubmechanismus umfaßt einen mit seinem Kopf 138 im Stellblock 110 drehbar und verschiebefest gelagerten Vierkantbolzen 140, der in eine Vierkantöffnung 142 eines mit dem Spannkolben 136 starr verbundenen und in einer Gewindebohrung 144 des Stellblocks 110 geführten Gewindestößels 146 eingreift. Der mit Drucköl gefüllte bodenseitige Druckraum 148 des Spannzylinders 114 kommuniziert über den Kanal 150 mit dem dritten Hydraulikverteiler 88 und den Steuerzylin¬ dern 86. Auf der Stangenseite ist der Spannzylinder 114 über eine Querbohrung 152 zur Atmosphäre hin ent¬ lüftet.
In Fig. 4 ist der Verstellkolben 116 in seiner Endstel¬ lung dargestellt, in der das Drucköl aus dem bodensei- tigen Druckraum 118 vollständig über den ersten Hydrau¬ likverteiler 76 in Vorschubrichtung in die Stößelzylin¬ der 74 verdrängt ist. Dementsprechend befinden sich in dieser Stellung die Spannstößel 18 in ihrer aus dem Grundkörper herausgeschobenen Endstellung (vgl. Fig. 2 und 6) . Das auf der Seite des zweiten Hydraulikvertei¬ lers 82 befindliche Drucköl sammelt sich in dieser End¬ stellung im stangenseitigen Druckraum 120 des Verstell- zylinders 112.
Auch der Spannkolben 136 des Spannzylinders 114 ist in Fig. 4 in seiner Endstellung dargestellt, in welcher das Drucköl aus dem bodenseitigen Druckraum 148 über den dritten Hydraulikverteiler 88 in die Steuerzylinder 86 verdrängt ist, so daß die Ventilkörper 84 gegen ihre Sitze 78 angepreßt werden und die Ventilöffnungen 80 vom ersten Hydraulikverteiler 76 zu den Stoßelzylindern 74 verschließen.
Zum Anpassen der Spannfläche 14 an eine einzuspannende Werkstückoberfläche müssen zunächst die Druckstücke 16 mit ihren Spannstößeln 18 in ihre eingezogene Ausgangs¬ lage zurückverschoben werden. Hierzu sind die Ventilöff¬ nungen 80 durch Abheben der Ventilkörper 84 von den Ventilsitzen 78 zu öffnen, indem der Spannkolben 136 durch Betätigen des Schraubmechanismus 138,144,146 von seiner in Fig. 4 gezeigten Endstellung zurückgezogen wird. Dadurch wird Drucköl über den dritten Hydraulik¬ verteiler 88 und den Kanal 150 in den Druckraum 148 angesaugt. Erst jetzt können die Spannstößel 18 durch Betäti-gen der Versteilschraube 128 des Verstellzylin- ders 112 von der in Fig. 4 gezeigten Endstellung in die nach innen zurückgezogene Endstellung des Verstellkol¬ bens 116 eingezogen werden. Dabei gelangt Drucköl aus dem stangenseitigen Druckraum 120 über den zweiten Hy¬ draulikverteiler 82 in die Stößelzylinder 74, während auf der gegenüberliegenden Seite der Stößelkolben 72 das Drucköl aus den Stoßelzylindern 74 über die Ventil¬ öffnung 80 und den Hydraulikverteiler 76 in den boden- seitigen Druckraum 118 des Verstellzylinders 112 ver¬ drängt wird.
Der Formspannbacken 10 mit vollständig in den Grundkör¬ per 12 zurückgezogenen Spannstößeln 18 wird sodann in der Nähe des einzuspannenden Werkstücks positioniert und relativ zu diesem festgespannt. Durch Betätigen der Versteilschraube 128 können nun die Spannstößel 18 aus ihrer zurückgezogenen Endstellung in Richtung Werkstück unter geringem Druckaufwand verschoben werden, bis die Druckstücke 16 einzeln gegen die Werkstückoberfläche anschlagen. Der Druckausgleich innerhalb der Hydraulik- Verteiler 76,82 sorgt dafür, daß trotz Anschlagens ein¬ zelner Stößel die übrigen Stößel in Richtung Werkstück¬ oberfläche weiterbewegt werden können, bis schließlich auch der letzte Stößel an dieser anschlägt. Dieser Zu¬ stand ist an einer abrupten Drehmomenterhöhung beim Verdrehen der Verstellschraube 128 erkennbar. Dement¬ sprechend kann der Anpassungsvorgang bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments gegebenenfalls selbsttä¬ tig beendet werden. Um die dabei eingestellte Spannflä¬ che zu arretieren, werden im Anschluß daran die Absperr¬ ventile 70 über den Spannzylinder 114 geschlossen. Die Anpassung der Spannfläche 14 wird zweckmäßig unmittel¬ bar in einer SpannVorrichtung vorgenommen, in der im Anschluß daran das Werkstück eingespannt werden soll. Mit der einmal angepaßten Spannfläche können beliebig viele Werkstücke gleicher Art gespannt werden. Erst wenn ein Werkstückwechsel erfolgt, ist das vorstehend beschriebene Verfahren zur Anpassung der Spannfläche an das neue Werkstück zu wiederholen.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin¬ dung bezieht sich auf einen Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit einem Grundkörper 12 und einer am Grundkörper angeordneten, an die Oberflächenkontur ei¬ nes Werkstücks anpaßbaren Spannfläche 14. Um mit ein¬ fachen Mitteln eine Anpassung der Spannfläche 14 des Formspannbackens 10 an die Oberflächenkontur des Werk¬ stücks zu ermöglichen, ist die Spannfläche 14 aus einer Vielzahl von relativ zum Grundkörper 12 mit hydrauli¬ schen Mitteln verschiebbaren und an diesem in einer Spannstellung hydraulisch arretierbaren Druckstücken 16 zusammengesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit einem Grundkörper (12) und einer am Grundkörper angeord¬ neten, unter Anpassung an die Oberflächenkontur ei¬ nes Werkstücks anpaßbaren Spannfläche (14) , die aus einer Vielzahl von relativ zum Grundkörper (12) unabhängig voneinander verschiebbaren, mit je einem Spannstößel (18) in einer Schubführung (20) des Grundkörpers (12) geführten Druckstücken (16) zu¬ sammengesetzt ist, welche Spannstößel (18) je einen in einen Stößelzylinder (74) des Grundkörpers (12) eingreifenden Stößelkolben (72) tragen und welche Stößelzylinder (74) über einen gemeinsamen Hydrau¬ likverteiler (76) in Spannrichtung mit Hydraulik¬ flüssigkeit beaufschlagbar sind, wobei zwischen den einzelnen Stoßelzylindern (74) und dem Hydraulik¬ verteiler (76) jeweils ein hydraulisch betätigbares Absperrventil (70) zur Arretierung der einzelnen Spannstößel (18) angeordnet ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Hydraulikverteiler (76) mit einem ersten, durch einen Verstellkolben (116) begrenzten Druckraum eines hydraulischen Verstellzylinders (112) kommuniziert.
2. Formspannbacken nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Stößelzylinder (74) und der Ver- stellzylinder (112) doppeltwirkend sind, wobei die Stößelkolben (72) an ihrer dem Hydraulikverteiler (76) gegenüberliegenden Kolbenfläche über einen zweiten gemeinsamen Hydraulikverteiler (82) mit Drucköl beaufschlagbar sind und der zweite Hydrau¬ likverteiler (82) mit dem durch den Verstellkolben (116) vom ersten Druckraum (118) getrennten zweiten Druckraum (120) des Verstellzylinders (112) kommu¬ niziert.
3. Formspannbacken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Verstellkolben (116) mittels eines von Hand oder maschinell betätigbaren, vor¬ zugsweise eine Verstellschraube (128) aufweisenden Verstellmechanismus relativ zum Verstellzylinder (112) verschiebbar ist.
4. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verstellkolben (116) und Verstellzylinder (112) ein Verdrehsiche- rungsglied (132,134) angeordnet ist.
5. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrventil (70) einen Ventilkörper (84) mit einem zweiseitig mit Drucköl beaufschlagbaren, in einem SteuerZylin¬ der (86) angeordneten Steuerkolben (90) aufweist, daß die absperrventilseitigen Kolbenflächen der Stößelkolben (72) und der Steuerkolben (90) mit Drucköl aus dem gemeinsamen ersten Hydraulikvertei¬ ler (76) beaufschlagbar sind, daß die Steuerkolben (90) auf ihrer dem Absperrventil (70) abgewandten Seite über einen gemeinsamen dritten Hydraulikver- teuer (88) in Schließrichtung der Absperrventile (70) mit Drucköl beaufschlagbar sind und daß der dritte Hydraulikverteiler (88) mit einem durch ei¬ nen Spannkolben (136) begrenzten Druckraum (148) eines hydraulischen Spannzylinders (114) kommuni¬ ziert.
Formspannbacken nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Spannzylinder (114) in Spannrich¬ tung einfachwirkend ausgebildet ist.
Formspannbacken nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Spannkolben (136) mittels ei¬ nes von Hand oder maschinell betätigbaren, vorzugs¬ weise ein Schraubglied (144,146) aufweisenden Ver¬ stellmechanismus (138,140,142,144,146) relativ zum Spannzylinder (114) verschiebbar ist.
Formspannbacken nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellzylinder (112) und der Spannzylinder (114) in einem gemein¬ samen Stellblock (110) angeordnet sind.
Formspannbacken nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelzylinder (74) in einem gemeinsamen Stößelzylinderblock (92) ange¬ ordnet sind, daß die Absperrventile (70) in einer gemeinsamen, mit dem Stößelzylinderblock (92) ver¬ bundenen, vorzugsweise verschraubten Ventilplatte (98) angeordnet sind, daß die Steuerzylinder (86) in einer gemeinsamen, mit der Ventilplatte (98) verbundenen, vorzugsweise verschraubten, auf der der Ventilplatte (98) gegenüberliegenden Seite durch eine Grundplatte (106) verschlossenen Steuer¬ zylinderplatte (102) angeordnet sind, daß zwischen Ventilplatte (98) und Stößelzylinderplatte (92) ein den ersten Hydraulikverteiler (76) bildender freier Zwischenraum angeordnet ist, daß zwischen dem Stößelzylinderblock (92) und einer den Stößelzylin¬ derblock druckseitig verschließenden, Durchbrüche (20) für den Durchgriff der Spannstößel aufweisen¬ den Deckplatte (94) ein den zweiten Hydraulikver¬ teiler (82) bildender Zwischenraum angeordnet ist, daß zwischen der Ventilplatte (98) und der Grund¬ platte (106) ein den dritten Hydraulikverteiler (88) bildender Zwischenraum angeordnet ist und daß der Stellblock (110) an der mit Wanddurchbrüchen (122' ,124/ ,150 ) versehenen Grundplatte unter Her¬ stellung einer kommunizierenden Verbindung zwischen den Druckräumen (118,120) des Verstellzylinders (112) und des Spannzylinders (114) einerseits und den Hydraulikverteilern (76,82,88) andererseits an¬ gekoppelt, vorzugsweise angeschraubt ist.
10. Verfahren zur Anpassung der Spannfläche eines Form¬ spannbackens an die Oberfläche eines einzuspannen¬ den Werkstücks, bei welchem eine Vielzahl von die Spannfläche bildenden Druckstücken (16) unter An¬ passung an die Werkstückoberfläche relativ zu einem Grundkörper (12) des Formspannbackens (10) verscho- ben und sodann am Grundkörper arretiert werden, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) und das Werkstück im Abstand voneinander positioniert und in diesen Positionen festgehalten werden und daß die Druckstücke (16) anschließend von einer in den Grundkörper eingezogenen Ausgangsstellung aus relativ zum Grundkörper bis zum jeweiligen Anschlag gegen die Werkstückoberfläche verschoben und sodann gemeinsam am Grundkörper arretiert werden.
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