CH691042A5

CH691042A5 - Plug clamp coupling for docking units at a machine tool carrier plate has a sprung ring clamping piston with clamping balls which can be retracted by clamping pins on release through compressed air acting on the ring piston

Info

Publication number: CH691042A5
Application number: CH34599A
Authority: CH
Inventors: Johann Good
Original assignee: Johann Good
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2001-04-12

Abstract

The plug clamp coupling, to clamp a variety of docking units at a carrier plate for machine tools, etc., has a sprung ring clamping piston (7) with an integrated cone (21), together with clamping balls (10) in a circle of drillings (11) and clamping pins (12). On the application of compressed air to the piston (7), at 6-7 bar, it is pressed upwards and the clamping balls (10) are relieved to release their grip. As the docking unit is pulled clear, the balls (10) are retracted into a ring chamber (22) by the clamping pins (12). Simultaneously, the locking piston bush (14) is pushed by its spring (15) into the drilling (24) of the ball clamping bush (4) and limited by a shoulder to retain the balls (10) while the O-ring (23) seals the housing (1).

Description

       

  



  Bei bekannten Steckspannkupplungen wird in der Regel mit hydraulischer Kraft (von 60-100 bar) ein Tellerfederpaket vorgespannt. Nachteilig ist bei diesen Produkten, dass sie zusätzlich teure hydraulische Aggregate benötigen und die Installationen viel aufwändiger und komplexer sind. Zudem sind diese Produkte im gekoppelten Zustand nur über das Tellerfederpaket vorgespannt. Weiter sind die Spannkugeln im entkoppelten Zustand offengelegt, und deshalb nicht vor Verschmutzung geschützt, was zu Betriebsstörungen führen kann.

   Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckspannkupplung nach Anspruch 1 zu schaffen, welche eine kraftvolle Spannung durch ein Druckfederpaket (8) über einen Konus (21) im Ringspannkolben (7) erzeugt, und somit die Andockplatte einer Andockeinheit (13) mit dem angeschraubten Spannzapfen (12) über die Spannkugeln (10) formschlüssig verbindet und mechanisch verriegelt. Durch Zuführen von Druckluft von 6-7 bar in den Ringzylinderraum (6) wird die Andockeinheit (13) sekundenschnell entkuppelt. Durch das Herausziehen der Andockeinheit (13), wird die Steckspannkupplung automatisch über die Schliessfeder (15) durch die Schliesskolbenbüchse (14) und durch den O-Ring (23) in der Bohrung (24) der Kugelspannbüchse (4) abgedichtet.

   Die einfache Konstruktion erlaubt, dass sämtliche Innenteile im Gehäuse (1) durch den Abschlussdeckel (5) zentriert und durch Verbinden mit den Schrauben (32) abgestützt werden. Dadurch entsteht eine kompakte Steckspannkupplung, welche auf engem Raum gebaut wird und sehr leicht montierbar ist. Speziell zu erwähnen ist, dass diese Steckspannkupplung in allen Lagen ein- und aufgebaut werden kann, und somit die Einsatzmöglichkeiten fast unbeschränkt sind. Da die Spannkraft über ein Druckfederpaket (8) wirkt, kann sie auch auf Rotationsmaschinen problemlos eingesetzt werden. Die Ausbildungsmerkmale, welche diese Aufgabe ermöglichen, sind der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen zu entnehmen.

   Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellt: 
 
   Fig. 1 Steckspannkupplung mit verschraubtem Spannzapfen (12), an der Andockplatte (13), in gekuppeltem Zustand im Schnitt. 
   Fig. 2 Steckspannkupplung in entkuppeltem und druckbeaufschlagtem Zustand mit vorgespanntem Druckfederpaket (8) und geschlossener und abgedichteter Schliesskolbenbüchse (14) im Schnitt. 
   Fig. 3 Im entkuppelten und druckluftlosen Zustand wird die Schliesskolbenbüchse (14) durch die Schliesskraft der Schliessfeder (15) über die Spannkugeln (10) gespannt und verriegelt (im Schnitt). 
 



  In einem einsatzgehärteten Zylindergehäuse (1) mit integrierter Zylinderbohrung (2) sowie einer Versatzbohrung (3), in welcher eine Kugelspannbüchse (4) eingeschoben ist, die stirnseitig durch den O-Ring (26) abgedichtet wird und auf der Rückseite in der Bohrung (27) vom Abschlussdeckel (5) zentriert, welcher in der Zylinderbohrung (17) zentriert ist sowie durch die Schrauben (32) verbunden ist. Dadurch entsteht ein geschlossener Ringzylinderraum (6), welcher durch den schwimmenden Ringspannkolben (7) in den Ringzylinderraum (6) und den Druckfederraum (33) aufgeteilt wird. Der Ringzylinderraum (6) ist durch den O-Ring (26) in der Kugelspannbüchse (4) und den O-Ringen (19 und 20) im Ringkolben (7) abgedichtet.

   Im Ringspannkolben (7) ist ein Druckfederpaket (8) gelagert, das dieses in luftdrucklosem Zustand achsial nach unten schiebt und die in der Ringkammer (22) befindenden Spannkugeln (10) über den Konus (21) mit erhöhter Kraft durch die in der Kugelspannbüchse (4) radial angeordneten Kugelbohrungen (11) unter den Spannzapfenhals (16) drückt und diese unten an den Kugelbohrungen (11) abgestützt werden und dadurch die Andockplatte (13) mit verschraubtem Spannzapfen (12) mit der Steckspannkupplung formschlüssig verbindet und verriegelt. Bei druckluftbeaufschlagtem Ringspannkolben (7) (6-7 bar) wird dieser achsial in die oberste Stellung gedrückt und dadurch das Druckfederpaket (8) auf den nächsten Schliessprozess vorgespannt und gleichzeitig werden die Spannkugeln (10) entlastet.

   Durch Herausziehen des Spannzapfens (12) mit der Andockplatte (13) werden die Spannkugeln (10) wieder in die freistehende Ringkammer (22) zurückgeschoben und gleichzeitig die vorgespannte Schliesskolbenbüchse (14) in die Bohrung (24) der Kugelspannbüchse (4) gedrückt, wodurch die Spannkugeln (10) abgedeckt und gesichert sind, und das Gehäuse (1) durch den O-Ring (23) abgedichtet wird. Durch das Abschalten der Druckluft wird der Ringspannkolben (7) wieder achsial nach unten geschoben und die Spannkugeln (10) über die 45 DEG Facette (31) in die Rille (25) der Schliesskolbenbüchse (14) gedrückt und dadurch diese mechanisch verriegelt.



  



  In known plug-in couplings, a disk spring assembly is usually preloaded with hydraulic force (from 60-100 bar). The disadvantage of these products is that they also require expensive hydraulic units and that the installations are much more complex and complex. In addition, these products are only pretensioned via the disc spring package when coupled. The decoupling balls are also exposed in the uncoupled state and are therefore not protected against contamination, which can lead to malfunctions.

   It is therefore an object of the present invention to provide a plug-in coupling according to claim 1, which generates a powerful tension through a compression spring assembly (8) via a cone (21) in the annular tensioning piston (7), and thus the docking plate of a docking unit (13) with the screwed-on clamping pin (12) via the clamping balls (10) in a positive connection and mechanically locked. The docking unit (13) is uncoupled in a matter of seconds by supplying compressed air of 6-7 bar to the ring cylinder chamber (6). By pulling out the docking unit (13), the plug-in coupling is automatically sealed by the closing spring (15) through the closing piston bush (14) and by the O-ring (23) in the bore (24) of the ball clamping bush (4).

   The simple construction allows all inner parts in the housing (1) to be centered by the end cover (5) and to be supported by connecting with the screws (32). This creates a compact plug-in coupling, which is built in a confined space and is very easy to assemble. It should be mentioned in particular that this plug-in coupling can be installed and installed in all positions, and the application possibilities are therefore almost unlimited. Since the clamping force acts via a compression spring assembly (8), it can also be used on rotary machines without any problems. The training features that enable this task can be found in the following description and the patent claims.

   The exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings in FIGS. 1 to 3:
 
   Fig. 1 plug-in coupling with screwed clamping pin (12) on the docking plate (13), in the coupled state in section.
   Fig. 2 plug-in coupling in the uncoupled and pressurized state with pretensioned compression spring assembly (8) and closed and sealed closing piston sleeve (14) in section.
   Fig. 3 In the uncoupled and compressed air-free state, the closing piston sleeve (14) is tensioned and locked (on average) by the closing force of the closing spring (15) over the clamping balls (10).
 



  In a case-hardened cylinder housing (1) with an integrated cylinder bore (2) as well as an offset bore (3), in which a spherical clamping bush (4) is inserted, which is sealed on the front side by the O-ring (26) and on the back in the bore ( 27) centered on the end cover (5), which is centered in the cylinder bore (17) and is connected by the screws (32). This creates a closed ring cylinder chamber (6) which is divided into the ring cylinder chamber (6) and the compression spring chamber (33) by the floating ring clamping piston (7). The ring cylinder chamber (6) is sealed by the O-ring (26) in the ball bushing (4) and the O-rings (19 and 20) in the ring piston (7).

   A compression spring assembly (8) is mounted in the ring tensioning piston (7), which pushes it axially downwards in the unpressurized state and the tensioning balls (10) located in the ring chamber (22) via the cone (21) with increased force by the in the spherical clamping bush ( 4) presses the radially arranged ball bores (11) under the clamping pin neck (16) and these are supported at the bottom on the ball bores (11), thereby positively connecting and locking the docking plate (13) with the screwed clamping pin (12) to the plug-in coupling. When the ring-tensioning piston (7) (6-7 bar) is pressurized with air, it is pressed axially into the uppermost position, thereby preloading the compression spring assembly (8) for the next closing process and simultaneously relieving the tensioning balls (10).

   By pulling out the clamping pin (12) with the docking plate (13), the clamping balls (10) are pushed back into the free-standing annular chamber (22) and at the same time the preloaded closing piston bushing (14) is pressed into the bore (24) of the ball clamping bushing (4) the clamping balls (10) are covered and secured, and the housing (1) is sealed by the O-ring (23). When the compressed air is switched off, the annular tensioning piston (7) is pushed axially downwards again and the tensioning balls (10) are pressed into the groove (25) of the closing piston sleeve (14) via the 45 ° facet (31), thereby locking them mechanically.

Claims

1. Steckspannkupplung zum Spannen einer Andockeinheit, mit einem Gehäuse (1), welches eine Zentrierbohrung (2) sowie eine Versatzbohrung (3), in welche eine Kugelspannbüchse (4), mit im Kreis angeordneten Kugelspannbohrungen (11) für die Spannkugeln (10), eingeschoben ist und an der Rückseite mit einem Abschlussdeckel (5) zentriert und verbunden ist, wodurch ein geschlossener Zylinderraum (6) entsteht, in welchem ein Ringspannkolben (7), mit integriertem Druckfederpaket (8) als Antriebsorgan, schwimmend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspannkolben (7) bei Beaufschlagung mit Druckluft in die obere Endstellung drückbar ist und dadurch das Druckfederpaket (8) auf die Schliesskraft vorspannt und beim Abschalten der Druckluft die Schliesskraft aktiviert und somit einen zu kuppelnden Spannzapfen (12) einer Andockplatte (13) der Andockeinheit mit einem Konus (21) 1. plug-in coupling for clamping a docking unit, with a housing (1), which has a centering hole (2) and an offset hole (3) into which a ball clamping bush (4), with ball clamping holes (11) arranged in a circle for the clamping balls (10) , is inserted and is centered and connected at the rear with an end cover (5), whereby a closed cylinder chamber (6) is created in which an annular tensioning piston (7) with an integrated compression spring assembly (8) as a drive element is floatingly supported, characterized that the ring tensioning piston (7) can be pressed into the upper end position when compressed air is applied, thereby preloading the compression spring assembly (8) to the closing force and activating the closing force when the compressed air is switched off, thus activating a clamping pin (12) of a docking plate (13) to be coupled the docking unit with a cone (21)

am Ringspannkolben (7) über die Spannkugeln (10) mit dem Gehäuse (1) formschlüssig verbindet. on the ring piston (7) via the clamping balls (10) with the housing (1).

2. Steckspannkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspannkolben (7) im Ringzylinderraum (6) über O-Ringe (19, 20, 26) gelagert und abgedichtet ist. 2. Plug-in coupling according to claim 1, characterized in that the annular clamping piston (7) in the annular cylinder space (6) via O-rings (19, 20, 26) is mounted and sealed.

3. Steckspannkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schwimmende Ringspannkolben (7) die Spannkraft über den Konus (21) und die Spannkugeln (10) konzentrisch auf den Spannzapfen (12) überträgt. 3. Plug-in coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the floating ring clamping piston (7) concentrically transmits the clamping force via the cone (21) and the clamping balls (10) to the clamping pin (12).

4. Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfederpaket (8) im Ringspannkolben (7) gelagert ist. 4. Plug-in coupling according to one of claims 1 to 3, characterized in that the compression spring assembly (8) is mounted in the annular tensioning piston (7).

5. Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Spannkugeln (10) im Ringspannkolben (7) eine Ringkammer (22) eingearbeitet ist. 5. Plug-in coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that an annular chamber (22) is incorporated in the annular clamping piston (7) for receiving the clamping balls (10).

6. 6.

Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schliesskolbenbüchse (14) mit einer Rille (25) im entkuppelten und drucklosen Zustand durch die Schliesskraft einer Schliessfeder (15) und der Facette (31) am Konus (21) des Ringspannkolbens (7) und den Spannkugeln (10) verriegelbar ist. Plug-in tensioning coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that a closing piston bush (14) with a groove (25) in the uncoupled and depressurized state by the closing force of a closing spring (15) and the facet (31) on the cone (21) of the ring tensioning piston (7) and the clamping balls (10) can be locked.

7. Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schliesskolbenbüchse (14) im entkuppelten und druckluftbeaufschlagten Zustand durch eine vorgespannte Schliessfeder (15) in der Bohrung (24) der Kugelspannbüchse (4) schiebbar ist und dadurch die Spannkugeln (10) gesichert sind. 7. Plug-in coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that a closing piston bushing (14) in the uncoupled and pressurized air state can be pushed by a prestressed closing spring (15) in the bore (24) of the ball clamping bushing (4) and thereby the clamping balls ( 10) are secured.

8. Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliesskolbenbüchse (14) durch eine Schulter (38) in der Endstellung begrenzt ist. 8. plug-in coupling according to one of claims 6 to 7, characterized in that the closing piston sleeve (14) is limited by a shoulder (38) in the end position.

9. 9.

Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) durch einen O-Ring (23) über die Bohrung (24) der Kugelspannbüchse (4) und der Schliesskolbenbüchse (14) abgedichtet ist. Plug-in coupling according to one of claims 6 to 8, characterized in that the housing (1) is sealed by an O-ring (23) via the bore (24) of the ball clamping bush (4) and the closing piston bush (14).

10. Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannzapfen (12) in der Zentrierbohrung (2) im Gehäuse (1) im gekuppelten Zustand positioniert ist. 10. Plug-in coupling according to one of claims 1 to 9, characterized in that the clamping pin (12) is positioned in the centering bore (2) in the housing (1) in the coupled state.

11. Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Andockplatte (13) der Andockeinheit mit dem Spannzapfen (12) verbunden ist, und die Stirnfläche der Andockplatte (13) einen Anschlag zum Gehäuse (1) bildet. 11. Plug-in coupling according to one of claims 1 to 10, characterized in that the docking plate (13) of the docking unit is connected to the clamping pin (12), and the end face of the docking plate (13) forms a stop to the housing (1).

12. Steckspannkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) und der Abschlussdeckel (5) Luftanschlüsse (29, 30) aufweisen. 12. Plug-in coupling according to one of claims 1 to 11, characterized in that the housing (1) and the end cover (5) have air connections (29, 30).