DE2731078C2

DE2731078C2 - Hydraulischer Spannkeil für einen Werkzeugeinsatz einer Umformmaschine

Info

Publication number: DE2731078C2
Application number: DE19772731078
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 8630 Coburg Herrmann
Original assignee: Langenstein & Schemann Ag 8630 Coburg De; Langenstein & Schemann Ag 8630 Coburg
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 1977-07-09
Filing date: 1977-07-09
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE2731078A1

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Spannkeil für einen Werkzeugeinsatz einer Umformmaschine, bei dem ein Kammerngehäuse eine Reihe von mehreren miteinander durch Kanäle verbundene Kammern aufweist, in denen mit Dichtungen versehene Spannkolbcn verschiebbar angeordnet sind, die mit vorderen Enden an einer Seite einer Druckausgleichsplatte anliegen, deren andere Seite eine Spannfläche bildet, wobei ein Anschluß der Kammern für eine Druckpumpeinrichtung vorgesehen ist. Die Umformmaschine ist z. B. ein Hammer oder eine Presse; der Spannkeil dient zur Befestigung von Gesenken bzw. Werkzeugen direkt am Stößel oder am Amboß (Schabotte) der Umformmaschine oder an einem Einsatz, der seinerseits wieder mittels eines hydraulischen Spannkeiles am Stößel oder am Amboß befestigt wird.

Bei einem bekannten (DE-PS 10 09 893) Spannkeil der eingangs genannten Art ist der Anschluß als eine innerhalb des Kammerngehäuses angeordnete Bohrung ausgebildet, an welche die Druckpumpeinrichtung inlösbar anschließt, die ebenfalls im Kammerngehäuse angeordnet ist und im wesentlichen von einem in einen Zylinderraum mittels Schraube verschiebbaren Plunger gebildet ist. Die separate Druckausgleichsplatte ist als eine Plattenfeder ausgebildet, deren Spannfläche Ränder und vorspringende Stege aufweist; es sind zwei Reihen von Spannkolben vorgesehen, deren Durchmesser jeweils kleiner als die halbe Breite der Druckausgleichsplatte ist. Bei diesem bekannten Spannkeil liegt die Spannfläche der Druckausgleichsplatte in vereinzelten Bereichen an dem abstützenden Teil, z. B. dem Werkzeugeinsatz, mit erhöhtem Druck an, was zu Beschädigungen des abstützenden Teiles führen kann und zwar insbesondere dann, wenn mit dem Spannkeil große Spannkräfte erzeugt werden sollen. Derartige große Spannkräfte lassen sich aber auch mit der in das Kammerngehäuse integrierten Druckpumpeinrichtung und den zwei Reihen von Druckkolben relativ kleinen Durchmessers kaum erreichen.

Die bekannte Druckausgleichsplatte ist kein integriertes Bauteil des hydraulischen Spannkeiles und muß somit gesondert eingelegt werden. Die Druckübertragung erfolgt auf der einen Seite der Druckausgleichsplatte punktförmig und auf der anderen linienförmig, so daß die Spannkräfte nicht sehr hoch angesetzt werden können. Da die Verspannung durch diese Druckausgleichsplatte federnd gehalten wird und auch die Hydraulik Federeigenschaften hat, besteht eine sehr weiche Verbindung, so daß ein Wandern des Spannkeiles bei schlagenden Umformmaschinen, z. B. Schmiedens hämmern, eintreten kann. Die Erfindung will diese Nachteile und andere Nachteile vorbekannter hydraulischer Spannkeile mindern oder beheben.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Spannkeil der eingangs genannten Art, dem an sich wackelfreier Sitz und gute Aufnahme von Druckstößen eigen sind, derart zu schaffen, daß sich vergrößerte Spannkräfte ohne Beschädigung des Teiles, an dem sich die Druckausgleichsplatte abstützt, erreichen lassen. Der erfindungsgemäße Spannkeil ist hierzu dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß zur lösbaren Anbringung einer Hochdruckpumpeinrichtung geeignet sowie verschließbar ausgebildet und an einer Stirnseite des Kammerngehäuses angeordnet ist sowie daß die Spannfläche der Druckausgleichsplatte starr und plan

©ο ist und nur eine etwa mittig im Kammerngehäuse angeordnete Reihe von Spannkolben, deren Durchmesser jeweils größer als die halbe Breite der Druckausgleichsplatte ist, vorgesehen ist.

Es ist an sich bekannt (DE-AS 10 46 982), an einer der beiden kurzen Stirnseiten eines hydraulischen Spannkeiles eine mittels eines Stopfens verschließbare Öffnung zum Eingeben des hydraulischen Mittels vorzusehen. Hierbei ist jedoch nicht daran gedacht, über diese

öffnung mittels einer Hochdruckpumpeinrichtung die Spannkolben zu betätigen und nach dem Spannen die öffnung zu verschließen und die Hochdruckpumpeinrichtung zu lösen.

An dem erfindungsgemäQen Spannkeil läßt sich eine beliebige Hochdruckpumpeinrichtung anschließen, mittels der der Spannkeil über den geöffneten Anschluß mit Druckflüssigkeit hohen Druckes aufgepumpt wird, wonach der Anschluß verschlossen wird und die Hochdruckpumpeinrichtung abgenommen wird. Die Spannkolben vergrößerten Durchmessers lassen die Erzeugung vergrößerter Spannkräfte zu. Die starre Druckausgleichsplatte überträgt die vergrößerten Spannkräfte gleichmäßig verteilt auf das abstützende Teil, so daß Beschädigungen durch stellenweise erhöhte Belastungen vermieden sind. Da die Hochdruckpumpeinrichtung vom Kammerngehäuse gesondert und nur eine Reihe von Spannkolben vorgesehen ist, hat der erfindungsgemäße Spannkeil keine abnormal großen Abmessungen, sondern kann anstelle jedes Massivkeiles vergleichbarer Abmessungen eingebaut werden.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der Anschluß ein Füllventil und ein Anschlußgewinde aufweist. Ein Anschlußstutzen der Hochdruckpumpeinrichtung wird zum Aufpumpen des Spannkeiles in das Anschiußgewinde geschraubt; das Füllventil hindert den Austritt eingepumpter Druckflüssigkeit.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn der Anschluß an einer der beiden kurzen Stirnseiten vorgesehen ist. Hierbei kann die Umformmaschine sich bis unmittelbar zur oberen Schmalseite des Spannkeiles erstrecken, d. h. die Anordnung des Anschlusses steht der beliebigen Verwendung des Spannkeiles nicht hindernd entgegen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn der Durchmesser der Spannkolben jeweils etwa zwei Drittel der Breite der Druckausgleichsplatte beträgt. Hierbei haben die Spannkolben im Hinblick auf die sonstigen Abmessungen des Spannkeiles bezüglich der vergrößerten Spannkräfte eine optimale Größe.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Spannkolben mit planen Stirnflächen an der Druckausgleichsplatte anliegen. Dies verbessert die Übertragung vergrößerter Spannkräfte von den Spannkolben auf die Druckausgleichsplatte und von dieser auf das abstützende Teil.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es noch, wenn die in die Kammern eingedrückten Spannkolben mit dem hinteren Ende am Kammerboden aufsitzen und mit den vorderen Enden mit der Außenseite des Kammerngehäuses fluchten. Hierdurch wird die Dicke des Spannkeiles in Anpassung an die Abmessungen von Massivkeilen klein gehalten.

Eine besonders r.weckmäßige und vorteilhafte Ausführungsform liegt vor, wenn das Kammerngehäure eine von einem Rahmen umgebene Ausnehmung bildet, in welche die Druckausgleichsplatte eingesetzt ist. Hierdurch ist die Druckausgleichsplatte an unerwünschten Verschiebungen relativ zum Kammerngehäuse und in Richtung ihrer Ebene gehindert und erhält der Spannkeil in verbesserter Weise die äußere Gestaltung eines Massivkeiles.

Besonders zweckmäßig und vorteilhafi ist es, wenn die Beweglichkeit der Druckausgleichsplatte rechtwinkelig zur Plattcneber.e begrenzt ist, indem ein mit dem *5 Kammerngehäusc verbundenes Teil die Druckausglcichsplalle hintergreift. Hierdurch ist verhindert, daß die Druckiiusglcichsplatte von dem Kammerngehiiuse nach vorne hin abfallen kann.

Besonders zweckmäßig und vorteilhafi ist es dabei, wenn an den beiden kurzen Stirnseiten der Druckausgleichsplatte Aussparungen vorgesehen sind, in welche in das Kammerngehäuse gesteckte Bolzen greifen. Diese einfache Ausführung gibt der Druckausgleichsplatte in Richtung der Bewegung der Spannkolben ausreichend Bewegungsmöglichkeit.

Der erfindungsgemäße Spannkeil ist in der Regel derart ausgebildet, daß er seiner äußeren Form nach einem Massivkeil entspricht, wobei die Druckausgleichsplatte mittels der Spannkolben nur um mehrere Millimeter, maxima! 10 mm, bewegbar ist. Daher ist einerseits ein genaues Einpassen in den Spalt zwischen den gegeneinander zu verspannenden Teilen und andererseits ein allzu großer Bewegungsweg der Druckausgleichsplatte nicht erforderlich. Die Dichtungen sind Hochdruckdichtungen, die auch bei dem erwünschten hohen Druck im Spannkeil für absolute Abdichtung gegen Leckverluste ar Druckflüssigkeit sorgen. Der Spannkeil ist drucklos gefüllt und muß zum Verspannen bis zu einem an der Hochdruckpumpeinrichtung fest eingestellten Druck aufgepumpt werden.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform de; Erfindung dargestellt und zeigt

Fi g. 1 eine Draufsicht eines hydraulischen Spannkeiles mit einem Aufbruch,

Fig.2 eine Seitenansicht des Spannkeiles gemäß Fig. 1 mit einem Aufbrauch gemäß Linie H-Il in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie Il I-I1I in Fig. 1.

Der Spannkeil gemäß Zeichnung ist länglich, flach und in der Draufsicht im wesentlichen rechteckig und besitzt eine im wesentlichen geschlossene äußere Fläche ohne vorstehende Teile. Der Spannkeil besitzt ein Kammerngehäuse 1, das die äußere Gestalt des Spannkeiles im wesentlichen bestimmt und eine erste plane Spannfläche 2 bildet. Auf der der ersten Spannfläche 2 gegenüberliegenden Seite ist das Kammerngehäuse 1 mit einer flachen, im wesentlichen rechteckigen, sich über etwa die Länge des Kammerngehäuses erstreckenden Ausnehmung 3 versehen, die von einem vom Kammerngehäuse einstückig gebildeten Rahmen 4 umgeben ist. in die Ausnehmung ist eine starre Druckausgleichsplatte 5 eingesetzt, deren Dicke gleich der Tiefe der Ausnehmung ist und die nach außen hin eine zweite Spannfläche 6 bildet.

Zum Transport des Spannkeiles ist die Druckausgleichsplatte 5 in der Ausnehmung 3 am Kammerngehäuse 1 mittels Schrauben 7 befestigt. Die beiden Quersireoen des Rahmens 4 sind jeweils mit einer sich über die Breite des Kanmerngehäuses erstreckenden Bnhnng 8 versehen, die zur Ausnehmung 3 hin offen ist. In der Bohrung 8 ist ein Bolzen 9 angeordnet und mittels eines federnden Sj'dnnstiftes 11 gehalten, wobei der Bolzen in die Ausnehmung ragt. An jede.· Stirnseite der Druckausgleichsplatte 5 ist eine entlang der Stirnseite verlaufende nutartige Aussparung vorgesehen, in welche der Bolzen 4 eingreift. Wie F i g. 2 erkennen läßt, füllt der Bolzen 9 die Aussparung JO nicht aus; vielmehr läßt sich die Druckausgleichsplatte in Richtung rechtwinkelig zur zweiten Druckfläche 6 um mehrere Millimeter relativ zu den Bolzen aus der Ausnehmung 3 herausverschieben, so daß die Beweglichkeit der Druckausgleichsplatte rechtwinkelig zur Plattenebenc begrenzt ist.

Ausgehend von der Ausnehmung 3 sind im Kammerngehäuse 1 im Querschnitt kreisrunde, zylindrische

Kammern 12 vorgesehen, die in einer geraden Reihe mit jeweils nur geringen Abstand voneinander angeordnet sind. Es sind sieben Kammern vorgesehen, von denen in der Zeichnung nur sechs gezeigt sind. Die Tiefe jeder Kammer ist kleiner als ein Drittel des Durchmessers. )c zwei benachbarte Kammern sind durch einen Kanal 13 miteinander verbunden, der jeweils am Übergang /wischen Boden und Seitenwand der Kammer mündet und einen zur zweiten Druckfläche 2 hin winkeligen Verlauf hat. An einer der beiden kurzen Stirnseiten 14 des Kammerngehäuses ist ein Anschluß 15 vorgesehen. in dem in das Kammerngehäuse ein Füllventil 16 mit einem nicht gezeigten Anschlußgewindc eingesetzt ist. Das Füllventil ist über eine kurze Bohrung 21 an die erste Kammer angeschlossen. Von der letzten Kammer führt eine Entlüftungsbohrung 17 zur zweiten kurzen Stirnseite, die mit einem Präzisionskegelstift 18 verschlossen ist. Dieser wird durch einen Gewindestift 77 pincTfiHriirL· t nnrl opciphprr —. _c.—. .. -..~._e~ ._...

In jede Kammer 12 ist ein Spannkolben 19 eingesetzt, der mit einer planen Stirnfläche 20 an der Druckausgleichsplatte 5 anliegt. An der der Stirnfläche 20 gegenüberliegenden Seite weist der Spannkolben einen ringartigen durchbrochenen Steg 22 auf, der am Boden der Kammer anliegt, wenn der Spannkolben voll in die Kammer geschoben ist und nicht in die Ausnehmung 3 ,agt. Eine ringartige Hochdruckdichtung 23 umschließt den Steg 22 und liegt an der Kammerwandung an. Zwischen der Hochdruckdichtung und dem Kammerboden ist bei eingeschobenem Spannkolben ein Ringraum 24 gebildet, an den der Kanal 13 bzw. die Bohrung 21 und die Entlüftungsbohrung 17 angeschlossen sind.

Gemäß F i g. 3 ist der Spannkeil zu seiner einen (unteren) langen Stirnseite 25 hin dicker als an der anderen (oberen) langen Stirnseite. |edoch ist die Dicke zur unteren Stirnseite 25 hin durch eine Abschrägung 26 an der der Druckausgleichsplatte 5 gegenüberliegenden Seite verjüngt. Die l.ängsmittellinie der Druckausglcichsplattc 5 b/w. der Spannkolben 19 verläuft nicht exakt in der I.iingsmittclcbcncd.es Kammerngehäuses 1, sondern ist geringfügig zur dickeren (unteren) Längsstirnseite 25 hin verschoben. )edoch liegt die Reihe von .Spannkolben in etwa in der Mitte des Kammerngehäuses 1 und genau in der Mitte der Druckausgleichsplatte 5.

Der Anschluß 15 umfaßt als Füllventil ein an sich bekanntes Rückschlagventil und ein mit diesem verbundenes Gewindeteil zum Anschrauben der Hoch-¹^ druckpumpeinrichtung. Das Rückschlagventil umfaßt einen Nippel, in dem eine federnd gehaltene Kugel gegen einen Konus drückt. F.s ist auch möglich, einen Nippel mit Ventilkegel und Feder vorzusehen.

Die Hiivhdruck^isrri^einrichfiirs" bc^r,:ch! ;:;;*. c;"cr aiii dem Markt befindlichen Hochdruckpumpe und einem zwischen dieser und dem Anschluß angeordneten, an sich bekannten Pumpenhalter. Es kann auch eine drucküberwachende Pumpeinrichtung mit motorischem Antrieb verwendet werden, die durch eine fcstinstallier-

-' te Rohrverbindung bei Druckabfall nachfördert.

Die Dichtung ist derart ausgebildet, daß die bei sehr hohen Drücken auftretenden Spaltexplosionen vermieden sind, ■! ei denen das Dichtungsmaterial durch den Spalt zwischen Zylinderbohrung und Kolben bricht. 3" Hierzu wird eine Nutring-Dichtung mit Keilbettring verwendet, der im Aufbau einem ;chräg geschlitzten Kolbenring ähnelt und den Spalt unter Druck verschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Spannkeil für einen Werkzeugeinsatz einer Umformmaschine, bei dem ein Kammerngehäuse eine Reihe von mehreren miteinander durch Kanäle verbundene Kammern aufweist, in denen mit Dichtungen versehene Spannkolben verschiebbar angeordnet sind, die mit vorderen Enden an einer Seite einer Druckausgleichsplatte anliegen, deren andere Seite eine Spannfläche bildet, wobei ein Anschluß der Kammern für eine Druckpumpeinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (15) zur lösbaren Anbringung einer Hochdruckpumpeinrichtung geeignet sowie verschließbar ausgebildet und an einer Stirnseite (14) des Kammerngehäuses (1) angeordnet ist sowie daß die Spannfläche (6) der Druckausgleichsplatte (5) starr und plan ist und nur eine etwa mittig im Kammerngehäuse angeordnete Reihe von Spannkolben (19), deren Durchmesser jeweils größer als die halbe Breite der Druckausgleichsplatte ist, vorgesehen ist.

2. Spannkeil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (15) ein Füllventil (16) und ein Anschlußgewinde aufweist.

3. Spannkeil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (15) an einer der beiden kurzen Stirnseiten (14) vorgesehen ist.

4. Spannkeil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Spannkolben (19) jeweils etwa zwei Drittel der Breite der Druckausgleichsplatte (5) beträft.

5. Spannkeil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkolben (19) mit planen Stirnflächen (20) an der Druckausgleichsplatte (5) anliegen.

6. Spannkeil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Kammern (12) eingedrückten Spannkolben (19) mit den hinteren Enden am Kammerboden aufsitzen und mit den vorderen Enden mit der Außenseite des Kammerngehäuses (1) fluchten.

7. Spannkeil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammerngehäuse (1) eine von einem Rahmen (4) umgebene Ausnehmung (3) bildet, in welche die Druckausgieichsplatte (5) eingesetzt ist.

8. Spannkeil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beweglichkeit der Druckausgleichsplatte (5) rechtwinkelig zur Druckausgleichsplattenebene begrenzt ist, indem ein mit dem Kammerngehäuse (1) verbundenes Teil (9) die Druckausgleichsplatte hintergreift.

9. Spannkeil nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden kurzen Stirnseiten (14) der Druckausgleichsplatte (5) Aussparungen (10) vorgesehen sind, in welche in das Kammerngehäuse (1) gesteckte Bolzen (9) greifen.