DE3438972A1 - Schwenkspanner - Google Patents
SchwenkspannerInfo
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B5/00—Clamps
- B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
- B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive
- B25B5/062—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive with clamping means pivoting around an axis parallel to the pressing direction
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Description
■+J
APPLIED POWER ING.
Milwaukee, Wisconsin 55201 (Y.St.A.)
Schwenkspanner
Die Erfindung betrifft einen Schwenkspanner zum Festlegen eines Objekts an einem Träger und insbesondere eines Werkstücks oder eines
Werkzeugs an einer Bearbeitungsmaschine mit einem Spannkolben7~ der
in einem Zylindergehäuse axial verschiebbar und um seine Achse verdrehbar geführt ist, und mit einer Arretiereinrichtung zum zeitweiligen
Pestklemmen des Spannkolbens im Zylindergehäuse unter Zusammenwirken
von Klemmelementen, die sich aus einer den Spannkolben festklemmenden Arretierstellung mit gegenseitiger Anlage einander zugewandter
Keilflächen durch einen getrennt vom Spannkolben mit Hydraulikfluid
unter Druck beaufschlagbaren Lösekolben herauslösen lassen.
Eine derartige Konstruktion für einen Schwenkspanner ist Gegenstand
der deutschen Patentanmeldung P 54 30 930.6 der Anmelderin. Bei
diesem Schwenkspanner werden ebenso wie bei anderen Ausführungen ähnlicher Art die Klemmelemente der Arretiereinrichtung durch eine
Arretierfeder in ihre Arretierstellung gedrückt. Diese Arretierfeder wirkt dazu von einer Seite.her auf eine mit dem Spannkolben verbundene
Kolbenstange umgebende Konusteile ein und schiebt diese in einen äußeren Konusring hinein. Dabei gleiten Keilflächen der Konusteile an
zugeordneten Keilflächen des Konusringes entlang, und es ergibt sich auf diese Weise eine Radialkraft, die zu einem Pestpressen der zylindrischen
Innenwandung der Konusteile auf die Kolbenstange und damit zu deren Festlegung führt. Ein mit Hydraulikfluid beaufschlagbarer
Lösekolben, der die Kolbenstange ringförmig umgibt, kann zur Einwirkung auf die der Arretierfeder abgewandte Seite der Koniisteile
gebracht werden und bewirkt dann ein Lösen des Preßsitses der Konusteile auf der Kolbenstange und damit deren Freigabe.
.x.
3438S72
^r"Bei einer solchen federbelasteten Ausbildung der Arretiereinrichtung
ist deren zuverlässiges—Arbeiten an die Ausübung einer hinreichenden
Federkraft gebunden, und außerdem ist diese Federkraft ständig im Arretierungssinne wirksam, so daß der Lösekolben während der
gesamten Zeitdauer einer gewollten Bewegung des Spannkolbens aktiviert gehalten werden muß.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Schwenkspanner der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sich
der Spannkolben in jeder beliebigen Stellung relativ zu dem ihn führenden Zylindergehäuse durch die einmalige und kurzzeitige Ausübung
einer Arretierungskraft festlegen läßt und dann selbsttätig in dieser Arretierungsstellung gehalten bleibt, bis auf die Arretiereinrichtung
eine gezielte Lösekraft ausgeübt wird, die den Spannkolben für eine gewollte Verstellung gegenüber dem Zylindergehäuse
freigibt.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, ί daß die miteinander zusammenwirkenden Klemmelemente Keilflächen
von einander im Sinne einer Keilselbsthemmung angepaßter Form aufweisen und in dem Wirkungssinn des Lösekolbens entgegengesetztem
Sinn durch einen unabhängig davon und von dem Spannkolben mit Hydraulikfluid unter Druck beaufschlagbaren Verriegelungskolben
entlang der Axialrichtung des Spannkolbens relativ zueinander zur Verriegelung des Spannkolbens verschiebbar sind.
Hit der erfindungsgemäß gewählten Ausbildung für einen Schwenkspanner
ist konstruktiv und funktionell einfach sichergestellt, daß sich der Spannkolben in jeder Axial- und Winkelstellung relativ zu
seinem Zylindergehäuse durch zeitlich begrenzte Ausübung von Hydraulikdruck auf den Yerriegelungskolben festlegen läßt. In dieser Arretierstellung
verbleibt der Spannkolben dann auch ohne weitere Ausübung von Hydraulikdruck auf den Verriegelungskolben allein durch
KeilSelbsthemmung zwischen den Klemmelementen der Arretiereinrichtxing.
Zur Freigabe des Spannkolbens für seine gewollte Verstellung
gegenüber dem Zylindergehäuse bedarf es wiederum nur einer zeitlich
begrenzten Beaufschlagung diesemal"des Lösekolbens mit Hydraulikdruck
allein für die Aufhebung der Keilselbsthemmung, da es keine ständig im Arretierungssinne wirksame Federkraft gibt. Insgesamt führt somit
die Erfindung zu einem einfach und mit minimalem Aufwand an Hydraulikdruck
zu betätigenden Gerät, das sich durch groß Zuverlässigkeit im Betrieb und durch geringen" Wartungsbedarf auszeichnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung im Sinne der gestellten Aufgabe ergeben sich im einzelnen aus den TJnteransprüchen;
dabei ist insbesondere auf die Ausbildung von Verriegelungskolben und Lösekolben als Ringkolben mit einander zugewandten
Ringnasen hinzuweisen, die den Klemmweg für die Klemmelemente bis zum Eintritt der Keilselbsthemmung begrenzen.
Zusammenfassend läßt sich ein Schwenkspanner gemäß der Erfindung in seiner bevorzugten Ausführungsform beschreiben als ein Gerät, da.s
zum Pestlegen insbesondere eines Werkstücks oder eines Werkzeugs an
einer Bearbeitungsmaschine dienen kann, wobei zur Erzielung einer lösbaren Arretierung eines in einem insbesondere zweiteilig ausgebildeten
Zylindergehäuse geführten Spannkolbens in beliebiger Axial- und Winkelstellung relativ zu diesem Gehäuse zwischen Zylindergehäuse
und Spannkolben wirksam werdende Klemmelemente in Gestalt eines Konusringes und koaxial dazu angeordneter Konuselemente vorgesehen sind,
deren Form eine KeilSelbsthemmung zwischen einander zugewandten Keilflächen
und damit zwischen den zusammenwirkenden Klemmelementen herbeiführt, wenn die Klemmelemente durch einen unabhängig vom Spannkolben
mit Hydraulikfluid beaufschlagbaren Verriegelungskolben entlang der Axialrichtung des Spannkolbens ineinander geschoben und damit
in radialer Richtung aneinander angepreßt werden. Auch ohne weitere Aufrechterhaltung des Hydraulikdrucks auf den Verriegelungskolben
hält die Seilseibsthemmung dann die Klemmelemence zusammen und damit
den Spannkolben in seiner jeweiligen Stellung im Zylindergehäuoe
fest, bis die Klemmelemente mittels eines dem Verriegelungskolben in umgekehrtem Sinne entgegenwirkenden Lösekolbens wieder in axialer
Richtung auseinander gedruckt werden und sich so radial voneinander
lösen.
Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die
. - ' Zeichnung Bezug genommen, deren einzige Figur einen Teilschnitt
durch ein Ausführungsbeispiel für einen Schwenkspanner gemäß der Erfindung zeigt.
Der in der Zeichnung dargestellte Schwenkspanner ist zum Festhalten
eines Werkstücks 13 an einer Grundplatte I4 einer Bearbeitungsmaschine
bestimmt. Dabei stellt diese Grundplatte I4 nicht nur
die Trägerunterlage für das Werkstück I3 dar, sondern sie hält
außerdem auch den Schwenkspanner selbst an der Bearbeitungsmaschine fest, indem sie eine entsprechende Gewindebohrung aufweist, die
eine Aufnahme für den Schwenkspanner bildet.
Der Schwenkspanner selbst weist als Hauptbestandteil ein Zylindergehäuse
auf, das aus einem unteren Teil 6 und einem oberen Teil 7 zusammengesetzt ist, von denen der untere Teil 6 in die Gewindebohrung
in der Grundplatte I4 eingeschraubt ist. Die beiden Teile 6
und 7 des Zylindergehäuses sind unter Einfügung eines Konusringes 4 \ koaxial zusammengefügt und werden durch Befestigungsschrauben 9 zu-
; sammengehalten, von denen in der Zeichnung insoweit nur eine sichtbar
ist. Weitere Befestigungsschrauben 9> von denen in der Zeichnung
wiederum nur eine sichtbar ist, dienen zur Befestigung einer Endplatte 8, die am freien Ende des unteren Teils 6 des Zylindergehäuses
_ angebracht ist und dessen unteren Abschluß bildet.
In zueinander koaxialen zentralen Bohrungen im unteren Teil 6 und im oberen Teil 7 des Zylindergehäuses findet ein Spannkolben 1 Aufnahme,
der sich unter Antrieb durch Hydraulikfluid unter Druck im Zylindergehäuse zum einen entlang dessen Achse verstellen und zum
anderen um seine mit der Achse des Zylindergehäuses zusammenfallende
Achse verdrehen läßt, wie dies in der Zeichnung durch einen Pfeil 19
angedeutet ist. Als Führungselement für den Spannkolben 1 bei diesen
Bewegungen relativ zum Zylindergehäuse dient ein zentral in die Endplatte 8 eingesetzter und von unten her koaxial in den Spannkolben 1
eingreifender Führungsstift 10 mit teils axial und teils schrauben-
COPY ]
linienförmig verlaufenden Nuten, in die im Inneren des Spannkolbens
gehaltene Kugeln eingreifen, die"so dem Spannkolben 1 die jeweilige
Bewegungsrichtung aufprägen. Dem hydraulischen Antrieb für den Spannkolben 1 dient ein außen an dessen unterem Bereich radial vorspringender
Ringflansch 16, der in einer Kammer 15 im unteren Teil 6 des
Zylindergehäuses gleitend verschiebbar geführt ist, in die über in der Zeichnung nicht eigens gezeigte Anschlüsse je nach der gewünschten Bewegungsrichtung für den Spannkolben 1 entweder oberhalb oder
unterhalb des Ringflansches 16 Hydraulikfluid unter Druck einspeisbar
ist. Am Umfang des Ringflansches und rund um den Spannkolben 1 im Zylindergehäuse angeordnete Dichtungen sorgen für eine Pluidabdichtung
zwischen dem Spannkolben 1 und dem Zylindergehäuse, und auch zwischen dem unteren Ende des Zylindergehäuses und der dort
eingesetzten und die Kammer 15 nach unten abschließenden Endplatte
ist eine entsprechende Dichtung vorgesehen.
An dem oben aus dem Zylindergehäuse herausragenden freien Ende des Spannkolbens 1 ist daran mittels einer Befestigungsschraube 9
ein Schwenkarm 11 befestigt, der seinerseits an seinem freien Ende einen Positionierungsbolzen 12 trägt, mittels dessen das Werkstück
15 in der in der Zeichnung durch einen nach unten gerichteten Pfeil
20 angedeuteten Spannrichtung auf die Grundplatte I4 aufgepreßt und
damit festgelegt werden kann.
Rund um den Spannkolben -1 ist im Bereich des Konusringes 4 eine
Arretiereinrichtung zum Pestlegen des Spannkolbens 1 im Zylindergehäuse
vorgesehen, zu der außer dem Konusring 4 dazu koaxial rund um den Spannkolben 1 zwischen diesem und dem Konusring 4 angeordnete
Konussegmente 5 gehören, die sich entlang der Achse des Spannkolbens
1 mehr oder weniger weit in den Konusring 4 hineinschieben lassen. In Zuge einer solchen Verschiebungsbewegung der KonusSegmente 5 in
Inneren des Konusringes 4 gleiten einander zugewandte Keilflächen am
Konusring 4 und an den KonusSegmenten 5 aneinander entlang, wobei im
Verläufe des Eintritts der Konussegmente 5 in den Konusring 4 dieser
die Konussegnente 5 zunehmend nach innen auf den Spannkolben 1 zu
drückt und daran anlegt, wodurch der Spannkolben 1 in seiner jeweiligen
Stellung in Zylindergehäuse festgehalten wird. Die Antriebskraft für
das Einschieben der Konuss-egaente-5 in den Konusring 4 und damit für
das Aufpressen der Konussegmente 5 auf den Spannkolben 1 liefert ein
Verriegelungskolben 18, der als mit einer axial vorspringenden, radial innen liegenden Ringnase an der unter'eri"Stirnfläche der Konussegmente
anliegender Ringkolben ausgebildet ist. Dieser Verriegelungskolben 18 ist dtirch eine Dichtung an—s-einem_Umfang abgedichtet entlang der Axialrichtung
des Spannkolbens 1 in einer den Spannkolben 1 umgebenden ringförmigen Kammer 3 ira unteren Teil 6 des Zylindergehäuses gleitend
verschiebbar geführt, in die über in der Zeichnung nicht eigens gezeigte
Anschlüsse Hydraulikfluid eingespeist werden kann, das den
Verriegelungskolben 18 in der Kammer 3 nach oben und damit die Konussegmente
5 in den Konusring 4 hinein drückt. Die dabei aneinander
entlanggleitenden Keilflächen der KonusSegmente 5 'und des Konusrings
4 sind so geformt und gestaltet, daß sich zwischen den Konussegmenten
5 und dem Konusring 4 eine Keilselbstheomung einstellt, welche die
Konussegmente 5 auch nach einem Aufhören des den Verriegelungskolben
18 in der Kammer 3 nach oben drückenden Hydraulikdruckes in und an dem Konusring 4 und auf dem Spannkolben 1 festhält.
Für ein Loslösen der Konussegmente 5 von dem Konusring 4 und dem
Spannkolben 1 unter Verschieben der Konussegmente 5 entlang der Achse
des Spannkolbens 1 nach unten nach Überwindung der Keilselbsthemmung zwischen den Konussegmenten 5 und dem Konusring 4 liefert den Antrieb
ein Lösekolben 17» der wie der Verriegelungskolben 18 als den Spannkolben
1 umgebender Eingkolben ausgebildet ist und mit einer axial vorspringenden und radial innen liegenden Ringnase an der oberen
Stirnfläche der Konussegnente 5 anliegt. Dieser Lösekolben 17 ist durch eine Dichtung an seinem Umfang abgedichtet entlang der Axialrichtung
des Spannkolbens 1 gleitend verschiebbar in einer ringförmigen Kammer 2 geführt, die im oberen Teil 7 des Zylindergehäuses
rund un den Spannkolben 1 angeordnet ist und über in der Zeichnung nicht eigens dargestellte Anschlüsse mit Hydraulikfluid unter Druck
gespeist werden kann, das den Lösekolben 17 nach unten drückt und damit die Konusnegmente 5 am Konusring 4 und am Spannkolben 1 entlang
nach unten verschiebt und damit die Verriegelung des Spannkolbens 1 unter Überwindung der Keilselbsthemmung aufhebt.
Die Betriebsweise des dargestellten Schwenkspanners ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung seines Aufbaus weitgehend von
selbst, und sie soll daher hier nur noch kurz zusammengefaßt werden.
Die Darstellung in der Zeichnung zeigt den Schwenkspanner in
seiner Spannposition, wobei der Positionierungsbolzen 12 von oben in Richtung des Pfeiles "20—auf—das- Werkstück 1J drückt und der
Spannkolben 1 nach einer Beaufschlagung des Verriegelungskolbens /18 mit Hydraulikdruck durch die Klemmwirkung des Konusringes 4 und der
Konussegmente 5 unter Keilselbsthemmung in seiner Stellung im Zylindergehäuse festgehalten wird. Wenn nun das Werkstück I3 entfernt
werden soll, so wird zunächst der Lösekolben 17 durch Speisung der Kammer 2 mit Hydraulikdruck betätigt und verschiebt die Konussegmente
5 unter Aufhebung der KeilSelbsthemmung an dem Konusring 4
entlang nach unten, so daß der Klemmdruck auf den Spannkolben 1 aufhört. Dieser läßt sich dann durch Einspeisung von Hydraul ikfltiid
unter Druck in den unteren Teil der Kammer I5 nach oben aus dem
Zylindergehäuse ausfahren und um seine Achse verdrehen, wobei der Positionierungsbolzen 12 mit dem Schwenkarm 11 vom Werkstück 1J abhebt
und sich außerdem davon wegdreht, so daß es frei zugänglich wird. Sobald dann ein neues Werkstück eingelegt ist, kann der Spannkolben
mittels Zuführung von Hydraixlikfluid unter Druck zum oberen Teil der
Kammer I5 wieder in das Zylindergehäuse eingefahren werden, wobei er
außerdem eine Drehbewegung um seine Achse im Sinne des Pfeiles 19 ausführt und schließlich in Richtung des Pfeiles 20 über den Schwenkarm
11 und den Positionierungsbolzen 12 Spanndruck auf das Werkstück ausübt. Sobald diese Spannposition erreicht ist, wird der Kammer 5
Hydraulikfluid unter Druck zugeführt, wodurch sich der Verriegelungsbolzen 18 nach oben bewegt und die Konussegaente 5 in cLen Konusring
hineinschiebt. Dadurch ergibt sich ein radialer Klemmdruck auf den
Spannbolzen 1, und dieser Klemmdruck bleibt auch ohne eine weitere
Einwirkung von Hydraulikdruck auf den Verriegelungskolben 18 voll wirksam, da die Konussegaente 5 und der Konusring 4 durch Keilselbsthemmung
aneinander festgehalten werden. Auf diese Weise behält der Spannkolben 1 und mit ihm der Positionierungsbolzen 12 auch ohne die
'AO-
.Notwendigkeit weiterer Einwirkung von Hydraulikdruck seine Spannposition
zuverlässig bei-s—Insbesondere kann daher auch ein Ausfall
des Hydraulikdruckes beispielsweise durch ein Leck im Hydrauliksystem nicht zu einem ungewollten Loslösen des Werkstücks 13 von
der Grundplatte ΙΑ führen. -—~—
Hingewiesen sei abschlieSend-noch darauf, daß es sich bei dem in
der Zeichnung dargestellten Schwenkspanner nur um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Erfindfing handelt, so daß innerhalb
deren Rahmen zahlreiche Abwandlungen denkbar sind. So kann beispielsweise der dargestellte Schwenkspanner statt zum Pestlegen
eines Werkstücks auch zum Festspannen anderer Objekte wie etwa eines Werkzeugs dienen. Außerdem kommt es im Sinne der Erfindung
für die Klemmelemente der Arretiereinrichtung nur darauf an, daß sie
so gestaltet sind, daß sich in der Arretierstellung Keilselbsthemmung dazwischen ergibt. Anstelle mehrerer Konussegmente können daher auch
anders gestaltete Klemmelemente mit Keilflächen wie beispielsweise ein geschlitzter Kegelring in Verbindung mit einem äußeren Klemmring
vorgesehen werden. Ebenso kommt es nicht auf die genaue Lage der Klemmelemente relativ zueinander und zum Spannkolben an, solange nur
sichergestellt ist, daß die Klemmwirkung für den Spannkolben durch Selbsthemmung auch ohne äußere Kräfte erhalten bleibt. Schließlich
sind auch für die Ausbildung von Verriegelungskolben und Lösekolben unterschiedliche Baufonaen möglich, da nur wesentlich ist, daß diese
Kolben mit einander entgegengesetztem Wirkungssinn zur Einwirkung auf die Klemmelemente gebracht werden können.
Claims (5)
1. Schwenkspanner zum Pestlegen eines Objekts an einem Träger und
insbesondere eines Werkstücks oder—eines Werkzeugs an einer Bearbeitungsmaschine mit einem Spannkolben, der in einem
Zylindergehäuse axiaJLjterschiebbar und um seine Achse
verdrehbar geführt ist, und mit einer Arretiereinrichtung zum zeitweiligen Pestklemmen des Spannkolbens im Zylindergehäuse
unter Zusammenwirken von Klemmelementen, die sich aus einer den Spannkolben festklemmenden Arretierstellung mit gegenseitiger
Anlage einander zugewandter Keilflächen durch einen getrennt vom Spannkolben mit Hydraulikfluid unter Druck beaufschlagbaren
Lösekolben herauslösen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zusammenwirkenden Klemmelemente (4» 5) Keilflächen
von einander Im Sinne einer KeilSelbsthemmung angepaßter Form
aufweisen und in dem WirkuSigssinn des Lösekolbens (17) entgegengesetztem
Sinn;durch einen unabhängig davon und von dem Spannkolben (1) mit Hydraulikfluid unter Druck beaufschlagbaren
Yerriegelungskolben (18) entlang der Axialrichtung des Spannkolbens (1) relativ zueinander zur Verriegelung des Spannkolbens
(1) verschiebbar sind.
2. Schwenkspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
miteinander zusammenwirkende.Klemmelemente eine Mehrzahl von den zylindrischen Spannkolben (1) von außen umgebenden Konussegmenten
(5) 12nd ein diese umgreifender Konusring (4) vorgesehen sind.
3. Schwenkspanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lösekolben (17) und der Yerriegelungskolben (18) auf einander
entgegengesetzten Stirnseiten an den Konussegmenten (5) anliegen.
4. Schwenkspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 3>
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Lösekolben (17) als auch der Verriegelungskolben
(18) den Spannkolben (1) im Zylindergehäuse (6, 7)
3438372
,--^" jeweils als Ringkolben umgeben und einander zugewandte Ringnasen
aufweisen, die an jeweils-einem (5) der miteinander zusammenwirkenden
Klemmelemente (4, 5) anliegen.
5. Schwenkspanner nach einem der Ansprüche 2 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse aus zwei unter Zwischenschaltung
des Konusringes (4) kaaxial_z.usammengefügten Teilen (6, 7)
besteht, die jeder eine mit Hydraulikfluid speisbare Kammer (3
bzw. 2) für die Aufnahme des Verriegelungskolbens (18) bzw. des Lösekolbens (17) enthalten.
Priority Applications (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843438972 DE3438972A1 (de) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | Schwenkspanner |
Publications (1)
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DE3438972A1 true DE3438972A1 (de) | 1986-04-24 |
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DE19843438972 Withdrawn DE3438972A1 (de) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | Schwenkspanner |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |