DE3531507A1

DE3531507A1 - Hydraulisch antreibbare spannvorrichtung

Info

Publication number: DE3531507A1
Application number: DE19853531507
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Geyer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1985-09-04
Publication date: 1987-03-19
Also published as: DE3531507C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch antreibbare Spann vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs 1.

Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der DE-OS 33 18 432 bekannt. Die dort beschriebene Spannvorrichtung eignet sich nur zum Spannen von thermisch nicht belasteten Werkzeugen oder Werkstücken. Sobald thermisch belasteten Werkzeuge/Werkstücke eingespannt werden, wird aufgrund des thermischen Verzuges der Keilspalt zwischen dem Spannarm und dem Gehäuse verkleinert. Dies hat zur Folge, daß der keilartig ausgebildete Kolben nicht mehr aus dem so verkleinerten Keilspalt herausgedrückt werden kann. Ein Lösen der Spanneinrichtung ist deshalb nur noch nach Abkühlung des Werkzeuges/Werkstückes möglich. Dies ist jedoch nicht vertretbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulisch arbeitende Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs derart weiterzubilden, daß auch während des Spannens auftretender thermischer Verzug der eingespannten Gegenstände nicht zu einem Blockieren der Spanneinrichtung führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Lösung basiert auf der Erkenntnis, daß der thermische Verzug der eingespannten Gegen stände durch die erfindungsgemäße Anordnung zwar auch den Keilspalt verkleinert, daß dadurch aber nicht der keilartig aus gebildete Kolben verklemmt wird. Dies geschieht zum einen da durch, daß die Kolbenbewegung senkrecht zur Verschieberichtung des Spannarmes verläuft und zum anderen dadurch, daß die Abstütz flächen des Kolbens am Gehäuse außerhalb der Keilfläche liegt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß trotz thermischen Verzugs der eingespannten Gegenstände ein Lösen auch bei hydraulisch betätigbarer Spannvorrichtung durchgeführt werden kann.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 wird der Platzbedarf der Spannvorrichtung wesentlich verkleinert. Hierdurch ist es möglich, sie innerhalb der Arbeitsfläche, auf der die einzuspannenden Gegenstände gehalten werden sollen, unterzubringen.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird eine sichere Führung des Spannarmes am Kolben erzielt. Zusätzliche Rückzugsmittel des Spannarmes sind dadurch nicht erforderlich.

Durch den in Anspruch 4 vorgeschlagenen Keilwinkel wird bei auftretendem thermischen Verzug des eingespannten Gegenstandes zusätzlich der Vorteil erreicht, daß die am Kolben auftretenden Kräfte diesen zu einer Bewegung entgegengesetzt der Spannrich tung zwingen, so daß der Spannarm nachgeben kann, ohne die Spannfunktion aufzugeben.

Durch die Weiterbildung nach den Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 wird die Reibungsbelastung der Vorrichtung auf ein Minimum gesenkt.

Eine bevorzugte Ausführung des Spannarmes beschreibt Anspruch 7.

Die Weiterbildung nach Anspruch 8 hat den Vorteil, daß die auf den Kolben wirkenden Spann- und Lösekräfte gleich groß sind. So kann auch unter ungünstigsten Bedingungen ein Lösen der Spannvor richtung durchgeführt werden. Es ist jedoch denkbar, die Kolben durchmesser unterschiedlich groß auszuführen, wenn in einer Arbeitsrichtung anwendungsbedingt höhere Kräfte gefordert werden als in der anderen Arbeitsrichtung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungs gemäß aufgebaute Spannvorrichtung;

Fig. 2 eine Weiterbildung der Spannvorrichtung nach Fig. 1.

Die Spannvorrichtung 1 in Fig. 1 ist in einer nicht näher darge stellten Arbeitsfläche untergebracht. Sie dient zum Festhalten eines Werkstückes/Werkzeuges 2 auf dieser Arbeitsfläche. Das Werkstück/ Werkzeug 2 ist nur auszugsweise dargestellt.

Die Spannvorrichtung 1 besteht aus dem Gehäuse 3, aus dem der Spannarm 4 mit seinem Zugmaul herausragt. Der Spannarm 4 ist vertikal verschiebbar in dem Gehäuse 3 gelagert.

Horizontal verschiebbar in dem Gehäuse 3 ist ein Kolben 6 vorge sehen. Der Kolben 6 weist zwei Kolbenbunde 7 und 8 auf, welche Druckräume 9 und 10 im Gehäuse begrenzen. Der Kolben 6 durch setzt mit seinem Mittelteil 11 den Spannarm 4. Um eine Spannkraft auf den Spannarm 4 ausüben zu können, ist eine Keilfläche 12 zwischen dem Spannarm und dem Kolben 6 vorgesehen. Der Keilwin kel α der Keilfläche 12 beträgt bevorzugt 30°. Die Durchdringungs öffnung des Kolbens 6 in dem Spannarm 4 ist größer als die größte Dicke des Keils, um zu verhindern, daß der Spannarm 4 auf dem Kolben 6 festsitzt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß der Kolben 6′ zwei Keilflächen aufweist, die parallel zueinander liegen. Beide Keilflächen 12′ und 12′′ stellen Verbindungsflächen des Kolbens 6′ mit dem Spannarm 4′ dar. Alle übrigen Elemente sind gleich und deshalb mit gleichen Bezugszif fern versehen.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Spannvorrichtung arbeitet wie folgt:

Sobald ein einzuspannendes Werkzeug/Werkstück auf die Arbeits fläche aufgelegt ist, wird in dem Druckarm 9 Druck aufgebaut. Dadurch verschiebt sich der Kolben 6 bzw. 6′ nach rechts. Auf grund der Keilflächen 12 bzw. 12′, 12′′ wird dadurch der Spann arm 4 vertikal nach unten bewegt. Dadurch klemmt er mit seinem Zugmaul das einzuspannende Werkzeug/Werkstück 2 ein. Um zu verhindern, daß bei Ausfall des Hydraulikdruckes das eingespannte Werkzeug/Werkstück aufgrund der nachlassenden Spannkraft sich löst, ist in dem Druckraum 9 eine Druckfeder 13 vorgesehen.

Erwärmt sich nun das Werkzeug während des Spannvorganges, beispielsweise weil es sich um eine Kokille einer Gießmaschine handelt, so wird auf den Spannarm 4 am Zugmaul eine vertikal noch oben gerichtete Kraft ausgeübt. Aufgrund der Keilflächen 12 bzw. 12′, 12′′ wird auf den Kolben 6 bzw. 6′ eine Kraft ausge übt, und zwar in Richtung Lösen. Aufgrund des vorhandenen Hydraulikdruckes im Zylinderraum 9 löst der Kolben 6 bzw. 6′ sich nicht, läßt sich jedoch gegen den anstehenden Hydraulikdruck bei entsprechend hohen Verzugskräften verschieben. Andererseits wird jedoch durch die außerhalb der Keilflächen 12 bzw. 12′ und 12′′ angeordnete Abstützung der Kolben über die Kolbenbunde 7 und 8 erreicht, daß der sich verkleinernde Keilspalt zwischen der Keil fläche 12 und dem Gehäuse 3 nicht zu einem Verklemmen des Kolbens 6 bzw. 6′ führt.

Zum Lösen der Spannvorrichtung 1 wird der Druck in dem Zylinder raum 9 reduziert und in dem Zylinderraum 10 aufgebaut. Dadurch wird der Kolben 6 bzw. 6′ nach links verschoben. Um in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nun nicht den Kraftschluß an der Keilfläche 12 zu verlieren, ist zwischen dem Spannarm 4 und dem Gehäuse 3 eine Druckfeder 14 angeordnet, die den Spannarm 4 in Löserichtung bewegt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist diese Druckfeder 14 nicht erforderlich aufgrund der zusätzliche vorhandenen Keilfläche 12′′. Hier wird durch die Bewegung des Kolbens 6′ nach links der Spannarm 4′ aus dem Gehäuse herausgeschoben, so daß das eingespannte Werkzeug/Werkstück 2 gelöst wird. Es kann nunmehr von der Arbeitsplatte genommen werden.

Claims

1. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung, bestehend aus einem in einem Gehäuse verschiebbar angeordneten Spannarm, der von einem hydraulisch antreibbaren in Spannrichtung federbelasteten Kolben verschiebbar ist, wobei zwischen dem Spannarm und dem Gehäuse ein Keilspalt vorgesehen ist, in dem der keilartig ausgebildete Kolben bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6, 6′) senkrecht zur Verschieberichtung des Spannarmes (4, 4′) bewegbar ist und daß die Abstützung des Kolbens (6, 6′) am Gehäuse (3) außerhalb des Keilspaltes (Keilfläche 12) vorgesehen ist.

2. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6, 6′) den Spann arm (4, 4′) durchdringt.

3. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6, 6′) mit dem Spannarm (4, 4′) über zwei parallel angeordnete Keilflächen (12′, 12′′) verbunden ist.

4. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, daß der Keilwinkel im Bereich von 20°-45°, bevorzugt bei 30° liegt.

5. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (12, 12′, 12′′) eine reibungsmindernde Beschichtung aufweisen.

6. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Keilfläche (12, 12′, 12′′) zwischen dem Spannarm (4, 4′) und dem Kolben (6, 6′) ein Rollenband angeordnet ist.

7. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarm (4, 4′) an seinem vorderen freien Ende zum Spannen ein Zugmaul aufweist.

8. Hydraulisch antreibbare Spannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die druckwirksamen Flächen des Kolbens gleich groß sind.