DE3877930T2

DE3877930T2 - Hydraulische spannvorrichtung vom zylinder-typ.

Info

Publication number: DE3877930T2
Application number: DE8888120619T
Authority: DE
Inventors: Keitaro Yonezawa
Original assignee: KOSMEK AMAGASAKI KK
Current assignee: KOSMEK AMAGASAKI KK
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2008-12-10
Also published as: EP0322617A3; JPH01170532A; EP0322617A2; JPH0445250B2; EP0322617B1; DE3877930D1; US4909493A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung vom Zylinder-Typ mit den Merkmalen des ersten Teils von Anspruch 1.
Eine hydraulische Spannvorrichtung mit den Merkmalen des ersten Teils des Anspruchs 1 ist aus der US 1 959 081 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Spannvorrichtung zu schaffen, in der eine gute Spannung mit einer großen Spannfähigkeit gesichert ist und bei der die Dauerhaftigkeit der Kolbenstange hoch ist.
Die vorliegende Erfindung wird in ihren Einzelheiten in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen:
Fig. 1 bis 14 Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung,
Fig. 1 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht, die einen Verwendungszustand einer hydraulischen Spannvorrichtung wiedergibt,
Fig. 2(a) bis 2(c) erläuternde Betriebsansichten der hydraulischen Spannvorrichtung,
Fig. 2(a) eine Ansicht, die einen Entspannzustand der Vorrichtung wiedergibt,
Fig. 2(b) eine Ansicht, die einen Übergangszustand des Umschaltens wiedergibt,
Fig. 2(c) eine Ansicht, die einen Spannzustand wiedergibt,
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2(a),
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2(b),
Fig. 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Spannmittel und eine Kontraktionsfeder wiedergibt,
Fig. 6 bis 9 andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6(a) bis 6(d) ein zweites Ausführungsbeispiel in erläuternden Betriebsansichten der hydraulischen Spannvorrichtung,
Fig. 6(a) eine Ansicht, die einen nichtspannenden Zustand wiedergibt,
Fig. 6(b) eine Ansicht, die einen rückgezogenen Zustand eines Spannmittels wiedergibt,
Fig. 6(c) eine Ansicht, die einen vorragenden Zustand der Spannmittel wiedergibt,
Fig. 6(d) eine Ansicht, die einen Spannzustand wiedergibt,
Fig. 7 eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels in einer Fig. 6(a) entsprechenden Ansicht,
Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Fig. 2(c) entsprechenden Ansicht,
Fig. 9 ein viertes Ausführungsbeispiel in einer Fig. 2(c) entsprechenden Ansicht,
Fig. 10 bis 14 jeweils Varianten der hydraulischen Spannvorrichtung,
Fig. 10 eine erste Variante in einer Fig. 1 entsprechenden Ansicht,
Fig. 11 eine zweite Variante in einer Teilansicht entsprechend Fig. 1, und
Fig. 12 eine dritte Variante in einer Fig. 11 entsprechenden Teilansicht.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 bis 5 zeigen das erste Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist ein einzuspannendes Werkstück dazu eingerichtet, durch eine hydraulische Klemme 3 auf der oberen Fläche eines ortsfesten Tisches 1 (Element A) fixiert zu werden. Die hydraulische Spannvorrichtung ist mit einem hydraulischen Zylinder 4 und einem Spannmittel versehen. Der hydraulische Zylinder 4 ist an der Unterseite des ortsfesten Tisches mittels einer Mehrzahl von Bolzen 6 fixiert, das Spannmittel 5 ist verriegelt mit dem oberen Abschnitt des hydraulischen Zylinders 4 verbunden. Die Spannvorrichtung 5 ist dazu eingerichtet, durch einen hydraulischen Druck in dem Hydraulikzylinder 4 niedergedrückt zu werden, so daß das Werkstück 2 fest an die obere Fläche des ortsfesten Tisches gedrückt werden kann.
Der Hydraulikzylinder 4 ist als Typ konstruiert, der von einer einfach wirkenden Feder 34 zurückgebracht wird. Das heißt, ein Kolben 9 ist vertikal gleitfähig in dem unterem Abschnitt des Hydraulikzylinderkörpers 8 in öldichter Weise aufgenommen. Eine Spannbetätigungs- Ölkammer 10 ist oberhalb des Kolbens 9 vorgesehen, eine Federkammer 11 ist unterhalb des Kolbens 9 vorgesehen. Die Spannbetätigungs-Ölkammer 10 kommuniziert mit einer - nicht dargestellten - Hydraulikdruckquelle über einen Zufuhr-Abfuhr-Anschluß 12. Auf der anderen Seite ist in der Federkammer 11 eine Kolbenrückbringfeder 13 vorgesehen, die durch eine Spiraldruckfeder gebildet ist. Eine Kolbenstange 14 ragt nach oben über die obere Fläche des Kolbens 9, so daß sie durch die obere Endwandung 16 des Zylinderkörpers 8 in öldichter Weise gleitend passiert. Weiter ist die Kolbenstange 14 dazu eingerichtet, vertikal gleitend durch die Durchgangsbohrung 17 des ortsfesten Tisches zu passieren, als auch durch eine Durchgangsbohrung 18 in dem Werkstück 2.
Die Kolbenstange 14 ist an ihrem oberen Abschnitt 19 mit der Spannvorrichtung 5, einer Kontraktionsfeder 20 und einem Expansionsneigungsnocken 21 versehen. Fig. 2 zeigt, daß wenigstens der untere Abschnitt 23 des Spannmittels 5 dazu eingerichtet ist, von der Kontraktionsfeder 20 nachgiebig in Richtung auf die zurückgezogene, nichtspannende Position Y radial nahe zu dem Umfang der Kolbenstange 14 gezwungen zu werden und andererseits in Richtung auf die spannende vorgerückte Position X radial entfernt von dem Umfang des Kolbens 14 gedrückt zu werden. Der erlaubte Hub L des Kolbens 9 in dem Zylinderkolben 8 ist in der vertikalen Richtung nicht größer als eine Strecke eingestellt, die durch Addieren eines Expansionshubs N des Spannmittels rnit einem Klemmbetätigungshub M erreicht wird.
Das Spannmittel 5 und die Kontraktionsfeder 20 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 bis 5 erläutert. Fig. 3 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2(a). Fig. 4 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 2(b) und Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die Spanninittel 5 und die Kontraktionsfeder 20 zeigt.
Das Spannmittel 5 weist drei Stücke von Spannelementen 25, 25, 25 auf, die kreisförmig angeordnet sind. Die jeweiligen Klemmelemente 25 sind dazu eingerichtet, radial expansiv und kontraktiv bezüglich der Kolbenstange 5 verschoben zu werden. D. h., die jeweiligen Kleinmelemente 25, die in einer Kreisform angeordnet sind, sind an der mittleren Höhe ihres inneren Umfanges mit die Expansion und die Kontraktion führenden Umfangskerben 26 versehen. Ein Expansions- und Kontraktionsführungsring 27 ist fest an dem oberen Abschnitt 19 der Kolbenstange 14 angesetzt und gleitend mit den Expansionsund Kontraktionsführungsumfangskerben 26 verbunden. Weiter ist ein Führungsmittel zum Führen der jeweiligen Spannelemente 25 linear in radialer Richtung der Kolbenstange 14 vorgesehen. D. h., ein Stangenausgangsabschnitt 28 ist durch diametrale Vergrößerung des Stangenausgangsabschnitts 19 gebildet. Drei radiale Führungskanäle 29, 29, 29 sind an der Unterseite des Kolbenausgangsabschnitts 28 ausgebildet. Führungsstifte 30 ragen von den oberen Flächen der jeweiligen Spannelemente 25 derart vor, daß sie gleitend geführt werden und in Eingriff sind mit den Führungskanälen 29. Entsprechend sind die Klemmelemente 25 gleitend nur in radialer Richtung relativ zu der Kolbenstange 14 geführt.
Federaufnahmekerben 31 sind an den äußeren Umfangsflächen der jeweiligen Klemmelemente 25 ausgebildet, die Kontraktionsfeder 20 ist um die Federaufnahmekerben 31 montiert. Fig. 5 zeigt, daß die Kontraktionsfeder 20 aus einer Spiralplattenfeder besteht. Die Federweite an einem der gegenüberliegenden Längsendabschnitte der Plattenfeder ist nach unten verengt, dagegen ist die Federbreite an dem anderen Endabschnitt nach oben verengt. In dem expandierten Zustand der Feder, in dem das Spannmittel 5 in die klemmende vorgerückte Position X gewechselt wird, kann, weil die Gesamtfederbreite der überlappenden Längsgegenendabschnitte der Kontraktionsfeder 30 der Federbreite seines anderen Abschnitts fast gleich gemacht werden. Die Federkraft der Kontraktionsfeder 20, die in der Umfangsrichtung wirkt, kann so ausgeglichen werden. Entsprechend kann, wenn das Spannmittel 5 umgewechselt wird von der spannenden vorgerückten Position X in die nicht spannende zurückgezogene Position Y die jeweiligen Spannelemente sanft nach innen gleiten.
Im folgenden wird die Expansionsschräge 21 unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert werden.
Ein Führungszylinder 33 ragt von der oberen Endwandung 16 des Zylinderkörpers 8 nach oben. In einem ringförmigen Raum zwischen dem Führungszylinder 33 und der Kolbenstange 14 ist die zylindrische Expansionsschräge 21 vertikal gleitbar vorgesehen. Die Expansionsschräge 21 wird mittels einer Druckfeder 34 nachgiebig nach oben gezwungen und von einem Aufschieben um nicht weniger als einen vorgegebenen von einem inneren Stoppflansch 35 des Führungszylinders 33 gehindert. Eine sich verjüngende Nockenfläche 36 ist an dem oberen Abschnitt der Expansionsschräge 21 vorgesehen und dazu eingerichtet, durch eine nachgiebige Kraft der Druckfeder 34 in Berührung mit einer Nockeneingriffsfläche 37, die an den unteren inneren Umfangsflächen der jeweiligen Klemmelemente 25 ausgebildet ist, gebracht zu werden.
Die hydraulische Klemme 3 ist dazu eingerichtet, zu dem Zeitpunkt des Spannvorgangs und des Entspannvorgangs, wie dies in den Fig. 2(a) bis 2(c) gezeigt ist, umgewechselt zu werden.
Fig. 2(a) zeigt den entspannten Zustand, in dem der Kolben 9 durch den die Kolben 13 zurückführende Feder auf den Totpunkt angehoben ist, so daß das Spannmittel 5 in die nichtspannende zurückgezogene Position Y wechselt.
Wenn das Werkstück 2 ausgewechselt wird, wird es zunächst äußerlich auf den Kolben 14 von dessen Unterseite gepaßt, so daß er auf die obere Fläche des ortsfesten Tisches 1 derart aufgesetzt wird, wie dies in Fig. 2(a) gezeigt ist. Sodann wird die Spannbetätigungsölkammer 10 in dem Zylinderkörper 2 mit einem Drucköl durch den Ölzufuhr/Abfuhr-Anschluß 12 versorgt. Daraufhin wird der Kolben 12 durch den hydraulischen Druck gegen die nachgiebige Kraft der Kolbenrückstellfeder 13 nach unten gedrückt, so daß das Spannmittel durch den Ausgangsabschnitt 28 der Kolbenstange 14 niedergedrückt werden kann.
In diesem Zustand, in dem die expandierende Betätigung des Spannmittels ausgeführt wird, während des Wechsels von dem in Fig. 2(a) gezeigten Zustand in den in Fig. 2(b) gezeigten Zustand, werden der Kolben 9 und die Kolbenstange 14 um eine Strecke, die dem Expansionshub N des Spannmittels entspricht, abgesenkt. Entsprechend wird das Spannmittel 5 radial nach außen entlang des Expansions- und Kontraktionsverschiebungsführungsrings 27 radial nach außen gegen die nachgiebige Kraft der Kontraktionsfeder 20 bewegt, so daß es von der nichtspannenden zurückgezogenen Position Y zu der spannenden vorgerückten Position X überwechselt.
Unter einem solchen Zustand, in dem die Spannbetätigung während des Umwechselns von dem in Fig. 2(b) gezeigten Zustand in den in Fig. 2(c) gezeigten Zustand durchgeführt wird, sind der Kolben 9 und die Kolbenstange 14 zum Absenken um eine Strecke eingerichtet, die dem Spannbetätigungshub M entspricht, der geringer ist als der Expansionshub N des Spannmittels. Der Stangenausgangsabschnitt 28, der an dem oberen Abschnitt der Kolbenstange 14 ausgebildet ist, drückt das Klemmittel nach unten und preßt das Werkstück 2 fest gegen den unteren Abschnitt 23 des Klemmittels 5. Zu dem Zeitpunkt des Umwechselns von dem in Fig. 2(c) gezeigten Spannzustand in den in Fig. 2(a) gezeigten Endspannzustand wird der Öldruck von der Spannbetätigungsölkammer 10 weggenommen, so daß der Kolben 9 zu dem oberen Totpunkt durch die nachgiebige Kraft der Kolbenrückstellfeder 13 zurückgebracht wird. In diesem Fall wird der Expansions- und Kontraktionsschiebeführungsring 27 gemeinsam mit dem Anstieg der Kolbenstange 14 bewegt. Während des Übergangs von dem in Fig. 2(b) gezeigten Zustand in den in Fig. 2(a) gezeigten Zustand wird ein Anstieg der Expansionsschräge 21 durch den inneren Stoppflansch 35 verhindert. Das jeweilige Spannmittel 25 wird dagegen kontinuierlich durch den Expansions- und Kontraktionsschiebeführungsring 27 angehoben, so daß das Spannmittel von der spannenden vorgerückten Position X in die nichtspannende zurückgezogene Position Y durch die nachgiebige Kraft der Kontraktionsfeder 20 umgewechselt werden kann.
Da das Spannmittel 5, wie oben erwähnt, mit dem Kolben 5 des Hydraulikzylinders 4 verriegelt umgewechselt wird, ist es nicht erforderlich, das Klemmittel 5 manuell zu betätigen, der Spannvorgang und der Entspannvorgang für die hydraulische Spannvorrichtung 3 wird einfach.
Bei dem Automatisieren des Vorgangs zum Vorrücken und Rückziehen der Spannmittel 5 radial bezüglich des Umfangs der Kolbenstange 14 ist die Betätigungseinrichtung zum Anbringen und Lösen des Spannmittels 5 anders als bei der hydraulischen Klemme nach der bekannten Konstruktion (siehe Fig. 15 und 16 oder 17) nicht erforderlich, da die Position des Spannmittels mit dem Betrieb des Hydraulikzylinders 5 verriegelt umgestellt wird. Weiter ist eine Steuereinrichtung wie bei der üblichen Konstruktion erforderlich, da bei dem Verschieben des Kolbens um die jeweiligen Hübe M, N der Vorgang für das Positionswechseln des Spannmittels 5 und der Spann- und Entspannvorgang des hydraulischen Zylinders gesondert ist. Auf diese Weise kann die hydraulische Spannvorrichtung 3 in ihrer Konstruktion vereinfacht und in ihrer Größe klein gemacht werden, da die Betätigungseinrichtung zum Anbringen und Lösen des Spannmittels 5 als auch die Steuervorrichtung für den Betriebsvorgang entfallen.
Da die Spannmittel 5 im wesentlichen gleichmäßig zu der Position von dem Umfang der Kolbenstange 14 entfernt expandiert werden zu dem Zeitpunkt des Umstellens von der nichtspannenden zurückgezogenen Position Y zu der spannenden vorgerückten Position X, ist der untere Abschnitt 23 des Spannmittels um den Gesamtumfang des Stangenausgangsabschnitts 28 angeordnet. Die Öffnungen, die nicht drücken können, können erheblich reduziert werden und eine ausreichend große Druckfläche kann zuverlässig erreicht werden. Infolgedessen kann die Druckkraft auf das Spannmittel 5 vergrößert werden, die Spannfähigkeit der hydraulischen Klemmvorrichtung 3 wird vergrößert.
Da die Druckfläche des Spannmittels 5 ausreichend groß ist, kann der Druck pro Flächeneinheit an der Kontakt fläche des Spannmittels 5 mit dem Stangenausgangsabschnitt 28 verkleinert werden. Da das Spannmittel 5 im wesentlichen gleichförmig um den Gesamtumfang des Stangenausgangsabschnitts 28 angeordnet ist, entstehen an der Kolbenstange 14 kaum eine Spannungskonzentration oder eine Biegespannung. Infolgedessen ist die Dauerhaftigkeit des Kolbens 14 verbessert.
Fig. 6 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die hydraulische Klemme 38 ist derart konstruiert, daß der obere Abschnitt 19 der Kolbenstange 14 unterhalb der oberen Fläche des ortsfesten Tisches 39 (des festen Elements A) rückgezogen werden kann. Die Komponenten, die denjenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind durch entsprechende Symbole bezeichnet.
Fig. 6 zeigt den nichtspannenden Zustand. Ein Pneumatikzylinderkörper 41 eines Pneumatikzylinders 40 ist an der Unterseite eines ortsfesten Tisches 39 befestigt. Der Zylinderkörper 8 des Hydraulikzylinders 4 wird vertikal gleitend von dem oberen Abschnitt des Pneumatikzylinderkörpers 41 aufgenommen. Ein Pneumatikkolben 42 wird von dem unteren Abschnitt des Pneumatikzylinderkörpers 41 vertikal gleitbar in einer luftdichten Weise aufgenommen. Das obere Ende einer Pneumatikkolbenstange 43, die von dem Pneumatikkolben 42 nach oben ragt, ist mit dem Zylinderkörper 8 des Hydraulikzylinders 4 verbunden. Eine pneumatische Betätigungskammer 44 ist oberhalb des Pneumatikkolbens 42 in Kommunikation mit einer Pneumatikquelle (nicht gezeigt) über einen Luftzufuhr/Abfuhr-Anschluß 45 vorgesehen. Eine aufsteigende Feder 47 ist in einer Federkammer 46 unterhalb des Pneumatikkolbens 42 vorgesehen. Das Bezugszeichen 20 gibt die Kontraktionsfeder für das Spannmittel 5 an, das Bezugszeichen 21 ist die Expansionsschräge dafür.
Die Hydraulikspannvorrichtung 38 mit diesem Aufbau arbeitet wie im folgenden dargestellt.
Während des Entspannzustands, der in Fig. 6(a) gezeigt ist, sind der Zufuhr/Abfuhr-Anschluß 12 des Hydraulikzylinders 4 und der Luftzufuhr/Abfuhranschluß 45 des Pneumatikzylinders 40 nicht einem Druck unterworfen. Der Zylinderkörper 8 wird durch die nachgiebige Kraft der aufsteigenden Feder 47 angehoben, der obere Abschnitt 19 der Stange des Hydraulikzylinders 4 ragt nach außen über die Oberfläche des ortsfesten Tisches 39.
In diesem in Fig. 6(a) gezeigten Zustand wird Druckluft der Pneumatikbetätigungskammer 44 durch den Luftzufuhr/Abfuhranschluß 45 zugeführt. Der Zylinderkörper 8 des Hydraulikzylinders 4 wird daraufhin, wie in Fig. 6(b) gezeigt, durch den Pneumatikkolben 42 und die Pneumatikkolbenstange 43 abgesenkt. Der obere Abschnitt der Stange wird unterhalb der Oberfläche des ortsfesten Tisches 39 rückgezogen. In diesem Zustand ist ein Werkstück 48 (ein zu fixierendes Element B) dazu eingerichtet, entlang der Oberfläche des ortsfesten Tisches 39 bewegt zu werden.
In diesem Zustand, in dem das Werkstück 48 auf die Oberfläche des ortsfesten Tisches 39 plaziert wird, wird die Druckluft in der pneumatischen Betätigungskammer 44 durch den Luftzufuhr/Abfuhranschluß 45 abgelassen. Der Zylinderkörper 8 wird, wie in Fig. 6(c) gezeigt, durch die nachgiebige Kraft der aufsteigenden Feder 47 angehoben, so daß der obere Abschnitt 19 der Stange über die Oberfläche des Werkstücks 48 ragt.
In diesem in Fig. 6(c) gezeigten Zustand wird Öl unter Druck der Spannbetätigungsölkammer 10 in dem Zylinderkörper 8 des Hydraulikzylinders 4 zugeführt. Das Spannmittel 5 wird daraufhin, wie in Fig. 6(d) gezeigt, durch den Kolben 9 und die Kolbenstange 14 derart nach unten gedrückt, daß das Werkstück 48 fest durch das Spannmittel 5 auf den ortsfesten Tisch 39 gedrückt wird.
Fig. 7 zeigt eine Variante des in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiels und ist eine Fig. 6(a) entsprechende Darstellung.
Bei dieser hydraulischen Spannvorrichtung 49 ist ein Pneumatikkolben 53 eines Pneumatikzylinders 52 einstückig mit dem oberen Endabschnitt eines Zylinderkörpers 51 eines Hydraulikzylinders 50 ausgebildet. Eine pneumatische Betätigungskammer 54 ist oberhalb des Pneumatikkolbens 53 vorgesehen. Die pneumatische Betätigungskammer 54 kommuniziert mit dem Luftzufuhr/Abfuhranschluß 56 durch eine Kommunikationskerbe 55. Eine aufsteigende Feder 59 ist zwischen einem Kolben 57 des Hydraulikzylinders 50 und der Bodenwandung einer Federkammer 58 des Pneumatikzylinders 52 befestigt.
Fig. 8 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine einen Zylinder bildende Rolle 63 (ein einzuspannendes Element B) dazu eingerichtet, lösbar mit einem Rahmen 62 (einem ortsfesten Element A) einer Formmaschine 61 durch eine hydraulische Klemmvorrichtung 64 angesetzt zu werden. Der Rahmen 62 ist dazu eingerichtet, einen Zylinderkörper 66 eines Hydraulikzylinders 65 drehbar zu stützen. Eine Keilriemenscheibe 67 ist fest an dem rechten Endabschnitt des Zylinderkörpers 66 angesetzt. Ein innerer Flansch 68, der an den rechten Endabschnitt der Formrolle 63 ausgebildet ist, ist dazu eingerichtet, fest auf den linken Endabschnitt des Zylinderkörpers 66 durch das Klemmittel 69 gedrückt zu werden. Unter Druck stehendes Öl ist dazu eingerichtet, der Spannbetätigungsölkammer 70 in dem Zylinderkörper 66 durch eine Drehverbindung 71 und einen Hydraulikschlauch 72 zugeführt zu werden. Das Bezugszeichen 73 gibt die Kolbenstange, das Bezugszeichen 74 eine Kontraktionsfeder und das Bezugszeichen 75 eine Expansionsschräge an.
Bei dieser Konstruktion ist es ausreichend, in dem Fall, daß die Außenfläche der zylindrischen Formrolle 63 durch erhebliche Abnutzung oder dgl. beschädigt ist, nur die Formrolle 63 auszutauschen. Anders als bei der üblichen Einheit einer Formrolle ist es nicht erforderlich, die ganze Rollenanordnung auszuwechseln. Entsprechend ist die Formmaschine 61 wirtschaftlich, da die Anzahl der auszutauschenden Komponenten bei der Wartung verringert wird.
Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist der rechte Abschnitt des Zylinderkörpers 77 eines Hydraulikzylinders 76 mit einem ortsfesten Rohr 78 (einem ortsfesten Element A) verschraubt und fest verbunden. Ein zu verbindendes Rohr 79 (das einzuspannende Element B) ist dazu eingerichtet, fest auf den linken Endabschnitt des Zylinderkörpers 77 durch ein Einspannmittel 80 gedrückt zu werden. Ein Kolben 81 und eine Kolbenstange 82 des Hydraulikzylinders 76 sind in einer zylindrischen Konfiguration derart ausgebildet, daß die beiden Rohre 78, 79 miteinander kommunizieren können.
Fig. 10 bis 14 zeigen Varianten einer hydraulischen Spannvorrichtung.
Fig. 10 ist eine Fig. 1 entsprechende Ansicht, die die erste Variante zeigt. In dieser Variante ist der untere Abschnitt einer Expansionsschräge 84 in der unteren Endwandung 86 eines zylindrischen Körpers 85 aufgenommen, der vertikal in öldichter Weise gleitbar ist. Ein äußerer Anschlagflansch 87 ist an dem unteren Ende der Expansionsschräge 84 ausgebildet, so daß die Expansionsschräge 84 durch den äußeren Anschlagflansch 87 daran gehindert werden kann, nach oben um nicht weniger als einen vorgegebenen Hub von der hydraulischen Kraft, die in der Klemmbetätigungsölkammer 88 als auch durch die nachgiebige Kraft der Druckfeder 89 ausgeübt wird, nach oben verschoben zu werden. Die Expansionsschräge 84 kann derart konstruiert sein, daß sie wenigstens bezüglich der Kolbenstange 91 abgesenkt wird zu dem Zeitpunkt der Spannbetätigung eines Spannmittels 90. Auf die Druckfeder 89 kann verzichtet werden, so daß die Expansionsschräge 84 nur durch einen hydraulischen Druck als nach oben gerichtete Druckkraft gedrückt wird.
Fig. 11 zeigt die zweite Variante und ist eine Fig. 1 entsprechende Teilansicht. Eine Expansionsschräge 95 ist einstückig mit dem unteren Abschnitt eines oberen Stangenabschnitts 94 einer Kolbenstange 93 ausgebildet.
Ein Stangenausgangsabschnitt 96 ist oberhalb der Expansionsschräge 95 angeordnet. Eine sich nach unten verjüngende Nockenfläche 97 der Expansionsschräge 95 wird in Berührung mit einer Nockengegenfläche 99 eines Spannmittels 98 mittels einer Druckfeder 100 gebracht. Die Druckfeder 100 ist zwischen einem unteren Federhalter 102, der an einem Zylinderkörper 101 befestigt ist, und einem oberen Federhalter 103, der vertikal um ein vorgegebenes Ausmaß bezüglich des unteren Federhalters 102 angeordnet ist, vertikal verschiebbar. Expansionsund Kontraktionsschiebeführungskerben 105 des Klemmittels 98 sind gleitbar mit einem Expansions- und Kontraktionsschiebeführungsring 104 in Eingriff, der an dem oberen Ende des oberen Federhalters 103 ausgebildet ist. Ein Mittel zum Führen des Einspannmittels 98 radial und linear weist Führungsstifte 106 auf, die von dem oberen Federhalter 103 und den Führungskanälen 108, die in den jeweiligen Einspannmitteln 107 ausgebildet sind, vorragen.
Fig. 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel wird durch eine weitere Abwandlung des in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiels gewonnen. Ein Stangenausgangsabschnitt 111 ist in dem unteren Abschnitt eines Expansionsschrägnockens 110 angeordnet.

Claims

1. Eine hydraulische Spannvorrichtung vorn Zylindertyp mit einem Hydraulikzylinder (4) und einem Einspannmittel (5) , mit:

einem Hydraulikzylinderkörper (8), und

einem Kolben (9), der eine Kolbenstange (14) aufweist, die nach oben durch eine obere Stirnwand des Zylinderkörpers (8) vorragt, und der an seinem oberen Abschnitt (19) das Einspannmittel (5) aufweist, wobei das Klemmittel (5) dazu eingerichtet ist, nach unten gedrückt zu werden durch eine Kraft, die von dem Kolben (9) und die Kolbenstange (14) unter der Wirkung eines hydraulischen Drucks eines unter Druck stehenden Öls ausgeübt wird, das zu einer Spannbetätigungsölkammer (10), die in dem Zylinderkörper (8) vorgesehen ist, geliefert wird, wodurch ein einzuspannendes Werkstück (2, B) das außen auf die Kolbenstange (14) aufgesetzt ist, von dessen Oberseite zwischen dem Zylinderkörper (8) und das Klemmittel (5) gedrückt wird, ein unterer Abschnitt (23) des Einspannmittels (5) dazu eingerichtet ist, zwischen einer vorgerückten Spannposition radial von dem Umfang der Kolbenstange (14) und einer entspannten, zurückgezogenen Position radial nahe dem Umfang der Kolbenstange (14) bewegt zu werden,

einem zulässigen Hub (L) für den Kolben (9) in dem Zylinderkörper (8), der nicht kleiner ist als der Abstand, der gewonnen wird durch Addieren eines Klemmittelexpansionshubabstands (N) zu einem Spannbetätigungshubabstand (M), und

das Einspannmittel (5), das in einem Expansionsbetriebszustand des Einspannmittels arbeitet, in dem der Kolben (9) und die Kolbenstange (14) abgesenkt sind um einen Abstand, der dem Expansionshubabstand (N) des Einspannmittels von dessen oberen Todpunkt entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Einspannmittel (5) nachgiebig durch eine Kontraktionsfeder (20) in Richtung auf die nichtspannende zurückgezogene Position gezwungen wird, und umgekehrt, durch ein Zusammenwirken Tnit einer Expansionsschräge (21) in Richtung auf die vorgerückte Einspannposition gedrückt wird,

das Einspannmittel (5) dazu eingerichtet ist, sich durch die Expansionsschräge (21) expandierend gegen die Kontraktionsfeder (20) von der nichtspannenden zurückgezogenen Position in die spannende vorgerückte Position gedrückt zu werden, und in einem Einspannbetätigungszustand, in dem der Kolben (9) und die Kolbenstange (14) abgesenkt wird um einen Abstand des Einspannbetätigungshubs (M), der geringer ist als der Expansionshub (N) des Einspannmittels,

das Einspannmittel (5) dazu eingerichtet ist, durch einen Stangenausgangsabschnitt, der an dem oberen Abschnitt der Kolbenstange (14) angeordnet ist, nach unten gedrückt zu werden, das Einspannmittel (5) eine Mehrzahl von Einspannelementen (25), die ringförmig angeordnet sind, aufweist, und

einen Expansions- und Kontraktionsschiebeführungs ring (27), der mit den Expansions- und Kontraktionsschiebeführungsumfangskerben (26) in Eingriff ist, um die Klemmittel radial und gleitend zu führen, parallel von der nichteinspannenden zurückgezogenen Position (Y) in die einspannende vorgerückte Position (X) in den Expansionsbetätigungszustand in dem Klemmittel, in dem der Kolben (9) betätigt wird, um sich nach unten zu bewegen um einen Abstand des Klemmittelexpansionshubs (N) und umgekehrt derart, daß der Expansions- und Kontraktionsschiebeführungsring (27) das jeweilige Einspannmittel (25) von der Expansionsschräge (28) in dem Kontraktionszustand des Klemmittels lösen kann, in dem der Kolben (9) betätigt wird, um sich nach oben zu bewegen um einen Abstand, der dem Expansionshub (N) des Einspannmittels entspricht.

2. Hydraulische Spannvorrichtung vom Zylindertyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontraktionsfeder (20) aus einer Spiralplattenfeder besteht, die um eine Mehrzahl von in einer Ringform angeordneten Spannelemente (25) aufgesetzt ist.

3. Hydraulische Spannvorrichtung vom Zylindertyp nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (8) des Hydraulikzylinders (4) fest an einem ortsfesten Element (A) befestigt ist.

4. Hydraulische Spannvorrichtung vom Zylindertyp nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (8, 77) der hydraulischen Spannvorrichtung (38, 49) dazu eingerichtet ist, nach oben und nach unten durch eine von einem pneumatischen Zylinder (40, 52) gelieferten Kraft betätigt zu werden.

5. Hydraulische Spannvorrichtung vom Zylindertyp nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Element (A) und das einzuspannende Werkstück (B) jeweils Rohre (78, 79) sind.

6. Hydraulische Spannvorrichtung vom Zylindertyp nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (8) des hydraulischen Zylinders drehbar von dem ortsfesten Element getragen wird.