-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Spanneinrichtung zur Fixierung eines Einzugsbolzens an einem
Maschinentisch, einer Grundplatte o. dgl., mit einem Kolben, der
in einer Zylinderbohrung unter Bildung eines Druckraums bewegbar
angeordnet ist, einem die Zylinderbohrung auf der dem Druckraum
gegenüberliegenden
Seite verschließenden
Deckel, einer Aufnahme, die in dem Kolben und/oder dem Deckel ausgebildet
ist und in die ein Einzugsbolzen eingesetzt werden kann, und einem
Spannmechanismus, um einen Einzugsbolzen in der Aufnahme zu fixieren,
wobei der Spannmechanismus durch Verstellung des Kolbens zwischen
einer Spannstellung, in die er durch Federelemente, die in einem
zwischen dem Kolben und dem Deckel vorgesehenen Federraum angeordnet
sind, gedrückt
wird, und einer Freigabestellung, in die er durch Beaufschlagung
des Druckraums mit einem Hydraulikmittel gebracht werden kann, betätigbar ist.
-
Mechanisch-hydraulisch arbeitende
Spanneinrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der
DE 298 04 730 U1 bekannt
und werden in der Praxis eingesetzt, um Werkstücke am Maschinentisch einer Werkzeugmaschine
zu fixieren. Hierzu wird das zu bearbeitende Werkstück in der
Regel zunächst
auf eine Trägerplatte
aufgespannt, und anschließend wird
die ganze Einheit bestehend aus Trägerpalette und Werkstück über mehrere
Einzugsbolzen, die an der Rückseite
der Trägerpalette
vorgesehen und als Zentrierelemente ausgebildet sind, an der Werkzeugmaschine
festgespannt, indem die Einzugsbolzen in die Aufnahmen der am Maschinentisch
vorgesehenen Spanneinrichtungen eingesetzt und darin festgespannt
werden.
-
Bei den bekannten mechanisch-hydraulischen
Spanneinrichtungen, von denen die vorliegende Erfindung ausgeht,
erfolgt die Betätigung
des Spannmechanismus, indem der Kolben zwischen einer Spannstellung
und einer Freigabestellung verstellt wird, wobei er in die Spannstellung
durch Federelemente, die in einem zwischen dem Kolben und dem Deckel
vorgesehenen Federraum angeordnet sind, gedrückt wird und aus dieser durch
Beaufschlagung des Druckraums mit einem Hydraulikmittel in die Freigabestellung
gebracht werden kann.
-
Eine Problematik, die in der Praxis
immer wieder auftritt, besteht darin, daß aufgrund der häufigen Auf-
und Abbewegung des Kolbens in dem Federraum ein Unterdruck entstehen
und insbesondere bei auftretendem Dichtungsverschleiß auch Kühlflüssigkeit
in den Federraum eindringen kann. Dies kann zu Zwangsverschlüssen führen, indem
die eingetretene Flüssigkeit
nicht schnell genug aus dem Fe derraum entweichen kann und somit
der Kolben nicht mehr in die obere Freigabestellung gedrückt werden kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher,
eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß Fehlfunktionen
vermieden werden können.
-
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Federraum
mit der Aufnahme durch wenigstens einen Flüssigkeitsablaufkanal – nachfolgend
auch Ablaufkanal genannt – verbunden
ist, der der an seinem einen Ende in den Bodenbereich des Federraums
mündet,
und durch den die Flüssigkeit, die
sich in dem Federraum sammelt, in die Aufnahme ablaufen kann.
-
Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Flüssigkeitsablaufkanäle zwischen
Federraum und der Aufnahme für
den Einzugsbolzen wird erreicht, daß sich im Federraum praktisch
keine Flüssigkeit sammeln
kann, sondern Kühlflüssigkeit,
die in den Federraum eintritt, in die Aufnahme abfließt. Außerdem wird
auch die Entstehung eines Unterdrucks im Federraum wirksam vermieden,
da in umgekehrter Weise über
den Flüssigkeitsablaufkanal
auch Luft in den Federraum eintreten kann.
-
An seinem aufnahmeseitigen Ende mündet der
Ablaufkanal zweckmäßigerweise
in den Bodenbereich der Aufnahme, wobei das federraumseitige Ende
höher als
das aufnahmeseitige Ende liegen sollte. Durch diese Ausbildung wird
erreicht, daß abfließende Kühlflüssigkeit
nicht mit Bauteilen, die in der Aufnahme liegen, oder mit dem Einzugsbolzen
in Kontakt kommt .
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist
vorgesehen, daß in
den Federraum ein Lufteinblaskanal mündet, durch den Druckluft in
den Federraum und von diesem über
den Ablaufkanal weiter in die Aufnahme geblasen werden kann. Durch
die vorgesehene Ausblasung kann die Aufnahme von Schmutz und Flüssigkeit,
die sich darin sammeln, befreit werden, wobei der Kolben bei dieser
Konstruktion im vergleich zu bekannten Lösungen, wie sie beispielsweise
aus der
DE 197 57 430
C bekannt sind, nur unmerklich geschwächt wird.
-
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter
Ausgestaltungen wird auf die Unteransprüche sowie auf die nachfolgende
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der
Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung
mit eingesetztem und festgespanntem Einzugsbolzen im Längsschnitt.
-
Zu der Spanneinrichtung 1,
die an einem Maschinentisch, einer Grundplatte o. dgl. montiert
sein kann, gehört
ein Zylinder 3, der an seinem oberen Ende offen ist und
durch geeignete Spannmittel am Maschinentisch fixiert werden kann.
In die Zylinderbohrung 4 des Zylinders 3 ist unter
Bildung eines Druckraums 5 ein Kolben 6 axial
bewegbar eingesetzt, wobei der Ringspalt zwischen Zylinderbohrung 4 und
Kolben 6 durch einen O-Ring 7 abgedichtet ist. In den
Boden der Zylinderbohrung 4 mündet ein im Zylinder 3 ausgebildeter
Hydraulikmittelkanal 8, durch welchen dem Druckraum 5 über eine
im Maschinentisch vorgesehene Zuführleitung ein Hydraulikmittel
wie beispielsweise Öl
zugeführt
werden kann.
-
Die offene Oberseite des Zylinders 3 ist durch
einen Dekkel 9 verschlossen, der am Zylinder 3 festgeschraubt
und zentriert gehalten ist, wozu der Deckel 9 zylinderseitig
einen Zentrieransatz 9a aufweist, der paßgenau zum
Durchmesser der Zylinderbohrung 4 dimensioniert ist.
-
Zwischen dem Deckel 9 und
dem Kolben 6 ist ein im wesentlichen geschlossener Federraum 2 vorgesehen,
der im wesentlichen von einem Ringraum in der Kolbenoberseite gebildet
wird und in dem ein Tellerfederpaket 10 angeordnet ist,
das den Kolben 6 in Richtung des Bodens der Zylinderbohrung 4 nach
unten beaufschlagt.
-
In der dem Druckraum 5 gegenüberliegenden
Oberseite des Kolbens 6 ist eine Sackbohrung vorgesehen,
die eine Aufnahme 11 für
einen Einzugsbolzen 12 bildet, welcher in die Aufnahme 11 durch
eine im Deckel 9 vorgesehene Durchgangsbohrung 13 eingesetzt
ist. Zur Erleichterung und Führung
dieses Einsetzvorgangs ist in der Durchgangsbohrung 13 ein
hülsenförmiges Führungselement 14 vorgesehen,
und zur exakten Positionierung des Einzugsbolzens 5 in
der Spanneinrichtung 1 ist der obere Bereich der Durchgangsbohrung 13 in
Passung zu einem Flansch 12a des Einzugsbolzens 12 dimensioniert.
-
Zur Fixierung des Einzugsbolzens 12 in
der Aufnahme 11 ist ein Spannmechanismus vorgesehen. Dieser
umfaßt
in an sich bekannter Weise einen in die Aufnahme 11 eingesetzten
Kugelkäfig 15,
in dem mehrere Kugeln 16 radial verstellbar gehalten sind.
Die Kugeln 16 können
in einer oberen Freigabestellung des Kolbens 6 in eine
Nut 17 in der Wandung der Aufnahme 11 nach außen ausweichen,
so daß ein
Einzugsbolzen 12 in den Kugelkäfig 15 eingesetzt und
aus diesem herausgenommen werden kann, und sie werden in der unteren
Spannstellung des Kolbens 6 durch die Wandung der Aufnahme 11 an
einem solchen Ausweichen gehindert.
-
Die Spannstellung, die in der Zeichnung
dargestellt ist, nimmt der Kolben 6 dabei dann ein, wenn der
Druckraum 5 drucklos ist und der Kolben 6 durch das
Tellerfederpaket 10 nach unten gedrückt wird. In dieser Spannstellung
hält eine
obere Schrägfläche 18 der
Nut 17 die Kugeln 16 in Eingriff mit dem Eingriffsbolzen 12,
so daß dieser
festgespannt wird. Wenn jetzt der Druckraum 5 über den
Hydraulikmittelkanal 8 mit einem Druckmittel beaufschlagt
wird, wird der Kolben 6 entgegen der Rückstellkraft des Tellerfederpakets 10 nach
oben in seine Freigabestellung gedrückt, in der die Nut 17 den
Kugeln 16 Raum läßt, radial
nach außen
auszuweichen, so daß der
Einzugsbolzen 12 aus der Spanneinrichtung 1 herausgenommen
bzw. dann auch wieder in diese eingesetzt werden kann. Der Hub des
Kolbens 6 ist dabei so gewählt, daß der Einzugsbolzen 12 durch den
Boden der Aufnahme 11 nach oben gedrückt wird, um das Entfernen
des Einzugsbolzens 12 zu erleichtern.
-
Durch die regelmäßige Auf- und Abwärtsbewegung
des Kolbens kann ein Unterdruck in dem Federraum 2 auftreten,
und außerdem
kann – insbesondere
bei Verschleiß des
zwischen Kolben 6 und Deckel 9 vorgesehenen O-Rings 21 – Kühlflüssigkeit
in den Federraum 2 eindringen. Um hierdurch bedingte Funktionsstörungen zu
vermeiden, ist in dem Kolben 6 ein Ablaufkanal 19 vorgesehen,
der den Federraum 2 mit der Aufnahme 11 verbindet.
Dieser Ablaufkanal 19 mündet
dabei an seinem einen Ende in den Bodenbereich des Federraums 2 und
an seinem anderen Ende in den Bodenbereich der Aufnahme 11,
wobei das federraumseitige Ende höher als das aufnahmeseitige
Ende liegt, so daß Flüssigkeit
gut aus dem Federraum 2 abfließen kann.
-
Außerdem mündet in den Federraum 2 ein Lufteinblaskanal 20,
durch den Druckluft in den Federraum 2 und von dort über den
Ablaufkanal 19 weiter in die Aufnahme 11 geblasen
werden kann, um diese von Schmutzpartikels etc. zu reinigen.