DE2229538A1

DE2229538A1 - Pneumatische spannvorrichtung

Info

Publication number: DE2229538A1
Application number: DE2229538A
Authority: DE
Inventors: Max Mayer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-16
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1973-10-18
Also published as: DE2314572C3; DE2314572B2; DE2229538B2; DE2314572A1

Description

Max Mayer, Masclinenbau GmbH., 7911 Burlafingen, Kreis Neu-Ulm/Do.

Pneumatische Spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Spannvorrichtung zum Festlegen von Werkstücken mit zwei Spannzylindern unterschiedlichen Durchmessers, von,denen der erste kleineren Durchmessers den Vorlauf mit kleiner Schubkraft bewirkt, während der zweite Hauptspannzylinder größeren Durchmessers die Spannkraft am Ende des" Vorlaufs liefert.

Derartige Sicherheits-Spannzylinder haben die Aufgabe, Unfälle wie z.B. Handquetschungen usw., zu vermeiden, die durch die hohe Stoßkraft der handelsüblichen Pneumatikzylinder entstehen können, wenn die Bedienungsperson vorschriftswidrig die Hände .zwischen die zusammengedrückten Teile hält. Bei Spannzylindern herkömmlicher Ausführung kommt es immer wieder vor, daß die Bedienungsperson einer Maschine durch ungewolltes Betätigen Hand- oder Pingerverletzungen erleidet, wenn sie durch Unachtsamkeit mit der Hand zwischen Werkstück und Spannzylinder-Druckplatte faßt.

Aus Sicherheitsgründen wird daher angestrebt, den Vorlauf mit stark verringerter Schubkraft zu bewirken und erst dann, wenn eine Berührung zwischen Druckplatte und Werkstück hergestellt ist, die volle Stoßkraft zu erzeugen.

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Bei einer bereits vorgeschlagenen Spannvorrichtung der eingangs genannten Bauart sind zwei übereinander angeordnete Zylinder unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen, die nacheinander wirksam werden. Das Umschalten von der geringen Schubkraft auf die sehr viel höhere Spannkraft erfolgt dabei durch eine außerhalb der Zylinder liegende Steuerung, die es erforderlich macht, zwei Luftleitungen zum Spannelement zu führen, wobei die eine Leitung den Zylinder mit dem kleinen Durchmesser und die zweite Leitung den Zylinder mit dem größeren Durchmesser mit Druckluft versorgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Steuereinrichtung zu vereinfachen und zu gewährleisten, daß die Umschaltung dann und nur dann erfolgt, wenn die Spannzylinderdruckplatte an dem Werkstück angreift, nicht aber im Falle einer Berührung mit einem dazwischengelegten Finger oder der Hand.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Auflauffühler ein Ventil öffnet, das den Hauptzylinder unter Druck setzt. Dieses Ventil ist dabei zweckmäßigerweise zwischen dem ersten Zylinder und dem Hauptspannzylinder vorgesehen. Der Auflauffühler ist als Stift ausgebildet, der innerhalb einer Bohrung der Druckplatte des Spannzylinders geführt ist, so daß das Ventil erst dann betätigt werden kann, wenn der Fühlstift auf eine harte Unterlage, wie z.B. Holz, Metall usw., aufläuft. Das Ventil, das den Zylinder von der geringeren Schubkraft auf die volle Spannkraft umschaltet, kann jedoch nicht durch eine weiche Unterlage, wie z.B. durch eine Hand, betätigt werden. Die Erfindung gibt damit die Sicherheit, daß die Finger oder die Hand nicht durch den gefährlich hohen Spanndruck gequetscht werden können. Da alle Teile, die für die Funktion des Zylinders erforderlich sind, in diesem selbst eingebaut sind, kann dieser wie jeder herkömmliche Spannzylinder direkt an eine Druckluftleitung angeschlossen werden.

Die von dem ersten Vorschubzylinder gelieferte Schubkraft ist so gering, daß die Kolbenstange von Hand angehalten werden kann. Es ist somit immer möglich, die Hand zwischen dem Werkstück und der Druck-

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platte des Zylinders herauszuziehen, ohne sich zu verletzen.

Vielfach werden Spannzylinder zum bequemeren Einlegen der Werkstücke so fixiert, daß in Ruhestellung des Zylinders ein großer Zwischenraum zwischen Werkstück und Druckplatte besteht. Diese Art der Handhabung bedeutet nach der Erfindung keine Gefahr mehr für die Bedienungsperson.

Die pneumatische Spannvorrichtung kann außer zum Festspannen von Werkstücken auch noch für andere Zwecke verwendet werden, z.B. für Rahmenpressen und ähnliche Spannvorrichtungen, wo ebenfalls eine Unfallgefahr besteht.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen pneumatischen Spannvorrichtung.

Die Spannvorrichtung weist einen vorderen Gehäuseteil 10 auf, der zur Festlegung der gesamten Spannvorrichtung an einer Haltestange 12 dient. Die Festlegung des ortsfesten Teiles des Gehäuses kann auch auf andere Weise erfolgen. Dieser vordere Gehäuseteil führt einen doppelwandigen,aus Außenwand 14 und Innenwand 16 bestehenden Zylinder, der den ersten Zylinder bzw. den Vorschubzylinder bildet und gleichzeitig die Kolbenstange des von ihm getragenen Hauptspannkolbens l8 darstellt. Dieser Hauptspannkolben 18 läuft in dem Hauptspannzylinder 20, der im vorderen Gehäuseteil 10 eingesetzt ist. Der Hauptspannzylinder 20 ist mit einem Zylinderdeckel 22 abgeschlossen, der mit einem Plungerkolben 24 des ersten Vorlauf-Zylinders 14,16 fest verbunden ist. Der Hauptspannkolben 18 ist durch eine Rückholfeder 26 am Gehäusevorderteil 10 abgestützt. Der vordere Zylinderdeckel des Vorlaufzylinders wird von einem Ventilkörper 28 gebildet, der eine zentrale öffnung aufweist, die einen Ventilstößel JO mit Dichtungsplatte 32 führt. Der Ventilstößel 30 ist mit axialen Kanälen 34 ausgestattet, die über radiale Bohrungen 36 des Ventilkörpers 28 mit dem Ringkanal 38 zwischen

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den beiden Zylindern 14 und 16 in Verbindung stehen. Dieser Ringkanal J>Q steht über Bohrungen 40 mit der Druckkammer 42 des Hauptspannzylinders in Verbindung, Dieser Raum 42 steht über ein Rückschlagventil 44 und ein regulierbares Drosselventil 46 mit der Außenluft in Verbindung.

Auf den Vorderteil des Ventilkörpers 28 ist eine Druckplatte 48 pendelnd aufgesetzt. In einer Bohrung 50 dieser Druckplatte 48 läuft ein Fühlstift 52, der mit Gleitkolben 54 in einer Innenbohrung des Ventilkörpers geführt ist. Der Fühlstift 52 ist durch eine Druckschraubenfeder 56 nach außen vorgespannt. Das Ventil 50,32 ist durch eine Druckschraubenfeder 58 auf seinen Sitz vorgespannt.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Das Druckmittel wird dem Vorschubzylinder über eine Axialbohrung 60 des Plungerkolbens 24 zugeführt. Hierdurch wird in dem Zylinderraum 62 ein Druck aufgebaut, der den Zylinder 14,l6 und den Spannkolben l8 vorschiebt. Damit im Druckraum 42 des Spannzylinders kein Vakuum entsteht, ist das Rückschlagventil 44 und das Dosierventil 46 vorgesehen. Durch das Dosierventil 46 kann die zuströmende Luft reguliert werden und auf diese Weise läßt sich die Vorlaufgeschwindigkeit des Kolbens l8 einstellen. Durch den aufgebauten Druck wird die Dichtungsplatte 52 des Ventilstößels J50 entsprechend stark auf ihren Sitz gepreßt. Läuft nun der Fühlstift 52,der ca. 1 mm aus der Druckplatte 48 herausragt, gegen einen festen Körper, z.B. aus Holz, Metall oder ähnlichem, so wird die Dichtungsplatte 32 abgehoben und der Druck kann sich schlagartig über die Bohrungen 36 des Ventilkörpers und den Ringkanal 38 sowie die Bohrungen 40 nach dem Druckraum 42 des ⁿauptspannzylinders fortpflanzen. Damit erhält der Hauptspannkolben 18 seine volle Spannkraft. Wird die Luftzufuhr abgestellt und gleichzeitig entlüftet, so drückt die Feder 26 den Kolben wieder zurück. Das Entlüften erfolgt hierbei in entgegengesetzter Richtung, wobei der leicht

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gängige Ventilstößel 30 durch die zurückströmende Luft abgehoben wird.

Das zwischen Vorschubzylinder und Hauptzylinder angeordnete Ventil arbeitet wie folgt:

Bei einem angenommenen Betriebsdruck von 8 kp/cm _UI1c! einem

Durchmesser des Plungerkolbens 24 von 18 mm entsteht eine Vorschubkraft von 20,55 kg. Rechnet man, daß durch den Reibungswidderstand des Kolbens 18 und durch den Gegendruck der Feder 26 die Vorschubkraft um ca. 4 kg gemindert wird, so steht tatsächlich noch eine Vorschubkraft von ca. 16 kg zur Verfugung. Die Dichtungsplatte 32 des Ventilstößels 30 hat einen Durchmesser von

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15 mm und wird mit 8 kp/cm auf ihren Ventilsitz gepreßt. Bs sind somit 14,24kg Gegendruck erforderlich, um die Ventilplatte abzuheben. Der Fühlstift hat bei der Druckplatte einen Durchmesser von 8 ram, so daß ein verhältnismäßig harter Gegenstand aus Holz, Metall oder ähnlichem erforderlich ist, um den Ventilstößel JO abzuheben. Bei einer weichen Unterlage verteilt sich der Anpreßdruck, wie oben angenommen, von 16 kg auf die Druckplatte, die einen Durchmesser von mindestens 50 mm hat. Es ist somit ausgeschlossen, daß am Ende des Gleitkolbens 54 ein so starker Gegendruck entsteht, daß der Ventilstößel 30 abgehoben wird. Der zweiteilige Ventileinsatz JO und 54 ist erforderlich, weil zum sicheren Schließen des Ventils und auch für die Entlüftung der Ventilstößel 30 sehr leichtgängig sein muß. Aus diesem Grunde wurde die Abdichtung an dem Außenumfang des Gleitkolbens 54 vorgenommen, der durch eine Druckfeder 56 nach außen gegen einen Anschlagring 64 gedrückt wird. Zwischen Gleitlcolben 54 und Ventilstößel 30 besteht ein Zwischenraum von ca. 3/IO mm. Die vorgenannten Angaben inbezug auf Abmessungen und Druck sind nicht verbindlich, sondern dienen nur als Beispiel. Der Zylinder kann - je nach der gestellten Anforderung - in anderen Di*emensionen gebaut werden.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche :

Ί.J Pneumatische Spannvorrichtung zum Pestlegen von Werkstücken mit zwei Spannzylindern unterschiedlichen Durchmessern, von denen der erste kleineren Durchmessers den Vorlauf mit kleiner Schubkraft bewirkt, während der zweite Hauptspannzylinder größeren Durchmessers die Spannkraft am Ende des Vorlaufs liefert,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Auflauffühler (52) ein Ventil 00,32) öffnet, das den Hauptzylinderraum (42) unter Druck setzt.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet , daß das Ventil (30,32) zwischen dem ersten Zylinder (I4,l6) und dem Hauptspannzylinder (20) vorgesehen ist.
3. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzei chnet , daß der Auflauffühler als in der Druckplatte (52) verschiebbarer Stift (50) ausgebildet ist.
4. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzei chnet, daß der Druckraum (42) des Hauptspannzylinders (20) über ein Rückschlagventil (44) mit der Außenluft in Verbindung steht.
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rückschlagventil (44) ein einstellbares Drosselventil (46) in Reihe geschaltet ist.

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6. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (14,16) des Hauptspannkolbens (18) den Vorlaufzylinder bildet, der an seinem vorderen Ende die Druckplatte (48) trägt.
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufzylinder doppelwandig (14,16) ausgebildet ist und zwischen den Wänden ein Ringkanal (38) gebildet ist, der über Kolbenbohrungen (40) mit dem Hauptzylinderdruckraum (42) und über/^adiale Bohrungen (36) mit dem Ventil (30,32) in Verbindung steht.
8. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen eine Dichtplatte (32) tragenden Ventilstößel (30) aufweist, der in dem als Ventilkörper (28) ausgebildeten Zylinderdeckel des Vorlaufzylinders verschieblich ist und von dem Fühlstift(52) beaufschlagbar ist.
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß' das Ventilgehäuse (28) pendelnd die Druckplatte (48) trägt, durch deren Bohrung (50) der Fühlstift (52) vorsteht.
10. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzei chnet, daß der Fühlstift (52) mittels Gleitkolben (54) in einer Ventilgehäusebohrung verschieblich ist und durch eine Feder (56) in die Fühlstellung vorgespannt ist. ' ·

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11. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen δ bis 10, dadurch gei-cennzei c h η e t , daß zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen von r'ühlstift (ί>2) und Ventil stößel (30) in Ruhestellung ein Zwischenraum befindlich ist.
12. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Plungerkolben (24) des VorlaufZylinders mit einem axialen ZuströinÄanal (60) versehen ist.

IjJ. Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, datiurch gekennzei chnet , daß der Hauptspannkoiben (Id) durch eine Rückholfeder (26) abgestützt ist.

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