DE3318432C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zurückziehbare Spannvorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ent­ sprechenden Art.

Wenn bei einer horizontalen Spritzgußmaschine das Formhälftenpaar ausgewechselt wird, wird zunächst der Transportwagen für die Formhälften vor die vertikalen Aufspannplatten für die Formhälften gebracht und werden die vorher an den Aufspannplatten angebrachten Formhälften durch eine mit Rollen versehene Überführungsvorrichtung auf den Transportwagen überführt, worauf ein anderes Paar von Formhälften in den Bereich zwischen den Aufspannplat­ ten gebracht wird. Es sind auf jeder der Aufspannplatten vier Spannvorrichtungen vorgesehen, zwei unten und zwei oben, deren Spannarme die Überführung der Formhälften stören können. Um dies zu vermeiden, empfehlen sich für solche Anwendungsfälle zurückziehbare Spannvorrichtungen.

Eine dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegende zurückziehbare Spannvorrichtung ist aus der US-PS 43 65 792 bekannt. Der Spannarm ist im vorderen, d. h. dem zu spannen­ den Teil zugewandten Teil des Gehäuses um eine Querachse schwenkbar gelagert. Hinter dem Spannarm ist in dem Gehäuse ein unter das hintere Ende des Spannarms greifender Keil verschiebbar angeordnet, der von dem hydraulischen Zylinder nach vorn geschoben werden kann. Oberhalb der Querachse ist an dem Keil ein Schubzapfen vorgesehen, der über eine Feder an dem Spannarm angreift. Der Querzapfen ist in dem Gehäuse längsverschieblich gelagert. Zu Beginn des Vorschubs wird der Spannarm unter Verlagerung der Querachse bis zu einem Anschlag über die Feder mitgenommen, und erst bei Erreichen des Anschlages wird die Feder zusammen­ gedrückt und setzt sich der Keil unter das hintere Ende des Spannarms, um diesen zu verschwenken und die am vor­ deren Ende des Spannarms vorgesehene Spannfläche an dem zu spannenden Teil zum Angriff zu bringen.

Die gesamte von dem Keil erzeugte Kraft muß hierbei von dem Querzapfen aufgenommen werden, der somit eine erhebliche Belastung erfährt. Die längsverschiebliche Lagerung des Querzapfens ist aufwendig. Wenn der hydrau­ lische Druck bei der bekannten Ausführungsform ausfällt, löst sich der Keil und fällt auch die Spannkraft weg.

Eine ähnliche Ausführungsform ist aus der US-PS 37 24 837 bekannt. Hierbei ist der Spannarm als Winkelhebel ausgebildet, der in seinem Scheitel wiederum an einem Querzapfen schwenk­ bar gelagert ist. Der Querzapfen sitzt in einer Langlochung des aus dem Gehäuse hervortretenden, am vorderen Ende die Spannfläche tragenden Schenkels des Winkelhebels. An dem oberhalb des Querzapfens gelegenen Ende des Winkel­ hebels greift der hydraulische Zylinder an. Der Winkelhebel wird zunächst mitgenommen, bis der Querzapfen das Ende des Langlochs in dem Winkelhebel erreicht hat, worauf die Verschwenkung des Winkelhebels und das Niederdrücken der Spannfläche am vorderen Ende des Spannarms auf das zu spannende Teil erfolgen. Die bei der US-PS 43 65 792 genannten Nachteile liegen auch hier vor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine starke und kompakte gattungsgemäße Spannvorrichtung zu schaffen, bei der bei hydraulischem Druckverlust eine sichere Spann­ kraft aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge­ gebene Erfindung gelöst.

Der Keil wirkt hierbei im gleichen Sinne wie die Spann­ kraft unmittelbar von oben gegen den Spannarm. Es bedarf also keiner Umsetzung der Keilkraft über eine Schwenkbe­ wegung auf einem Querzapfen. Die Schraubenfeder im Hydraulikzylinder drückt den Keil ständig nach vorn, so daß eine gewisse Spannkraft auch bei einem Druckverlust aufrechterhalten bleibt und das zu spannende Teil, zum Beispiel eine Formhälfte bei einer Druckgußmaschine, nicht herunterfallen kann.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 wiedergegeben.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist ein Vertikallängsschnitt durch die zurückziehbare Spannvorrichtung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Spannvorrichtung;

Fig. 4 ist eine Rückansicht der Spannvorrichtung;

Fig. 5 ist ein horizontaler teilweiser Längs­ schnitt;

Fig. 6 ist ein hydraulisches Schaltbild der Spannvorrichtung;

Fig. 7 ist ein vertikaler Teilquerschnitt eines abgewandelten hydraulischen Zylinders;

Fig. 8 ist ein vertikaler Teilquerschnitt einer weiteren Ausführungsform eines abgewandelten hydrau­ lischen Zylinders.

Gemäß den Fig. 1 bis 8 umfaßt die zurückziehbare Spannvorrichtung ein Gehäuse 1, einen Spannarm 2, Federn 3 und 33, einen Keil 4 und einen hydraulischen Zylinder 5.

Der Spannarm 2 wird unter Verstärkung der Spannkraft des hydraulischen Zylinders 5 über den Keil 4 angetrieben. In dem Gehäuse 1, welches aus einem dicken Stahlblock besteht, ist eine Kammer 6 ausge­ nommen, die zum vorderen Ende des Gehäuses 1 offen ausmündet. In der Kammer 6 ist der Spannarm 2 über eine bestimmte Strecke vor- und zurückbeweglich ge­ lagert und wird durch die Feder 3 gegen die Vorder­ seite gedrückt.

Der Spannarm 2 besitzt am hinteren unteren Ende einen nach vorn gerichteten Anschlag 7, der an einem Anschlag 8, der am unteren hinteren Ende des Gehäuses 1 vorge­ sehen ist, zur Anlage kommen und der Spannarm 2 gestoppt werden kann. Der Spannarm 2 umfaßt einen Spannteil bzw. eine Spannfläche 9 an der Unterseite seines vorderen Endes und an der Oberseite des vorderen Teils eine schräge Gleitfläche 10, die, in Richtung des Gehäuseinneren der Spannvorrichtung gesehen, abfallend ge­ neigt ist. Die schräge Gleit­ fläche 10 ist an der Oberfläche eines Stahlblocks 11 ausgebildet, der zur Erhöhung der Härte abgeschreckt ist und auf dem Spannarm 2 befestigt ist. Es kann je­ doch die Gleitfläche 10 auch an dem Spannarm 2 selbst ausgebildet sein, ohne daß der Block 11 vorhanden ist. Wie vorstehend beschrieben, kann wegen der geringen Neigung der schrägen Gleitfläche 10 ein großer Kraftverstärkungs­ faktor der den Keil 4 umfassenden Keilanordnung erzielt werden. Wenn beispielsweise die Kraft des Zylinders 5 10 kN beträgt, kann an der Spannfläche 9 eine Spannkraft von ungefähr 30 kN erzeugt werden.

Das Gehäuse 1 weist oben am Vorderteil der Kammer 6 eine Anlagefläche 12 auf, und es ist der Keil 4 vor- und rückwärts verschiebbar in den keilförmigen Zwischen­ raum 13 zwischen der Anlagefläche 12 und der schrägen Gleitfläche 10 des Spannarms 2 eingesetzt.

Der doppeltwirkende hydraulische Zylinder 5 zum Antrieb des Keils 4 ist an der Rückwandung des Gehäuses 1 mit vier Bolzen befestigt und wirkt in Bewegungsrichtung des Spannarms 2. Seine in die Kammer 6 eingreifende Kolbenstange 15 ist mit dem Keil 4 zusammenwirkend verbunden, indem ihr Kopf 16 lösbar in eine hakenartige Anordnung an dem Keil 4 eingreift. Das am hinteren unteren Ende des Keils 4 gebildete Zugmaul 18 greift an dem Rückzugshaken 19 an, der am oberen hinteren Ende des Spannarms 2 ge­ bildet ist und nach vorn weist.

Eine Vorspanneinrichtung umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 21, welches mit Schrauben 20 am hinteren Ende des Gehäuses 1 unter dem hydraulischen Zylinder 5 befestigt ist. Die Schraubendruckfeder 3 ist in dem Gehäuse 21 zwischen dem rückwärtigen Ende des Spannarms 2 und einem Anschlagstopfen 22 einge­ spannt, wodurch der Spannarm 2 elastisch nach vorn ge­ drückt wird. Die Spannkraft der Feder 3 ist durch verschieden tiefes Einschrauben des Anschlagstopfens 21 einstellbar. Die Bezugszahl 23 bezeichnet eine Rückdruckfeder, die den Spannarm 2 nach oben drückt und ihn in Kontakt mit dem Keil 4 hält.

Die vorstehende beschriebene zurückziehbare Spannvorrichtung ist auf einer Aufspannplatte 25 für Formhälften mit sechs Paar Bolzen 27 befestigt, die in vertikale Lochungen auf der rechten und linken Seite des Gehäuses 1 eingreifen. Das zu spannende Teil 24, d. h. z. B. eine Formhälfte wird mit der vorliegenden zurückzieh­ baren Spannvorrichtung auf der Aufspannplatte in der nachstehend beschriebenen Weise befestigt.

Wenn die Kolbenstange 15 ausgeschoben wird, wird der Spannarm 2 durch die Feder 3 nach vorn gedrückt, bis der Spannarm 2 in die ausgeschobene Position gelangt ist, in der die Spannfläche 9 aus dem vorderen Ende des Gehäuses 1 hervorsteht und der Anschlag 7 durch den Anschlag 8 abgestoppt ist. Wenn in diesem Zustand die Kolbenstange 15 weiter ausgefahren wird, verbleibt der Spannarm 2 in seiner Stellung und es wird der Keil 4 in den keilförmigen Raum 13 hineingedrückt, wodurch der Spannarm 2 mit der Spann­ fläche 9 um den Anschlag 7 nach unten geschwenkt und die Formhälfte 24 fest auf die Aufspannplatte 25 gedrückt wird.

Beim Lösen der in der vorstehend beschriebenen Weise erreichten Spannstellung wird beim Zurückziehen der Kolbenstange 15 der Keil 4 aus den keilförmigen Raum zurückgezogen und dadurch die Spannung gelöst. Der Spannarm 2 wird sodann in die Kammer 6 durch das Zugmaul 18 zurückgezogen, an welchem der Rückzugs­ haken 19 eingreift, um es aus der den strichpunktiert dargestellten ausgeschobenen Position in die zurück­ gezogene Stellung zu überführen.

Wegen der Größe der Reibungskräfte wird jedoch zunächst, nachdem der Spannarm 2 durch das vordere Ende des hydraulischen Zylinders 5 abgestoppt worden ist, der Keil sich aus dem keilförmigen Raum 13 zurückziehen. In jedem Fall wird es zum Zurück­ ziehen des Keils 4 aus dem keilförmigen Raum 13 ent­ gegen den statischen Reibungskräften einer größeren Rückzugskraft als der Spannkraft gegen die dynamischen Reibungskräfte bedürfen. Die Anlagefläche 12, die obere und die untere Oberfläche des Keils 4 und die schräge Gleitfläche sind daher als reibungsgünstige Oberflächen ausgebildet.

Für das hydraulische Strömungssystem des hydraulischen Zylinders 5 sind die folgenden Merkmale vorgesehen.

Wie in Fig. 6 dargestellt, wird als Quelle der hydraulischen Druckflüssigkeit eine hydrau­ lische Pumpe 29 verwendet, deren Ausgang mit der Ölkammer 31 für das Spannen über ein Richtungs­ wählventil 30 verbunden ist. Ferner ist der Ausgang mit der Ölkammer 32 für das Zurückziehen des Spann­ arms 2 unmittelbar verbunden, wodurch hydraulische Druckflüssigkeit der Ölkammer 32 ständig zugeführt wird. Es wird, wenn auch der Ölkammer 31 für das Spannen hydraulische Druckflüssigkeit zugeführt wird, die Kolbenstange 15 durch die Differenz der in den Öl­ kammern 31, 32 wirkenden hydraulischen Kräfte nach vorn ge­ trieben, die praktisch der im Querschnitt der Kolbenstange 15 wirkenden Kraft ent­ spricht. Wenn durch Umschalten des Ventils 30 die Spannkraft ge­ löst wird, wird die Kolbenstange 15 durch die durch den hydraulischen Druck in der Rückzugs-Ölkammer 32 erzeugte hydraulische Kraft angetrieben. Die Querschnittsfläche der Rückzugskammer 32 soll viel größer als diejenige der Kolbenstange 15 sein. Die zusammengedrückte Feder 33 ist zur Vermeidung eines Rückziehens der Kolbenstange bei einem durch ein Leck verursachten Druckabfall vorgesehen. Wenn auf den Spann­ arm 2 von der Formhälfte 24 bzw. den Werkstücken keine starke Vibration übertragen wird, kann die Feder weg­ gelassen werden. Weil der Neigungswinkel der schrägen Gleitfläche 10 ungefähr 5° bis 15° beträgt, wird der Keil 4 durch die am Keil 4 erzeugten Reibungskräfte mechanisch verriegelt, so daß der Spannarm 2 den ge­ spannten Zustand beibehalten kann.

Eine gleiche Wirkungsweise wie bei dem vorstehen­ den hydraulischen System kann auf folgende Weise zu­ standegebracht werden. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, ist die Dichtung 34 des Kolbens 27 in einer Spiel belassenden Nut versehen, durch die Hydrauliköl aus der Ölkammer 31 für den Spannvorgang in die Ölkammer 32 für das Zurückziehen übertreten kann. Die Dichtung 34 ist jedoch so ausgebildet, daß sie ein Leck in der umge­ kehrten Richtung unterbindet.

Wie in Fig. 8 dargestellt, ist der Kolben 27 mit einem Rückschlagventil 35 versehen, durch welches Hydrauliköl aus der Ölkammer 31 für den Spannvorgang in die Ölkammer 32 für den Rückzugsvorgang überströmen kann.

In Fig. 4 bezeichnet die Bezugszahl 46 einen hydraulischen Zuführanschluß für die Ölkammer 31 für den Spannvorgang und die Bezugszahl 47 einen hydraulischen Zuführanschluß für die Ölkammer 32 für den Rückzugsvor­ gang.

Eine Abtastvorrichtung für die Lage des Spann­ arms 2 ist wie folgt ausgebildet. Das Gehäuse ist an seiner Seitenwandung mit zwei Endschaltern 36, 37 ver­ sehen (Fig. 5), deren Tastspitzen 38 mit den Betätigungs­ stiften 39 in Verbindung stehen. Jede Tastspitze 39 greift in eine horizontale Nut 40 in der Seitenwand des Spannarms 2 ein. Wenn der Spannarm 2 sich in der ausgefahrenen Stellung befindet, wird der vordere Endschalter 36 durch einen vorstehenden Teil 41 in der Nut 40 betätigt. Wenn der Spannarm 2 sich in der zurückgezogenen Stellung befindet, wird der andere Endschalter 37 durch den vorstehenden Teil 41 be­ tätigt. Mit diesen Tastsignalen kann der hydraulische Zylinder 5 durch ein Fernsteuersystem ordnungsgemäß be­ tätigt werden. Die Anbringung der Endschalter 36, 37 ist nicht auf die Ausführung nach Fig. 4 beschränkt, und es können die Endschalter 36, 37 auch in anderer Anordnung betrieben werden.

In den Fig. 1 und 3 bezeichnet die Bezugszahl 42 eine Staubabdichtung aus Gummi oder Kunststoff, die an dem Gehäuse 1 mittels einer Deckplatte 43 befestigt ist. Das Gehäuse 1 muß überdies nicht notwendig durch Bolzen 27 auf der Aufspannplatte 25 befestigt sein, sondern kann daran durch ein von seiner Unterseite vorstehendes T-Stück festgelegt werden, welches in eine T-Nut in der Aufspannplatte 25 eingreift.

Claims (6)

1. Zurückziehbare Spannvorrichtung
mit einem Gehäuse, in dem eine Kammer ausgebildet ist, die gegen die Vorderseite ausmündet,
mit einem eine an seinem vorderen Ende angebrachte, an dem zu spannenden Teil angreifende Spannfläche aufweisen­ den Spannarm, der derart in der Kammer untergebracht ist, daß er zwischen einer durch einen Anschlag bestimmten ausgeschobenen Position, in der die Spannfläche aus dem vorderen Ende des Gehäuses vorsteht, und einer zurück­ gezogenen Position verlagerbar ist, in der der Spannarm von der vorgeschobenen Position aus nach hinten zurückge­ zogen ist,
mit einem in Bewegungsrichtung des Spannarms vor- und zurück­ schiebbaren Keil, mittels dessen die Spannfläche des Spannarms auf das zu spannende Teil niederdrückbar ist, wenn der Spannarm die ausgeschobene Position erreicht hat,
und mit einem an dem rückwärtigen Ende des Gehäuses angebrachten doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder, dessen Kolbenstange mit dem Keil verbunden ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) das Gehäuse (1) weist im unteren rückwärtigen Teil einen nach hinten gerichteten Anschlag (8) und im vorderen oberen Teil der Kammer (6) eine nach unten gerichtete Anlagefläche (12) auf;
• b) der Spannarm (2) ist in seinem unteren hinteren Teil mit einem nach vorn gerichteten Anschlag (7) und im vorderen oberen Teil mit einer Gleitfläche (10), die, in Richtung des Gehäuseinneren der Spannvorrichtung gesehen, abfallend geneigt ist und in seinem oberen hinteren Teil mit einem Rückzugshaken (19) versehen;
• c) der Spannarm (2) wird durch eine zwischen dem Spann­ arm (2) und dem Gehäuse (1) eingespannte Schraubendruck­ feder (3) nach vorn gedrückt;
• d) der Keil (4) gleitet auf der Gleitfläche (10) des Spannarms und der Anlagefläche (12) im Gehäuse und ist an seinem hinteren unteren Teil mit einem Zugmaul (17) versehen, in welches ein Zughaken (16), der am vorderen Ende der Kolbenstange des hydraulischen Zylinders (5) angebracht ist, unter Anlage von vorn eingreift;
• e) der Kolben (27) des hydraulischen Zylinders (5) ist durch eine in dem Zylinder (5) angeordnete Spann­ feder (33) im Sinne des Spannvorgangs vorgespannt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die für den Spannvorgang dienende Ölkammer (31) des hydraulischen Zylinders (5) mit einer Quelle (29) hydraulischer Druckflüssigkeit über ein Richtungs­ wählventil (30), und die Ölkammer (32) für das Zurückziehen mit der Quelle (29) unmittelbar verbunden sind, so daß die Kolbenstange für den Spannvorgang mit einer hydrauli­ schen Kraftdifferenz angetrieben wird, die durch den Quer­ schnitt der Kolbenstange (15) bestimmt ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) des hydraulischen Zylinders (5) mit einer Umfangsdichtung (34) versehen ist, die einen vorbestimmten Leckölstrom von der Ölkammer (31) für den Spannvorgang zu der Ölkammer (32) für den Rückzugsvorgang, jedoch nicht umgekehrt, ermöglicht.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (27) des hydraulischen Zylinders (5) mit einem Rückschlagventil (35) versehen ist, welches einen Ölstrom aus der Ölkammer (31) für den Spannvorgang in die Ölkammer (32) für den Rückzugs­ vorgang ermöglicht.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an seiner Seitenwandung mit Endschaltern (36, 37) versehen ist, deren Taststifte in die Kammer (6) eingreifen und die Seitenfläche des Spannarms (2) berühren, so daß die aus­ gefahrene und die zurückgezogene Stellung des Spannarms (2) durch die Endschalter (36, 37) ermittelbar ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Gleit­ fläche (10) 5° bis 15° beträgt.