DE2421644C3 - Hydraulikspanner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikspanner zum Aufspannen von Werkstücken oder Werkzeugen auf Maschinenteilen, wobei der Hydraulikspannei am Maschinenteil befestigbar ist, bestehend aus einerr Spannkörper mit zylindrisch abgesetzter Bohrung einem darin abgedichtet geführten Spannkolben mil gegenüber dem Kolbenschaft verbreitertem Kolben kopf, einer zwischen dem Kolbenschaft und dei Wandung des im Durchmesser größeren Bohrungsteils gelegenen, in axialer Richtung von der Bohrungsschulter einerseits und der Koibenkopfschulter andererseits begrenzten Ringkammer, einem das darin befindliche hydraulische Druckmittel über eine Zuleitung beaufschlagenden, von Hand zu betätigenden, im Spannkolben angeordneten Druckerzeuger, insbesondere einer Stellschraube mit Stellkolben, und einem an dem aus dem Spannkörper herausragenden Spannkolbenschaft angeordneten Spannwiderlager für das zwischen letzterem und dem Spannkörper einzuspannende Werkstück oder Werkzeug.

Hydraulikspanner obiger Art sind bekannt (CH-PS 5 02 158). Sie stellen in sich geschlossene, autarke hydraulische Spannelemente dar, da sie unabhängig von äußeren Druckmittel-Zuleitungen oder besonderen Druck.nittelquellen sind und für die verschiedenartigsten Aufspannzwecke verwendet werden können. Bei dem vorbekannten Hydraulikspanner ist der Druckerzeuger in der den Spannkolbenkopf bildenden Stirnfläche des Spannkolbens angeordnet, während der aus dem Spannkörper herausragende Kolbenschaft über ein Schraubgewinde in eine mit einer entsprechenden Innengewindebohrung versehene Antriebswelle einer Werkzeugmaschine eingeschraubt ist, die hier also das Spannwiderlager bildet, zwischen dem einerseits und dem Spannkörper bzw. dessen Stirnflansch andererseits das aufzuspannende Werkzeug, beispielsweise für das Stoßen von Zahnradzähnen, eingespannt ist. Dieser vorbekannte Hydrauiikspanner ist aber noch verhältnismäßig schwierig zu handhaben. So muß hier zum Aufspannen des Werkzeuges dieses zunächst auf die Stirnseite der Maschinenspindel aufgesetzt und gehalten werden, um daraufhin den gesamten aus Spannkclben und Spannkörper bestehenden Hydrauiikspanner in die Maschinenspindel einzuschrauben. Da sowohl das Werkzeug als auch der Hydrauiikspanner ein erhebliches Gewicht besitzen, ist eine solche Aufspannmontage mit nicht unerheblichen Schwierigkeiten verbunden. Hinzu kommt, daß die zum Einschrauben des Hydraulikspanners notwendige Drehbewegung hier über den Spannkörper aufgebracht werden muß, der dafür eine besondere Verdrehsicherung gegenüber dem Spannkolben erfordert. Weiterhin ist es hier von Nachteil, daß der Hydrauiikspanner mit; seinen räumlich sperrenden Teilen, nämlich seinem entsprechend größeren Spannkolbenkopf und dem ihn umgebenden Spannkörper, weit über die Einspannfläche des aufzuspannenden Gegenstandes vorsteht, hier also einen entsprechend großen Platz erfordert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hydrauiikspanner zu schaffen, der bei gedrängter Bauart wesentlich leichter gehandhabt werden kann. Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Hydrauiikspanner der eingangs erwähnten Gattung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spannkörper am Maschinenteil befestigbar ist und der Druckerzeuger in der Stirnseite des zum aufzuspannenden Werkstück oder Werkzeug weisenden Spannkolbenschaftes eingebaut ist. Auf diese Weise kömmt man zu einem Hydrauiikspanner, bei dem zum Aufspannen des Werkstückes oder Werkzeuges zunächst der Hydraulik-

spanner über seinen Spannkörper an dem betreffenden Maschinenteil befestigt und erst danach das aufzuspannende Werkzeug od. dgl. über den Spannkolbenschaft des Hydraulikspanners gestreift und dort vorzugsweise mittels einer auf dem mit entsprechendem Schraubgewinde versehenen Spannkolbenschafi sitzenden, das Spannwideriager bildenden Spannmutter schraubbefestigt wird, um alsdann durch Betätigen der Stellschraube des Druckerzeugers hydraulisch fest aufgespannt zu werden. Diese Einspannweise ist insbesondere dann von ι Vorteil, wen/i es sich um die Aufspannung von Werkstücken oder Werkzeugen auf horizontal verlaufenden Maschinenspindeln oder am unteren Ende von senkrecht angeordneten Maschinenspindeln handelt, weil sich dabei durch die nacheinander erfolgende, ι getrennte Anbringung des Hydraulikspanners und des zu befestigenden Werkstückes eine wesentliche Gewichtsentlastung ergibt, die besonders bei größeren und schwereren Werkstücken oder Werkzeugen und Hydraulikspannern für die Bedienungsperson vorteilhaft ist. Da die für die Handhabung des Hydraulikspanners notwendigen Teile, nämlich die Spannmutter und die zum Druckerzeuger gehörende Stellschraube, auf der gleichen Seite des Hydraulikspanners, nämlich vor dem aufzuspannenden Werkstück oder Werkzeug liegen, sind sie hier bequem zugänglich und engen das vor dem aufzuspannenden Gegenstand liegende Einspannfeld praktisch so gut wie nicht ein.

Es sei hier erwähnt, daß es bei Hydraulikspannern (deutsche Offenlegungsschrift 20 65 506) an sich bekannt gewesen ist, diese zunächst auf einem Aufspanntisch zu befestigen und erst dann das aufzuspannende Werkzeug über den Hydraulikspanner zu schieben und mittels einer das Spannwiderlager bildenden Spannmutter festzulegen. Es handelt sich dabei aber um einen Hydraulikspanne¹· gänzlich anderer Bauart und Wirkungsweise. So wird bei ihm die eigentliche Aufspannkraft nicht durch das hydraulische Druckmittel, sondern durch ein im Spannkörper untergebrachtes, entsprechend vorgespanntes Tellerfederpaket aufgebracht, das lediglich zum jeweiligen Auf- bzw. Abspannen des Werkzeuges durch das über eine äußere Druckmittelleitung zu- bzw. abzuführende hydraulische Druckmittel vorübergehend stärker zusammengedrückt und damit unwirksam gemacht werden kann, um die Spannmutter fest- bzw. losschrauben zu können. Darüber hinaus ist hier nicht der Spannkörper, sondern der mit entsprechendem Gewinde versehene Spannkolbenschaft im Aufspanntisch verschraubt bzw. in einer darin vorhandenen T-Nut befestigt, so daß das aufzuspannende Werkzeug mit einer entsprechend großen Bohrung versehen sein muß, um damit über den gesamten Spannkörper geschoben werden zu können, auf dem es mittels der am Außenumfang des Spannkörpers sitzenden Spannmutter festgeschraubt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann in das mit dem eingebauten Druckerzeuger versehene, mit einem entsprechenden Schraubinnengewinde versehene Spannkolbenende ein Spannrohr eingeschraubt sein, das an seinem anderen Ende die aufgeschraubte Spannmutter aufweist und innen eine axial durchgehende Betätigungsstange für den Druckerzeuger enthält. Ein solcher Hydraulikspanner kann über das Spannrohr und die darin angeordnete Betätigungsstange auch zum Aufspannen besonders starkwandiger Werkstücke oder Werkzeuge verwendet werden.

Schließlich sieht die Erfindung noch vorteilhafte Befestigungsmöglichkeiten für den am Maschinenteil zu befestigenden Spannkörper vor, wobei die betreffenden Befestigungsmittel in den Unteraniprüchen 4 bis 7 gekennzeichnet sind.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele ■ erfindungsgemäß beschaffener Hydrauiikspanner dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweise geschnittenen Hydrauiikspanner, der mit seinem Spannkörper über ein daran sitzendes T-förmiges Befestigungsprofil auf einem mit ■ einer entsprechenden T-Nut versehenen Aufspanntisch befestigt ist,

F i g. 2 und 3 im Schnitt und in der Draufsicht einen Hydrauiikspanner mit quaderförmig gestaltetem und Schraubbefestigungsbohrungen aufweisenden Spannkörper,

Fig. 4 einen mit einem als Verlängerungsteil dienenden aufgesetzten Spannrohr und darin untergebrachter Betätigungsstange versehenen Hydrauiikspanner,

ο Fig. 5, 6 und 7 weitere Anwendungs- bzw. Befestigungsmöglichkeiten des neuen Hydraulikspanners.

Der in F i g. 1 dargestellte Hydrauiikspanner besteht im wesentlichen aus dem Spannkörper 1 mit einer zylindrischen abgesetzten Bohrung 2, einem darin abgedichtet geführten Spannkolben 3 mit gegenüber dem Kolbenschaft 3' verbreitertem Kolbenkopf 3" und einer am Ende des Kolbenschaftes 3' auf einem hier vorhandenen Gewinde 3'" aufgeschraubten Spannmutter 4. Zwischen der Wandung des im Durchmesser }o größeren Bohrungsteiles 2' und dem Spannkolbenschaft 3' ist eine Ringkammer 5 vorgesehen, die mit einem hydraulischen Druckmittel, z. B. öl, Silikon, Plastikmasse, Fett od. dgl., gefüllt ist. In axialer Richtung wird die Ringkammer 5 von den Ringdichtungen 6 und 7 ;.s · begrenzt, die an der Bohrungsschulter bzw. an der Schulter des Spannkolbenkopfes 3" befestigt sind. Die Bohrung 2 ist rückwärtig durch einen auf dem Spannkörper 1 aufgeschraubten Einspannboden 8 mit daran sitzendem Einspann-, insbesondere T-Profil 8' abgedeckt. Mit Hilfe dieses T-Profils kann der Hydrauiikspanner in entsprechende T-Nuten 16' von Aufspanntischen 16 eingeschoben bzw. darin gehalten werden. Er dient im vorliegenden Falle zum Aufspannen des Werkstücks 17 auf dem Aufspanntisch 16. In dem von der Spannmutter 4 umgebenen Ende des Spannkolbenschaftes 3' ist die als Druckerzeuger dienende Stellschraube 9 zusammen mit dem Stellkolben 10 angeordnet. Der mit der Dichtung 11 versehene Spannkolben 10 dichtet gegen die Kammer 12 ab, die so über die Druckmittelleitung 13 im Spannkolben 3 mit der Ringkammer 5 verbunden ist. Durch entsprechendes Einschrauben der Stellschraube 9 mit Hilfe eines in ihre Innensechskantöffnung einzusetzenden Steckschlüssels wird der Stellkolben 10 tiefer in die Kammer hineingedrückt, wodurch das darin sowie in der Verbindungsleitung 13 und in der Ringkammer vorhandene Druckmittel unter stärkere Druckvorspannung gesetzt, mithin der Spannkolben 3 auf Zug beansprucht wird.

Zum Aufspannen des Werkstücks 17 auf dem Tisch wird zunächst der Hydrauiikspanner mit seinem Spannkörper 1 und dem daran vorhandenen Befestigungsprofil 8' auf dem Tisch 16 befestigt. Alsdann wird das Werkstück 17 aufgesetzt. Danach wird die Spannmutter 4 aufgeschraubt und angezogen. Da dazu nur ein geringer Spanndruck notwendig ist, kann letzteres auch lediglich von Hand geschehen. Schließlich wird durch Betätigen der Stellschraube 9 das Druckmit-

tel unter Druck bzw. stärkere Vorspannung gesetzt, wodurch der Spannkolben 3 mit seiner Spannmutter 4 gegenüber dem Spannkörper 1 verschoben und dadurch das Werkstück 17 zwischen der Spannmutter 4 und dem Aufspanntisch 16 fest eingespannt wird. Zum Lösen dieser Spannverbindung wird die Stellschraube 9 zurück- bzw. leicht herausgedreht, wodurch ein entsprechender Druckabbau im hydraulischen Druckmittel erfolgt. Sodann kann die Spannmutter 4 gelöst werden.

Im Falle der F i g. 2 und 3 ist der Spannkörper 1 nicht von zylindrischer, sondern von im wesentlichen quaderförmiger Gestalt. Er besitzt an seinen vier Ecken Schraubbefestigungsbohrungen 22, die an ihren Enden entsprechend erweiterte Bohrungsabsätze 22' aufweisen, um die Köpfe entsprechend beschaffener Befestigungsschrauben versenkt aufnehmen zu können, so daß die Stirnflächen des Spannkörpers 1 als glatte Aufspannflächen verwendet werden können. Die im Spannkörper 1 vorhandene Bohrung 2 ist hier durch eine membranartige Platte 23 abgedeckt, die durch den Seegerring 24 gehalten wird. In diesem wie auch in anderen Fällen kann zwischen der Abdeckung 23 und dem Spannkolbenkopf 3" ein Rückfederungsorgan, beispielsweise Zellkörper-Kunststoff 15 untergebracht sein. Auch eine Schraubendruckfeder könnte dessen Aufgabe übernehmen. Das Rückfederungsorgan bewirkt, daß beim Lösen der Stellschraube 9 der Spannkolben 3 eine entsprechende Lösebewegung gegenüber dem Spannkörper 1 vollführt, so daß die Spannmutter 4 entsprechend leichter gelöst werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 dient der Hydraulikspanner zum Aufspannen eines besonders dicken Werkstückes 17" auf dem mit einer T-Nut 16' versehenen Auflagertisch 16. Zu diesem Zweck ist an dem mit der eingebauten Stellschraube 9 und dem Stellkolben 10 versehenen Spannkolbenende ein mit Innengewinde 3^1V versehener Fortsatz 3^V vorgesehen, in welchem das mit entsprechendem Außengewinde versehene Spannrohr 25 eingeschraubt ist. Am anderen Ende des Spannrohrs 25 ist wiederum eine Spannmutter 4 aufgeschraubt. Durch das Spannrohr geht axial eine Betätigungsstange 26 hindurch, die an ihrem unteren Ende in den Innensechskant der Stellschraube 9 greift und an ihrem oberen Ende einen mit einem entsprechenden Innenvielkant versehenen Betätigungskopf 26' aufweist. Auf diese Weise kann der Hydraulikspanner über das Spannrohr 25 und die darin angeordnete Betätigungsstange 26 in der herkömmlichen Weise auch für besonders starkwandige Werkstücke verwendet werden. Durch Bereithaltung mehrerer verschieden langer Spannrohre 25 und Betätigungsstangen 26 kann man auch verschiedene Kombinationen von Spannrohr 25 und Betätigungsstange 26 und damit eine weitestgehende Einspannlängenanpassung des Hydraulikspanners an die verschiedenartigsten Werkstückhöhen und -formen erzielen.

Im Falle der F i g. 5 ist der Spannkörper 1 an seinem Außenumfang teilweise mit einem Schraubbefestigungsgewinde 1" bzw. V" versehen, mit dessen Hilfe der Hydraulikspanner in entsprechende Gewindebohrungen 27 einer Aufspannplatte 28 einschraubbar ist. Die linke Hälfte der Fig.5 zeigt dabei, wie der Spannkörper 1 von unten in die Spannplatte 28 eingeschraubt werden kann, wohingegen die rechte Hälfte das von oben erfolgende Einschrauben des Spannkörpers 1 in der Platte 28 veranschaulicht Der Spannkörper 1 kann natürlich auch über eine gesamte

ίο axiale Länge mit einem Schraubbefestigungsgewinde versehen sein.

In F i g. 6 dient der Hydraulikspanner zum Befestigen einer Fräserscheibe 29 an der Spindel 30 einer Fräsmaschine. Zu diesem Zweck ist an dem vom

ι j Spannkolbenschaft 3' durchdrungenen Ende des Spannkörpers 1 ein Überwurfring 31 vorgesehen, der mit Hilfe der durch die Befestigungslöcher 32 greifenden Schrauben 33 an der Stirnseite der Maschinenspindel 30 befestigt ist und die Zentrierung des Hydraulikspanners bewirken kann. Der Ring 31 bildet im vorliegenden Falle mit seiner Schulter 3 Γ zugleich das Einspannwiderlager für die Spannmutter 4 bzw. die dazwischen eingespannte Fräserscheibe 29. Der Spannkolben 3 steht unter Wirkung der Schraubendruckfeder 19, die sich hier direkt an der Schulter 30' der Spindel 30 abstützt. Zum Einspannen der auf den Spannkolben 3' aufgesetzten Fräserscheibe 29 wird hier zunächst wieder die Spannmutter 4 leicht angezogen, während danach durch Eindrehen der Stellschraube 9 und entsprechendes Verschieben des Stellkolbens 10 das Druckmittel unter stärkere Vorspannung gesetzt und dadurch der Spannkolben 3 entsprechend beaufschlagt wird. Entsprechend dem hydraulischen Übersetzungsverhältnis zwischen Stellkolben 10 und der wirksamen Spannkolben-Beaufschlagungsfläche, die durch seine vorspringende Kopfschulter 3^VI gebildet wird, können auch hier — wie in allen anderen Fällen — verhältnismäßig große Einspannkräfte erzielt werden.
Im Falle der Fig.7 ist anstelle eines besonderen Überwurfringes am Spannkörper 1 ein zu dessen direkter stirnseitiger Befestigung an der Werkzeugmaschinenspindel 30 dienender Befestigungsflansch 1^IV vorgesehen, der mit entsprechenden Schraubbefestigungslöchern 32 versehen ist.

Wie die Praxis gezeigt hat, ist es notwendig, daß die die Ringkammer 5 begrenzenden Abdichtungen 6 und 7 einen bestimmten Mindestabstand voneinander haben, das Volumen der Ringkammer 5 also nicht beliebig klein gehalten werden kann. Da praktisch alle Druckmittel eine, wenn auch nur geringe Kompressibilität besitzen, ist der Stellweg der Stellschraube 9 zur Erzielung eines bestimmten Spanndrucks entsprechend länger. Um daher diese Stellwege zu verkürzen, kann — wie F i g. 1 zeigt — in der Ringkammer 5 zwischen deren beider Abdichtungen 6, 7 noch ein das dem Druckmittel hiei zur Verfügung stehende Volumen verringernder unela stischer Füllkörper, z. B. ein Füllring 41, vorgeseher sein. Ein solcher Füllring 41 kann aus Metall oder aucl geeignetem Kunststoff bestehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hydraulikspanner zum Aufspannen von Werkstücken oder Werkzeugen auf Maschinenteilen, > wobei der Hydraulikspanner am Maschinenteil befestigbar ist, bestehend aus einem Spannkörper mit zylindrisch abgesetzter Bohrung, einem darin abgedichtet geführten Spannkolben mit gegenüber dem Kolbenschaft verbreitertem Kolbenkopf, eine ι ο zwischen dem Kolbenschaft und der Wandung des im Durchmesser größeren Bohrungsteils gelegenen, in axialer Richtung von der Bohrungsschulter einerseits und der Kolbenkopfschulter andererseits begrenzten Ringkammer, einem das darin befindliehe hydraulische Druckmittel über eine Zuleitung beaufschlagenden, von Hand zu betätigenden, im Spannkolben angeordneten Druckerzeuger, insbesondere einer Stellschraube mit Stellkolben, und einem an dem aus dem Spannkörper herausragendem Spannkolbenschaft angeordneten Spannwiderlager für das zwischen letzterem und dem Spannkörper einzuspannende Werkstück oder Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkörper (1) am Maschinenteil befestigbar ist und der Druckerzeuger (9, 10) in der Stirnseite des zum aufzuspannenden Werkstück oder Werkzeug weisenden Spannkolbenschaftes (3') eingebaut ist.

2. Hydraulikspanner nach Anspruch 1, mit auf dem Spannkolbenschaft angeordnetem Schraubgewinde, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager eine Spannmutter (4) ist.

3. Hydraulikspanner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das mit dem eingebauten Druckerzeuger (9, 10) versehene, mit einem entsprechenden Schraubinnengewinde (3^IV) versehene Spannkolbenende (3^V) ein Spannrohr (25) eingeschraubt ist, das an seinem anderen Ende die aufgeschraubte Spannmutter (4) aufweist und innen eine axial durchgehende Betätigungsstange (26) für den Druckerzeuger (9,10) enthält (F i g. 4).

4. Hydraulikspanner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel aus einem am Boden (8) des Spannkörpers (1) sitzenden Einspann- z. B. T-Profil (8') bestehen (Fig. 1).

5. Hydraulikspanner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel aus einem am Außenumfang des Spannkörpers (1) vorgesehenen Schraubbefestigungsgewinde (1" bzw. Γ") bestehen (F ig. 5).

6. Hydraulikspanner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel aus einem an dem vom Spannkolbenschaft (3') durchdrungenen Ende des Spannkörpers (1) sitzenden, zugleich das Einspannwiderlager (31') für die Spannmutter (4) bildenden Überwurfring (31) mit Schraubbefestigungslöchern (32) bestehen (F i g. 6).

7. Hydrauiikspanner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel f>o aus einem am Spannkörper (1) sitzenden, mit Schraubbefestigungslöchern (32) versehenen Befestigungsflansch (1^IV) bestehen (F i g. 7).