DE10123268A1 - Schnellspann-Einrichtung mit vereinfachtem Aufbau - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnellspann-Einrichtung, bei der an der Unterseite einer zu bearbeitende Werkstücke tragenden Werkstückpalette mindestens ein Einzugsnippel angeordnet ist, der in der Schnellspann-Einrichtung schnell verriegelbar aufgenommen ist. In einem Zylinder ist hierzu ein unter der Wirkung eines Druckmediums verschiebbar angetriebenen Kolben angeordnet, der in der anderen Richtung von einem Kraftspeicher beaufschlagt ist und mit einer Verriegelungsvorrichtung zusammenwirkt, die aus Wälzkörpern besteht, die in der Verriegelungsstellung auf am Außenumfang des Einzugsnippels angeordneten Bahnen eingreifen. Um niedrige Herstellungskosten bei verbesserter Lastübertragung und verbesserter Abdichtung zu erreichen, ist vorgesehen, dass der Zylinder als topfförmiges Gehäuse eine im wesentlichen zylindrische Aufnahmebohrung aufweist, in welcher ein topfförmiger Kolben verschiebbar geführt ist, und dass ferner die Wälzkörper käfiglos geführt sind und sich an dem radial einwärts nächst der zentralen Aufnahmebohrung befindlichen Kolbendeckel abstützen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellspann-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Schnellspann-Einrichtung ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE 198 34 040 A1 bekannt geworden.

Bei dieser bekannten Schnellspann-Einrichtung ist in einem mit vielfachen Absätzen versehenen Zylinder-Innenraum ein Kolben unter Einwirkung eines Druckmediums verschiebbar angeordnet.

Die eine Endstellung des Kolbens wird durch Verschieben des Kolbens in eine hochgefahrene Position unter Einwirkung des Druckmediums erreicht (Entriegelungsstellung), während die Verriegelungsstellung durch Einwirkung eines Kraftspeichers (zum Beispiel einer Tellerfeder) erfolgt, wobei sich der Kraftspeicher einerseits an der Unterseite des Zylinderdeckels und andererseits in einer Aufnahme im Kolben abstützt.

Die bekannte Verriegelungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem am radialen Innenumfang des Kolbens angeordneten Kugelkäfig, in dem am Umfang verteilt Kugeln auf Abstand gehalten sind. Die Abdichtung zwischen dem Zylinder und dem Kolben erfolgt durch eine radial einwärts in die zentrale Aufnahmebohrung gerichtete Dichtbüchse, die zwischen zwei Sicherungsringen am Zylinderdeckel angeordnet ist und die sich axial nach unten in die zentrale Aufnahmebohrung des Zylinders erstreckt und einen unteren, stirnseitigen Anschlag in Richtung zu dem Kugelkäfig der Verriegelungseinrichtung bildet.

Die bekannte Schnellspann-Einrichtung hat jedoch einige, verschiedenen Teilen anhaftende Nachteile.

Zunächst ist die Verwendung eines Sicherungsrings, welcher der Abdichtung zwischen dem Zylinder und dem Kolben dient, nachteilig, weil in der bekannten Ausführungsform der Kolben sowohl radial auswärts an einem axialen Ansatz des Zylinderdeckels abgedichtet werden musste als auch radial einwärts gerichtet am Außenumfang der Abdichtbüchse.

Diese zweifache Abdichtung lässt einen Hohlraum zwischen der Dichtbüchse und der oberen Stirnseite des Kolbens frei, so dass bei Verschiebung des Kolbens in diesem Hohlraum eine Komprimierung der eingeschlossenen Luft stattfindet und eventuell dort eingedrungenes Wasser unter Einwirkung der Kompression durch Überwindung der Dichtungen zwischen Kolben und Zylinder in den Innenraum des Kolbens (in den Bereich der dort angeordneten Kraftspeicher) eingepresst wird.

Die Anordnung einer Dichtbüchse ist überhaupt nachteilig, im Hinblick darauf, dass die bekannte Anordnung relativ viele, unterschiedliche Teile hat, schwierig zu bearbeiten ist und deshalb auch in den Herstellungskosten hoch ist.

Die Anordnung einer Dichtbüchse in der zentralen Aufnahmebohrung des Zylinders hat den weiteren Nachteil, dass beim Einfahren des Einzugsnippels in die Aufnahmebohrung als seitliche Begrenzung die mittels Sicherungsringen befestigte Dichtbüchse vorhanden ist, die bei verkantet eingefahrenem Einzugsnippel losgeschlagen oder so stark beschädigt wird, dass sie ihre Abdichtfunktion nicht mehr übernehmen kann. Es sollte also möglichst eine Dichtbüchse im oberen Bereich der zentralen Aufnahmebohrung entfallen können.

Im Sinne der Einsparung von Teilen im Vergleich zum Stand der Technik könnte auch der Kugelkäfig eingespart werden, was mit wesentlichen Vorteilen verbunden ist. Das Vorhandensein eines Kugelkäfigs setzt nämlich voraus, dass relativ klein dimensionierte Wälzkörper (bevorzugt Kugeln) verwendet werden, auf die demzufolge eine sehr hohe Flächenpresskraft wirkt.

Daher können nur hochvergütete und durchgehärtete Kugeln verwendet werden. Wegen der vorhandenen, hohen Flächenpressungskraft müssen deshalb auch die den Kugeln zugeordneten, gegenüberliegenden Bahnen im Kolben entsprechend durchgehärtet sein, so dass insgesamt nur ein sehr kostenaufwendiger Kolben verwendet werden kann, der aus einem durchgehärteten, hochwertigen Werkzeugstahl besteht.

Dies gilt im übrigen auch für die entsprechenden Kugelbahnen, die am Einzugsnippel angeordnet sind. Weil auch diese Kugelbahnen einer entsprechend hohen Flächenpressung unterliegen, war es bisher auch notwendig, den Einzugsnippel insgesamt aus einem hochwertigen Werkzeugstahl herzustellen.

Der Nachteil bei der Verwendung hochwertiger Werkzeugstähle ist jedoch, dass diese nur eine geringe Dehngrenze aufweisen und wegen ihrer Sprödheit zum Splittern und Abbrechen bei Einwirkung entsprechender Verkantungskräfte neigen.

Weil wegen der Verwendung relativ klein dimensionierter Kugeln diese nur ein Eingriffsspiel von zum Beispiel 5/10 Millimeter in die umlaufende Schrägbahn am Einzugsnippel haben, führte dies bei hohen Verriegelungskräften dazu, dass die Kugeln sogar abscheren konnten.

Der Kugelkäfig war im übrigen bodenseitig in der zentralen Aufnahme im Kolben durch einen Steuerring abgestützt, der bevorzugt federnd ausgebildet war. Dieser Steuerring sollte dem Kugelkäfig in seiner angehobenen Position federnd gegen den stirnseitigen Anschlag der Abdichtbüchse halten. Die Anordnung dieses federnden Sicherungsringes ist aber ebenfalls im Hinblick auf das Vorhandensein vieler unterschiedlicher Teile nachteilig.

Wenn in die zentrale Aufnahmebohrung Wasser und zusätzliches Spänematerial eindrang, neigte der Federring zum Aufquellen und wurde dadurch zerstört oder verlor seine Federeigenschaft. Ferner bestand die Gefahr, dass er durch die eindringende Späne zerschnitten wurde und deshalb ebenfalls nicht mehr wirksam war.

Bei Fortfall der Federfunktion des Abstützrings blockierte dann die Verriegelung und war nicht mehr lösbar. Die Verriegelung konnte dann nur durch Zerstörung der gesamten Anordnung aufgehoben werden.

Die Federungswirkung des federnden Abstützringes setzt im übrigen voraus, dass der Abdichtring im verriegelten Zustand in einen etwa radial schräg nach außen versetzten umlaufenden Freistich verdrängt wurde. Zu diesem Zweck war das untere Ende des Kugelkäfigs mit einer nach außen gerichteten Schräge versehen, die auf den federnden Ring wirkte und diesen schräg nach außen in eine zugeordnete umlaufende Nut als Freistellung verdrängte.

Der Verdrängungsprozess war jedoch dann gestört, wenn in der Nut Wasser lagerte. Es kam zu einem Kolbeneffekt in der Weise, dass für den Fall, dass die freigestellte Ringnut bereits schon mit Wasser gefüllt war, es deshalb nicht mehr möglich war, den federnden Ring in diese Freistellung hinein zu pressen. Der Ring wurde deshalb dann durch die Schräge an der unteren Stirnseite im Kugelkäfig abgestanzt und zerstört. Auch dies führte zu einer absoluten Verriegelung der Einrichtung, die nur durch Zerstörung der gesamten Spanneinrichtung wieder aufgehoben werden konnte.

Eingangs wurde bereits schon erwähnt, dass das Zylindergehäuse nach dem Stand der Technik (zum Beispiel der DE 198 34 040 A1 oder der EP 0858862 A1) nicht durchgehend zylindrisch ausgebildet war, sondern eine Vielzahl von gegeneinander abgesetzten, unterschiedlichen Ansätzen aufwies.

Ein erster, radial einwärts gerichteter, deckelnaher Ansatz des Zylinders war erforderlich, um eine radial außen liegende Abstützung des Tellerfederpaketes zu ergeben.

Der radial einwärts gerichtete Ansatz wurde durch eine entsprechende Freistellung (umlaufende, erweiterte Ringnut) im Deckel des Zylinder bewerkstelligt. Damit bestand aber der Nachteil, dass der Zylinderdeckel insgesamt relativ dünn ausgebildet werden musste, was mit einer erhöhten Durchbiegungsgefahr des Zylinderdeckels verbunden war.

Beim Aufsetzen einer sehr schweren Werkstückpalette auf die Spanneinrichtung wurde daher der Zylinderdeckel nach unten durchgebogen und hatte den radial einwärts gerichteten, freigestellten Ansatz auf Abscherung beansprucht, so dass dieser sogar beschädigt werden konnte. Außerdem bestand die Gefahr, dass überdies der Deckel in diesem Bereich abscherte.

Die Freistellung im Zylinderdeckel, die für die Ausbildung des radial einwärts gerichteten Ansatzes zwecks Abstützung des Tellerfedernpaketes notwendig war, bildete also gleichzeitig eine unerwünschte Sollbruchstelle im Zylinderdeckel.

Weiterer Nachteil war, dass der Kolben in einer radial auswärts gerichteten, erweiterten Ausnehmung im Zylinder verschiebbar und abgedichtet geführt war. Es musste also eine zweite Ausnehmung für die druckdichte Führung des Kolbens im Zylinderinnenraum geschaffen werden. Hier musste wiederum als Anschlagbegrenzung der hochgefahrenen Position des Kolbens ein entsprechender radial einwärts gerichteter Ansatz in der Nähe des Zylinderdeckels angeordnet werden, um den Kolben stirnseitig an diesem Anschlag zur Anlage zu bringen.

Die Herstellung eines derartigen Anschlages am Zylinder ist jedoch mit hohen Herstellungskosten verbunden. Der Anschlag am Zylinder musste hochgenau bearbeitet werden, um ein genaues zentrisches Anschlagen des Kolbens in diesem Bereich zu ermöglichen.

Ein weiterer radial auswärts gerichteter Raum musste im Zylinder in der Nähe des Bodens geschaffen werden, um das Druckmedium über einen außen liegenden Ringraum in den bodenseitig angeordneten Druckraum zwischen Zylinderboden und Kolben führen zu können. Auch die Anordnung dieses radialen Ringraumes war mit erhöhten Herstellungskosten verbunden.

Die Anbringung dieses Ringraumes vergrößerten Durchmessers hat im übrigen zu einer Schwächung der Zylinderseitenwand im Bodenbereich geführt, die ebenfalls bei hohen Druckeinwirkungen in diesem Bereich reißen konnte.

Insbesondere auch deshalb, weil am Außenumfang des Zylindergehäuses ein radial einwärts gerichteter Einstich (Ringnut) vorhanden war, um ein Gegenlager für die Spanntratze zu bilden, mit der das gesamte Zylindergehäuse in einem Maschinentisch verankert wurde.

Dieser radial nach außen gerichtete, erweiterte Ringraum für die Einführung des Druckmediums war im übrigen auch hochgenau zu bearbeiten, weil er als Montageraum für das Einpressen des Zylinderbodens dient. Der Zylinderboden wurde von unten her in den nach unten offenen Zylinder eingepresst und mit einem Sicherungsring verankert. Fehlte es an der hochgenauen Bearbeitung dieses Ringraumes, dann hatte sich der Zylinderboden in diesem Ringraum verkeilt und konnte nicht ordnungsgemäß mit dem Sicherungsring festgelegt werden. Auch war dann die Abdichtung zwischen dem Zylinderboden und der zugeordneten Zylinderwand in diesem Bereich beeinträchtigt.

Insgesamt ergibt sich also, dass durch die Ausbildung des vielfach abgesetzten Zylindergehäuses ein hoher Herstellungsaufwand mit hohen Bearbeitungszeiten gegeben war.

Weiterer Nachteil der Anordnung nach der DE 198 34 040 A1 war, dass bodenseitig ein durchgehender Druckraum für den Kolben geschaffen werden musste. Der durchgehende Druckraum verhinderte, dass mit einfachen Mitteln ein Wasserablauf oder eine Lufteinblasung zu realisieren war. Zur Herstellung eines Wasserablaufes war es deshalb erforderlich, den Kolben in wesentlichen Maß umzukonstruieren. Der Kolben wies hierbei eine zentrale Mittenbohrung und axial nach unten gerichtete Ansätze auf, die an zugeordneten axialen Ansätzen des Zylindergehäuses abgedichtet verschiebbar geführt waren. Die Schaffung eines Wasserablaufes durch Unterbrechung des Druckraumes und Umarbeitung des Kolbens war also mit hohem Aufwand verbunden.

Aus diesem Grund war es lediglich möglich, bodenseitig eine relativ gering dimensionierte Wasserablauföffnung zu schaffen. Es war deshalb schwierig, in die zentrale Aufnahmebohrung des Zylinders eingedrungenes Wasser und Späne durch die schmale Ablaufbohrung zu entfernen.

Eine Vergrößerung der zentralen Ablassbohrung im Zylinder und im Kolben war nicht möglich, weil der dem Kugelkäfig zugeordnete federnde Ring in seinem Durchmesser nicht vergrösserbar war.

Ein weiterer Nachteil nach dem Stand der Technik war, dass es nicht möglich war, eine zylindrische, durchgehende und glatte zentrale Aufnahmebohrung im Zylindergehäuse zu schaffen. Wie aus der DE 198 34 040 A1 oder der EP 858862 A1 erkennbar, war die lichte Weite der zentralen Aufnahmebohrung durch die deckelseitig angeordnete Abdichtbüchse begrenzt, die nur lose in die zentrale Aufnahmebohrung eingesetzt war.

Ferner war die lichte Weite nach dem Stand der Technik durch den Kugelkäfig und den Steuerring (Federring zwischen Kugelkäfig und Zylinderboden) begrenzt.

Hieraus ergibt sich, dass die lichte Weite der zentralen Innenbohrung im Zylinder durch insgesamt drei verschiedene Teile (Abdichtbüchse, Kugelkäfig und federnder Steuerring) verlegt war. Damit war es unmöglich, durch die mit Fremdteilen verlegte Aufnahmebohrung hindurch, beispielsweise einen Hub- oder Ausschubkolben bewegbar anzutreiben, der geeignet ist, den Einzugsnippel komplett aus der zentralen Aufnahmebohrung herauszutreiben.

Es war auch nicht möglich, einen relativ kostengünstigen Einzugsnippel mit einem durchgehend zylindrischen Außenkörper zu schaffen, weil der Einzugsnippel nach dem Stand der Technik einen radialen Bund vergrößerten Durchmessers erforderte, mit dem er versenkt in dem deckelseitigen Teil des Zylinders eingepasst war. Dies führte deshalb zu erhöhten Herstellungskosten.

Verglichen mit diesem Bund vergrößerten Durchmessers musste das übrige Material des Einzugsnippels mit verringertem Durchmesser hergestellt werden. Dies schwächte den übrigen Querschnitt und setzte die Belastbarkeit herab. Neben der hohen Herstellungskosten für einen derartigen Einzugsnippel (der an eine vielfach abgesetzte zentrale Aufnahmebohrung angepasst werden musste) bestand also auch der Nachteil, dass der Einzugsnippel weniger lastübertragend war. Bei einem Außendurchmessers des Bundes von 32 Millimeter wurde der übrige Querschnitt auf 16 Millimeter verringert. Die Kugelbahn im Einzugsnippel hatte dann einen Durchmesser von 15 Millimeter, so dass nur ein Eingriffsspiel von 5/10 Millimeter für die als Verriegelungen dienenden Kugeln gegeben war.

Hieraus ergibt sich, dass die Verriegelungskräfte nur über einen Durchmesser von etwa 15 Millimeter auf den Einzugsnippel übertragen wurden. Im verriegelten Zustand haben die Kugeln die Tendenz, den axial innenliegenden Ansatz des Kolbens in radialer Richtung auswärts gerichtet aufzuweiten. Es gibt damit eine auf den axialen Ansatz des Kolbens wirkende Aufweitkraft, dem eine entsprechende Verriegelungskraft der radial außen liegenden Tellerfeder gegenüberliegt. Dieser axiale Ansatz wurde daher auf Zugspannung beansprucht, so dass die Gefahr bestand, dass dieser im Bereich der Kugelbahn oder kurz darüber ab- oder einriss.

Beim Stand der Technik bestand im übrigen der Nachteil einer ungünstigen Kraftübertragung von den radial einwärts des Kolbens angeordneten Wälzkörpern über den sich daran anschließenden axialen Ansatz des Kolbens schräg nach außen in Richtung auf das an der Kolbenaußenseite gelagerte Tellerfedernpaket. Diese Teile wurden wegen ihrer in radialer Richtung sich erstreckenden Hintereinanderfolge stark auf Biegung beansprucht.

Die Abdichtnase, die beim Stand der Technik zwischen der Unterseite des Zylinderdeckels und der radialen Außenseite des axialen Bundes des Kolbens angeordnet war, schwächte in unerwünschter Weise den Querschnitt des Kolbens in diesem Bereich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ausgehend von einer Schnellspann-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, diese so weiter zu bilden, dass ein wesentlich vereinfachter Aufbau mit verbesserten Abdichtwirkungen und besserer Lastübertragung gegeben ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder als topfförmiges Gehäuse eine im wesentlichen zylindrische Aufnahmebohrung aufweist, in der ein topfförmiger Kolben unter Einwirkung eines Druckmediums von mindestens einer Seite her verschiebbar geführt ist, dass ferner die Wälzkörper käfiglos geführt sind und sich an dem radial einwärts gerichteten Kolbendeckel abstützen.

Der einfacheren Beschreibung wegen wird statt des allgemeineren Begriffes "Wälzkörper" der speziellere Begriff "Kugeln" verwendet. Die Erfindung beansprucht jedoch jegliche Form von Wälzkörpern.

Der Begriff der "käfiglosen Führung" der Wälzkörper wird im übrigen weit verstanden. Es wird hierunter lediglich verstanden, dass ein Kugelkäfig entfällt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass den Kugeln nicht auch bestimmte Führungseinrichtungen zugeordnet werden können. Beispielsweise ist es neben der käfiglosen Führung der Kugeln auch möglich, diese auf einem Draht, einer Federspange oder dergleichen zu haltern. Im Fall der Halterung auf einem Draht können die Wälzkörper (Kugeln) von dem Draht durchbohrt und in der Art einer Kette auf den Draht aufgefädelt sein.

Statt der Anordnung von Kugeln, die dicht an dicht auf zugeordneten Laufbahnen im Innenraum des Zylinders angeordnet sind, ist es auch möglich, deren gegenseitiger Abstand mit abstandshaltenden Mitteln zu begrenzen.

Diese Mittel können den Zwischenraum zwischen den einzelnen Kugeln ausfüllende, elastomere Abstandskörper, Federspangen, Spiralfedern, Stifte oder Schenkelfedern und dergleichen mehr sein.

Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die Kugeln in gegenseitigem Abstand in einen ringförmigen, elastomeren (z. B. gummi-elastischen) Körper einvulkanisiert sind, der die Kugeln auf Abstand hält, aber dennoch ein radiales Verstellspiel der Kugeln ermöglicht.

Wichtig ist jedenfalls, dass ein Kugelkäfig in der zentralen Aufnahmebohrung entfällt. Diese ist dann nicht mehr durch Fremdteile, wie zum Beispiel eine Abdichtbüchse, einen federnden Abstützring und einen Kugelkäfig verlegt, sondern wird nur noch durch Teile des Zylindergehäuses selbst und nicht mehr durch Fremdteile gebildet.

Damit besteht der Vorteil, dass eine zentrale, von Einbauten fremder Teile vollkommen freie Aufnahmebohrung geschaffenen wird. Es ist nun erstmals möglich, durch diese zentrale Aufnahmebohrung hindurch einen Hubkolben oder dergleichen hindurchzufahren. Dieser ist geeignet, den in der zentralen Aufnahmebohrung gehaltenen Einzugsnippel auszutreiben, so dass ein einfacher Übergang von der verriegelten Stellung in die aus dem Zylindergehäuse herausgefahrene Stellung des Einzugsnippels gegeben ist.

Mit der Schaffung einer großdimensionierten zentralen Aufnahmebohrung im Zylindergehäuse wird im übrigen der Vorteil erreicht, dass ebenfalls eine untere, groß dimensionierte Öffnung geschaffen wird, die vollkommen frei von mit Druckmittel gefüllten Arbeitsräumen und Druckmittelzuführungen ist, weil erfindungsgemäß der Druckraum für den Verschiebeantrieb des Kolbens radial auswärts in die Nähe der Kraftspeicher versetzt ist.

Aufgrund dieser Tatsache ist es nun möglich, eine untere groß dimensionierte, zentrale Ablassbohrung zu schaffen oder auch Möglichkeiten, über dem Bodenbereich dieser groß dimensionierten Aufnahmebohrung entsprechende Einblasöffnungen für die Entfernung von Wasser und Späne vorzusehen.

Darüber hinaus kann dieser Bodenbereich für die Anordnung einer Wasser- und Späne-Absaugung aus der zentralen Aufnahmebohrung heraus genutzt werden.

Das Zylindergehäuses zeigt eine im wesentlichen zylindrische Innenform und ist im Querschnitt etwa U-förmig profiliert. Es weist einen gerade ausgebildeten Deckel als Mittenschenkel auf und sich daran anschließende, im wesentlichen gerade ausgebildete Seitenschenkel. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Herstellungskosten verringert werden können. Es bedarf keiner aufwendigen Bearbeitung einzelner, innenliegender, radialer Ansätze, wie es beim Stand der Technik notwendig war. Die Anordnung einer im wesentlichen durchgehenden, von radialen Ansätzen befreiten Zylinderbohrung hat den Vorteil, dass eine einfache Bearbeitung möglich ist und kostengünstiges Material verwendet werden kann. Auf die hochwertige Bearbeitung einzelner Flächen kann verzichtet werden.

Auf das aufwendige Schleifen von Absätzen, wie sie beim Stand der Technik notwendig waren, kann deshalb verzichtet werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein wesentlich vereinfachter Aufbau geschaffen wird, denn in dem topfförmigen Zylinder läuft ein ebenfalls topfförmig ausgebildeter Kolben, dessen Druckraum nun radial auswärts verlegt ist, so dass die zentrale Aufnahmebohrung für den Einzugsnippel von einem Druckmedium vollkommen frei gehalten werden kann.

Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, dass der Druckraum unmittelbar gegenüberliegend zu den darüber angeordneten Kraftspeichern ausgebildet ist, wodurch eine günstige Kraftübertragung gegeben ist.

Bei der Anordnung eines durchgehenden, planen Druckraums, der auch die Bodenfläche des Zylindergehäuses ausfüllte (nach der DE 198 34 040 A1) bestand nämlich der Nachteil, dass bei der Verwendung relativ groß dimensionierter Tellerfedern mit entsprechender Federkraft sich hierdurch bedingt der Boden des Zylinders aufwölbte und - weil er aus einem hochwertigen, relativ spröden Werkzeugstahl gefertigt war - neigte er dann zum Reißen.

Dies kann nach der vorliegenden Erfindung entfallen, denn nach der Erfindung wird neben dem kostengünstigen Material des Zylindergehäuses auch ein ebenso kostengünstiges Material für den Kolben verwendet. Es bedarf nämlich nicht mehr eines durchgehend gehärteten Materials für die Ausbildung des Kolbens, weil dieser nun aus einem relativ günstigen Baustahl hergestellt werden kann.

Es bedarf nur noch der Härtung einzelner Kolben-Bereiche, was lediglich durch eine Einsatzhärtung bestimmter Laufbahnen auf dem Kolben erfolgen kann. Statt der Einsatzhärtung können auch bestimmte Laufbahnen am Kolben mit einer Nitrierhärtung ausgerüstet sein.

Der Kolben kann selbstverständlich auch insgesamt durch Nitrierung oder Flammhärtung oberflächengehärtet sein.

Aufgrund der Tatsache, dass käfiglose Wälzkörper verwendet werden können, besteht der Vorteil, dass diese nun wesentlich größer dimensioniert ausgebildet sein können. Hierbei ist es vorteilhaft, dass sich die Wälzkörper großflächig an der als Kolbendeckel ausgebildeten Unterseite des Kolbens abstützen. Es bedarf also nicht mehr aufwendiger, durchgehärteter Kolbenbahnen in einem aus durchgehärtetem Werkzeugstahl bestehenden Kolben.

Nach der Erfindung erfolgt die optimale Kraftübertragung direkt auf den Kolbendeckel zwischen den Wälzkörpern, dem Kolbendeckel und der gegenüberliegenden Schräge am Einzugsnippel ohne dass die genannten Teile im wesentlichen auf Biegung beansprucht werden.

Die vorher als nachteilig angesehene, radial auswärts gerichtete Aufweitkraft, die auf den axialen Ansatz des Kolbens wirkte, entfällt nach der Erfindung vollständig. Nach der Erfindung wird die Kraft der Wälzkörper unmittelbar auf den horizontal gerichteten Kolbendeckel übertragen, wodurch eine optimale Kraftübertragung auf den Kolben insgesamt gegeben ist.

Der radial einwärts gerichtete, horizontale Schenkel des Kolbendeckels bildet somit eine Stützkraft, die der Aufweittendenz entgegenwirkt. Der Kolben kann nicht mehr platzen, weil statt eines axial stehenden Ansatzes des Kolbens nach dem Stand der Technik nun ein horizontal liegender Ansatz für den Kolbendeckel verwendet wird, der wesentlich besser lastübertragend wirkt.

Aufgrund der Ausbildung einer zentralen, durchgehenden Aufnahmebohrung für den Einzugsnippel, die nicht durch den Eingriff von Fremdteilen verlegt ist, ergibt sich der weitere Vorteil, dass der Einzugsnippel selbst nun relativ groß dimensioniert und durchgehend ausgebildet sein kann. Es bedarf also nicht mehr der Anbringung eines Bundes vergrößerten Durchmessers - wie beim Stand der Technik -, sondern der Einzugsnippel kann nach der Erfindung im wesentlichen zylindrisch durchgehend ausgebildet sein, was mit geringeren Herstellungskosten verbunden ist. Außerdem kann der Einzugsnippel wesentlich größer dimensioniert werden, weil der vorherige, radiale Ringbund größeren Durchmessers nun sozusagen durchgehend ausgebildet ist. Bei gleicher Größe des Zylindergehäuses kann deshalb ein Einzugsnippel mit einem Durchmesser von 32 Millimeter anstatt vorher mit 15 mm verwendet werden.

Es bedarf deshalb nur noch der Einarbeitung einer entsprechenden umlaufenden Ringnut, die an ihrem unteren Ende eine schräg nach oben gerichtete Schräge aufweist, an welcher der jeweilige Wälzkörper lastübertragend anliegt.

Aus diesem Grunde kann auch der Einzugsnippel aus einem kostengünstigen Baustahl hergestellt werden und muss nicht mehr aus durchgehend gehärtetem Werkzeugstahl ausgebildet sein. Es bedarf daher nur der Härtung der lastübertragenden Schräge am unteren Fußbereich des Einzugsnippels. Es ist deshalb eine billige Einsatzhärtung möglich.

Erfindungsgemäß wurde auch die Abdichtung zwischen dem Zylindergehäuse und dem Kolben im Deckelbereich des Zylinders in anderer Weise gelöst, wodurch sich wesentliche Vorteile ergeben.

Während beim Stand der Technik der Kolben, sowohl mit seinem axialen Ansatz radial innen, als auch außen liegend abgedichtet werden musste, genügt es nach der Erfindung lediglich eine radiale, einzige Abdichtung des Kolbens an dem entsprechenden Innenumfang des axialen Ansatzes des Zylinderdeckels vorzunehmen.

Es entfallen damit die vorher erwähnten Nachteile, mit denen unerwünschterweise ein Kompressionsraum geschaffen wurde, in den Wasser eindringen konnte, das dann die Abdichtung zwischen der vorher vorhandenen Abdichtbüchse und dem Kolben zerstörte.

Wegen des Vorhandenseins einer einzigen Abdichtung entfällt ein solcher Kompressionsraum nun mehr. Durch den vollständigen Entfall der als separates Teil befestigten Abdichtbüchse mit ihren Abdichtungen besteht der weitere Vorteil, dass nicht mehr zwangsläufig das in verschiedenen Hohlräumen befindliche Wasser unbeabsichtigt in den Raum der Tellerfederpakete dringen konnte.

Insbesondere wenn mit einer Ölflüssigkeit anstatt mit einer Wasser-Öl-Emulsion als Kühlflüssigkeit gearbeitet wurde, bestand die Gefahr, dass das dickflüssige Öl aus den unbeabsichtigt gefluteten Hohlräumen nicht mehr zu entfernen war. Damit war die Verriegelung blockiert. Sie konnte deshalb nur noch durch Zerstörung der Einspannvorrichtung gelöst werden.

Statt eines Steuerrings wird nun erfindungsgemäß eine federnde Kugelhalterung verwendet, die bevorzugt aus Federspangen besteht.

Es ist dem gemäß ein Federring vorhanden, an dem einzelne Federspangen angeordnet sind. Jedem Wälzkörper ist fußseitig eine Federspange zugeordnet. Die Wälzkörper werden dadurch in ihrer angehobenen Stellung federbelastet an der Unterseite des Kolbendeckels angepresst.

Statt der hier beschriebenen federnden Wälzkörpervorspannung können selbstverständlich auch andere Federmittel für die Wälzkörper verwendet werden, wie zum Beispiel eine Drahtbürste, die im Bodenbereich des Zylinderbodens angeordnet ist, und die sich mit ihren einzelnen Drähten ebenfalls an der Unterseite der Wälzkörper abstützt und diese federbelastet gegen die Unterseite des Kolbendeckels anhebt.

Statt einer Drahtbürste können alle anderen mechanischen Kraftspeicher, wie zum Beispiel Schenkelfedern, Schraubendruckfedern, Spiralfedern, eine federnde Plastikscheibe oder einzelne Federlamellen oder Kunststofflamellen eines umlaufenden Federrings verwendet werden. Die genannten Kraftspeicher tragen die Kugeln und drücken diese federbelastet gegen die Unterseite des Kolbendeckels. Es können auch elastomere Kraftspeicher, wie z. B. geschäumte Kunststoffe verwendet werden.

Der Entfall eines als O-Ring ausgebildeten Steuerrings hat den wesentlichen Vorteil, dass eindringende Kühlflüssigkeit keinen Einfluss auf die federnde Kugelvorspannung hat. Die erfindungsgemäße Federvorspannungsvorrichtung ist wasser- und kühlmittelresistent und kann durch eindringende Flüssigkeiten nicht in ihren Eigenschaften verändert werden.

Es wurde bereits eingangs erwähnt, dass der zum Stand der Technik gehörende, radiale, für die Schaffung eines Wasserdurchflusses nach unten ausgerichtete Kolbenansatz entfällt. Stattdessen wird erfindungsgemäß eine zentrale, groß dimensionierte, nach unten geöffnete Aufnahmebohrung im Zylindergehäuse geschaffen, die für zusätzliche Einbauten genutzt werden kann. Derartige Einbauten können eine Absaugöffnung, eine Lufteinblasung oder anderes sein.

Wesentlich ist, dass der nach dem Stand der Technik vorhandene, axial nach unten gerichtete Kolbenansatz durch einen oberen (also gegenüberliegend angeordneten) horizontalen und radial gerichteten Kolbenansatz ersetzt ist. Dieser radiale Kolbenansatz (das ist der Kolbendeckel) liegt nun oberhalb der Wälzkörper (Kugeln) und nicht - wie beim Stand der Technik - unterhalb der Kugeln.

An den Kolbendeckel, der im Schnitt im wesentlichen aus einem radialen Ansatz besteht, schließt sich nun ein axialer Ansatz des Kolbens an, der nun weit radial auswärts und jenseits der Wälzkörper im Zylindergehäuse angeordnet ist. Dieser axiale Ansatz schafft einen radial einwärts gerichteten Platz im Zylindergehäuse, der für die Anordnung einer Luft- oder Wassereinblasung geeignet ist. Diese Anordnung kann für die Entfernung von eingedrungenem Wasser oder Späne genutzt werden. Insbesondere kann der Absaugstrom auf den Sitz der Wälzkörper gerichtet werden.

Damit kann die gesamte Wälzkörperführung im Kolben gespült werden, weil der axiale Kolbenansatz radial auswärts verlegt ist und damit im Vergleich zu dem schmalen axialen Kolbenansatz nach dem Stand der Technik auf einem relativ großen Außendurchmesser sitzt.

Wurde nämlich beim Stand der Technik über den relativ klein dimensionierten mittleren Kolbenansatz Luft zwecks Ausblasung der zentralen Aufnahmebohrung eingeblasen, bestand der Nachteil, dass die Luft nicht hinter die Wälzkörperführung gelangte und deshalb die Wälzkörperführung nicht spülen konnte.

Dies wird bei der Erfindung vermieden, weil wegen der Schaffung der zentralen, groß dimensionierten Aufnahmebohrung mit einer entsprechend angepassten zentralen Kolbenbohrung nun erstmals die Möglichkeit besteht, von der Bodenseite des Zylinders her in axialer Richtung Luft parallel strömend auch hinter die Wälzkörperführungen zu leiten und diese in besonders vorteilhafter Weise zu spülen.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Fig. 1 Schematisiert in zwei Halbschnitten eine Ausführungsform einer Schnellspann-Einrichtung in zwei Arbeitszuständen,

Fig. 2 Schematisiert eine Abwandlung der Fig. 1 mit zusätzlicher Darstellung eines Hubkolbens.

Der Zylinder 1 nach Fig. 1 ist im wesentlichen als topfförmiges Gehäuse ausgebildet und weist eine im wesentliche gerade ausgebildete Zylinderdecke 28, die sich in eine im wesentlichen gerade und zylindrisch ausgebildete Zylinder- Seitenwand 26 mit der Innenwand 27 erstreckt.

Es entfallen die vorher im Stand der Technik als nachteilig angesehenen radialen vorspringenden Ansätze.

Im Zylinder 1 ist eine zentrale Aufnahmebohrung 2 angeordnet, die für den Eingriff eines Einzugsnippels 3 bestimmt ist.

In Fig. 1 sind zwei Halbschnitte dargestellt. In der rechten Darstellung ist die verriegelte Stellung des Einzugsnippels 3 und im linken Halbschnitt die entriegelte Darstellung des Einzugsnippels 3' dargestellt.

Der Einzugsnippel wirkt mit Wälzkörpern 5 zusammen, die im Ausführungsbeispiel als Kugeln ausgebildet sind. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Statt der als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper können auch mehreckige oder -kantige Wälzkörper, tonnenförmige oder ellipsenförmige Wälzkörper verwendet werden.

Insbesondere müssen die Wälzkörper 5 nicht als durchgehärtete Kugellagerkugeln ausgebildet sein, sondern es genügt, kostengünstige, zum Beispiel aus Baustahl bestehende, Wälzkörper zu verwenden, die lediglich eine Oberflächenhärtung tragen. Auch hierdurch werden die Herstellungskosten der gesamten Einspannvorrichtung wesentlich vermindert.

Die Wälzkörper 5 sind käfiglos geführt, das heißt, sie sind auf Laufbahnen am Außenumfang eines Kolbens 4 angeordnet und werden von unten von einem Federring getragen, der aus einzelnen separat voneinander getrennten Federspangen 7 besteht, die am Umfang verteilt angeordnet und durch einen Sicherungsring 6 gehalten sind.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf einen Federring mit einzelnen separaten Federspangen 7 beschränkt. Es können - wie in der allgemeinen Beschreibung erwähnt - alle anderen federnd ausgebildeten Wälzkörper-Träger verwendet werden, die geeignet sind, die Wälzkörper 5 nach oben gegen den Innenumfang des Kolbendeckels 43 im Bereich einer Ausnehmung 44 im Kolbendeckel 43 federbelastet zu halten.

Der Zylinderboden 8 ist aus Montagegründen getrennt von dem übrigen Zylinder 1 ausgebildet. Er ist als relativ flache Scheibe in den Innenraum des Zylinders 1 eingesetzt und wird dort mit einem runden Sicherungsring 60 gehalten.

Ferner sind noch Abdichtringe 61 (siehe Fig. 2) vorgesehen, die zur Abdichtung des Druckraums 20 zwischen dem Boden des Kolbens 4 und dem Zylinderboden 8 dienen.

Zusätzlich dienen die Abdichtringe 61 zur Abdichtung der Mediumkanäle, wobei zum Beispiel über den Schrägkanal 11 in den Luftanschluss 23 oder wahlweise in den Luftanschluss 24 Luft eingeblasen wird und vom Schrägkanal 11 ausgehend in axial ausgerichtete Blaskanäle 12 eintritt, so dass über die Blaskanäle 12 und eine eventuell noch mittig angeordnete Blasdüse 13 die gesamte zentrale Aufnahmebohrung 2 des Zylinders 1 gleichmäßig gespült und gereinigt wird.

Die Verriegelung des Einzugsnippels 3 mit den Wälzkörpern 5 erfolgt durch das Zusammenwirken von drei versetzt zueinander angeordneten Schrägen.

Zunächst weist der Kolbenboden einen Schrägbund 9 auf, der eine radial einwärts gerichtete Schräge 48 für die radial auswärts liegende Seite des Wälzkörpers 5 ausbildet.

Im verriegelten Zustand liegt der Wälzkörper gleichzeitig auch lastübertragend an der gerade ausgebildeten Unterseite des Kolbendeckels 43 an und ferner wirkt der Wälzkörper 5 noch mit einer schräg einwärts gerichteten Schräge 46 an einer umlaufenden Ringnut am Einzugsnippel 3 zusammen. Die genannten Schrägen sind alle schräg zur Einzugsrichtung (Pfeilrichtung 47) ausgerichtet.

Die Verriegelungskraft wird dadurch erreicht, das im Kolben 4 radial auswärts eine umlaufende Ringnut eingearbeitet ist, in die ein erster Kraftspeicher 35 eingelegt ist. Der Kraftspeicher ist bevorzugt als Tellerfederpaket ausgebildet.

Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Statt einer im Kolben umlaufenden Ringnut (umlaufende Ringkammer) können auch einzelne, verteilt am Umfang und separat voneinander abgetrennte Sacklöcher oder Sackbohrungen im Kolben eingearbeitet sein, in die jeweils eine Schraubendruckfeder oder eine anderer Kraftspeicher eingesetzt ist.

Es können auch statt der Schraubendruckfedern kleine separate Tellerfedern verwendet werden, wobei jede Aufnahmebohrung von einer Tellerfeder besetzt ist und alle Tellerfedern gleichmäßig verteilt am Umfang des Kolbens 4 angeordnet sind.

Wichtig ist nun, dass in dieser umlaufenden Ringkammer 64 der erste Kraftspeicher 35 bündig angeordnet ist, der sich jedoch nicht mit seinem oberen Bund bis an die Deckenwand 29 an der Unterseite der Zylinderdecke 28 erstreckt. Vielmehr ist in diesem Bereich ein weiterer Kraftspeicher 36 oder ersatzweise eine Distanzscheibe 37 vergrößerten Durchmessers angeordnet.

Der zweite Kraftspeicher 36 kann beispielsweise auch als Tellerfeder vergrößerten Durchmessers ausgebildet sein, wobei wichtig ist, dass sich die Tellerfeder einerseits an der Oberseite des ersten Kraftspeichers 35 abstützt und andererseits schräg an einer radial außenliegenden Position 63 an der Deckenwand 29 der Zylinderdecke 28 anliegt.

Dadurch ergibt sich eine optimale Kraftübertragung, weil der Kolbenboden nur noch diagonal beansprucht wird. Einerseits liegt nämlich der Kraftspeicher 35 schräg einwärts gerichtet bei Position 62 am Kolbenboden auf und über den zweiten Kraftspeicher 36 schräg gegenüberliegend bei Position 63 an der Zylinderwand. Dadurch kann der Kolbenboden 34 in diesem Bereich relativ dünn dimensioniert werden, weil er nicht mehr lastübertragend auf Biegung oder gar auf Bruch beansprucht wird und demzufolge nur noch der Abdichtung dient. Dies gilt insbesondere auch für den axialen Kolbenbund 40, in dessen Bereich der Dichtring 41 angeordnet ist. Auch dieser kann nun im Durchmesser stark verringert werden, um ein entsprechend groß dimensionierten Kraftspeicher 35, 36 aufnehmen zu können.

Die Wandstärke des Kolbenbundes 40 und auch des Kolbenbodens 34 kann entsprechend verringert ausgebildet sein.

Damit ist ein optimaler Lastübertragungsweg von Position 62 des Kolbenbodens 34 über den relativ groß dimensionierten axialen Kolbenbund 65 und den sich radial daran anschließenden Kolbendeckel 43 gegeben.

Der Auflagepunkt der Tellerfeder (Kraftspeicher 35) ist also gegenüber dem Stand der Technik radial einwärts in die Nähe des axialen Kolbenbundes 65 verlegt und nicht - wie beim Stand der Technik - radial auswärts.

Damit werden kurze und wenig auf Biegung beanspruchte Lastübertragungswege gegeben.

Statt der Anordnung eines zweiten Kraftspeichers 36 in Form einer Tellerfeder kann auch gemäß der linken Darstellung in Fig. 1 alternativ eine Distanzscheibe 37 verwendet werden, die eine Freistellung 38 aufweist, die radial auswärts in einen Ringbund 39 übergeht, der sich lastübertragend ebenfalls bei Position 63 an der Unterseite des Zylinderdeckels 28 anlegt.

Wichtig ist jedenfalls, dass sich der Ringbund 39 radial auswärts über den Kolbenbund 40 des Kolbens 4 hinaus erstreckt und der Kolbenbund in diesem Bereich mit seiner Stirnseite 42 den Anschlag für die Distanzscheibe 37 bildet.

Auf diese Weise wird wiederum auch über die Distanzscheibe 37 die diagonale Krafteinleitung zwischen Position 62 und 63 erzielt.

Der vorher im Bereich eines radial einwärts gerichteten Ansatz gelegene Anschlag für die Tellerfeder wird nun erfindungsgemäß radial auswärts verlegt und entfällt vollständig, so dass stattdessen ein axialer Ringbund 39 an der Unterseite des Zylinderdeckels 28 anliegt.

Die gerade und eben ausgebildete Deckenwand 29 des Zylinders 1 geht nun über eine Schräge 31 in eine ebenfalls parallel hierzu verlaufende Deckenwand 30 über, an deren freien inneren Ende ein axialer Zylinderansatz 32 angeformt ist, der eine untere Nase 59 als Kugelrückhaltung für die Wälzkörper 5 ausbildet.

Im Bereich des axialen Zylinderansatzes 32 ist radial auswärts eine Dichtfläche angeordnet, die mit einem im Kolbendeckel 43 angeordneten Dichtring 33 zusammen wirkt.

Aufgrund der Tatsache, dass der vorher im Stand der Technik erwähnte radial einwärts gerichtete Ansatz als Anlagefläche für die Tellerfeder entfällt, und stattdessen nun bei Position 63 eine Anlagefläche im Bereich der Deckenwand 29 geschaffen wird, kann die Zylinderdeckenwandstärke in diesem Bereich (Bereich der Deckenwand 29) wesentlich verstärkt ausgebildet werden.

Die radiale Auswärtsverlegung des Anlagepunktes bei Position 63 verbessert den Hebelarm des Kraftangriffspunktes und dadurch kann auch die Deckenstärke des Zylinderdeckels im Bereich der Deckenwand 29 verstärkt ausgebildet werden.

Im Bereich der Deckenwand 30 kann die Stärke des Zylinderdeckels 28 vermindert ausgeführt werden, weil in diesem Bereich keine Lastübertragung mehr stattfindet.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein relativ groß dimensionierter Luftraum 49 für das Einfahren des Kolbens in die Zylinderdecke geschaffen wird, so dass ein relativ groß dimensionierter Kolben verwendet werden kann. Der Kolben kann demzufolge im Bereich des Kolbendeckels 43 verstärkt ausgebildet werden, weil über diesen Bereich 43 und den Bereich 65 die eigentliche Lastübertragung stattfindet.

Wesentlich bei der Erfindung ist - und hier wird unabhängig von den anderen Erfindungsmerkmalen separater Schutz beansprucht - dass sich der axiale Kolbenbund 40 an einer Distanzscheibe 37 oder einem zweiten Kraftspeicher 36 lastübertragend anlegt und dass der Außendurchmesser der Distanzscheibe 37 oder des Kraftspeichers 36 etwa dem Außendurchmesser des Kolbenbundes 40 entspricht.

Damit ist ein wesentlicher Platz für die Lastübertragung gewonnen, weil die Lastübertragung vom Kolbenbund 40 unmittelbar über die Stirnseite des Kolbenbundes 40 und die dazwischenliegende Distanzscheibe 37 oder dem Kraftspeicher 36 auf die Zylinderdecke 28 erfolgt.

Damit erfolgt eine unmittelbar fluchtende, axiale Ineinanderschaltung des lastübertragenden Kolbenbundes 40 auf die Distanzscheibe 37 oder den Kraftspeicher 36 auf die Zylinderdecke 28.

Dies war beim Stand der Technik nicht gegeben, denn beim Stand der Technik erfolgte ein schräger Versatz von dem radial einwärts gerichteten Ansatz des Zylinders an der Tellerfeder in Bezug zu dem Kolben.

In der Zylinderbohrung wird eine fluchtende Kraftübertragung auf die Zylinderdecke 28 bei Position 63 erreicht, wobei eine ungünstige Hebelübertragung der Kräfte, wie sie beim Stand der Technik der Fall war, entfällt.

Im folgenden wird nun die Spülung der gesamten zentralen Aufnahmebohrung 2 mit Luft oder einem anderen Spülmedium weiter beschrieben.

Wie bereits ausgeführt strömt die Luft über den Schrägkanal 11 in den Bodenbereich und strömt dort axial gerichtet aus Blaskanälen 12 nach oben.

Gleichzeitig zweigt von dem Schrägkanal 11 ein Steigkanal 14 ab, der in einen Schrägkanal 15 übergeht. Über beide Kanäle 14, 15 wird also der Sitz der Wälzkörper 5 gespült.

Weil nun die Abdichtung mit dem Abdichtring 66 am zylinderseitigen Schrägbund 9 radial auswärts gerichtet angeordnet ist, ergibt sich nun erstmals die Möglichkeit, dass die gesamte Aufnahmebohrung 2 zentral über die gesamte lichte Weite gespült werden kann, was insbesondere durch Anordnung der Steigkanäle 14 und Schrägkanäle 15 vorteilhaft ist. Es können nun erstmals die Lager (Ausnehmung 44) der Wälzkörper 5 gespült werden.

Gleichzeitig kann die Luft von dem Anschluss 23 oder dem Luftanschluss 24 (wo bedarfsweise ein Verschlussstück 25 eingesetzt ist) aus nach oben strömen und hierbei in den Druckraum unterhalb einer Blechmanschette 18 gelangen, in der mehrere Schrägbohrungen 19 angeordnet sind. Dort strömt sie schräg nach oben aus.

Gleichzeitig gelangt die Luft in einen horizontal verlaufenden Luftkanal 16, wo sie in einen ringsum verlaufenden Einstich 17 gelangt, von dem aus der gesamte Außenumfang des Einzugsnippels beim Einfahren in Pfeilrichtung 47 gespült wird.

Die Druckölversorgung erfolgt hierbei über einen Anschluss 22, in den das Drucköl über einen Schrägkanal 21 in den Druckraum 20 für die Verschiebung des Kolbens 4 eingespeist wird.

Selbstverständlich können die Anschlüsse 23, 24 und auch der Anschluss 22 an beliebigen anderen Teilen des Zylinders angesetzt sein, sie können beispielsweise auch von der Bodenseite her vorgesehen sein, wie dies beispielsweise mit dem Anschluss 24 gezeigt wurde.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Freihalten der zentralen Aufnahmebohrung 2 für das Einsetzen eines Hubkolbens 51 verwendet wird.

Hierbei kann der Zylinderboden 8 entweder einstückig oder mehrteilig mit einem Zylinderansatz 50 versehen werden, in dem ein als Stufenkolben ausgebildeter Hubkolben 51 unter Wirkung eines Druckmediums verschiebbar in Pfeilrichtung 58 und in Gegenrichtung hierzu angetrieben ist.

Sofern auch der Hubkolben 51 in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 58 angetrieben werden soll, ist es vorgesehen, dass der Raum 67 als Druckraum ausgebildet ist und das Druckmedium, welches über den Kanal 20 einströmt, nun gleichzeitig auch den Raum 67 befüllt. Hierzu ist eine Folgesteuerung oder eine Ventilsteuerung mit dem Kolben 4 in der Weise vorgesehen, dass zunächst der Druckraum 20 des Kolbens 4 mit Druckmedium gefüllt wird, der Kolben dann in Pfeilrichtung 47 nach unten fährt, gleichzeitig eine Bohrung 56 freigibt, über die dann Druckmedium in den Raum 67 einströmt und den Hubkolben 51 in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 58 nach unten verdrängt.

Der Hubkolben 51 weist im übrigen einen unteren Kolbenansatz 52 vergrößerten Durchmessers auf, unter dem ein Druckraum 53 angeordnet ist, dem ein Zylinderboden 54 gegenüberliegt, der mit einem O-Ring 55 auswechselbar in dem Zylinderansatz 50 angeordnet ist. Der untere Druckraum 53 wird über eine Steigbohrung 57 von dem Druckraum 20 versorgt.

Vorteil der gesamten Schnellspann-Einrichtung ist, dass mit einfachen, nur wenig zu bearbeitenden Teilen, die überdies kostengünstig ausgebildet sein können, nun eine betriebssichere und gegenüber fremden Medien günstig abgedichtete Einrichtung geschaffen wird.

Es sind im wesentlichen nur vier Teile vorhanden, nämlich ein im etwa topfförmig ausgebildeter Zylinder 1 mit relativ gerade ausgebildeten Innenflächen, ein entsprechender Kolben 4, ein dazugehörender Einzugnippel 3 und die dazugehörende Kugelverriegelung mit den Wälzkörpern 5. Weitere Teile, insbesondere die vorher als nachteilig beschriebenen Abdichtbüchsen, Steuerungsringe und Kugelkäfige entfallen erfindungsgemäß.

Außerdem entfällt die ungünstige Kraftübertragung von den Kraftspeichern über den Kolben auf die Wälzkörper, was nach der Erfindung wesentlich vereinfacht und verbessert gelöst wurde.

Zeichnungslegende

1

Zylinder

2

Zentrale Aufnahmebohrung

3

Einzugsnippel

3

'

4

Kolben

5

Wälzkörper

6

Sicherungsring

7

Federspange

8

Zylinderboden

9

Schrägbund

10

Ringspalt

11

Schrägkanal

12

Blaskanal

13

Blasdüse

14

Steigkanal

15

Schrägkanal

16

Luftkanal

17

Einstich

18

Blechmanschette

19

Schrägbohrung

20

Druckraum

21

Schrägkanal

22

Anschluss

23

Luftanschluss

24

Luftanschluss

25

Verschlussstück

26

Zylinder-Seitenwand

27

Innenwand

28

Zylinderdecke

29

Deckenwand

30

Deckenwand

31

Schräge

32

Zylinderansatz

33

Dichtung

34

Kolbenboden

35

Kraftspeicher

36

Kraftspeicher

37

Distanzscheibe

38

Freistellung

39

Ringbund

40

Kolbenbund

41

Dichtring

42

Stirnseite (

40

)

43

Kolbendeckel

44

Ausnehmung

45

Anlagefläche

46

Schräge

47

Pfeilrichtung

48

Schräge

49

Luftraum

50

Zylinderansatz

51

Hubkolben

52

Kolbenansatz

53

Druckraum

54

Zylinderboden

55

O-Ring

56

Bohrung

57

Steigbohrung

58

Pfeilrichtung

59

Nase

60

Sicherungsring

61

Abdichtringe

62

Position

63

Position

64

Ringkammer

65

Kolbenbund

66

Abdichtring

67

Raum

Claims (19)

1. Schnellspann-Einrichtung zum Einspannen eines Einzugsnippels in einem Zylinder mit vereinfachtem Aufbau mit einem im Zylinder unter Wirkung eines Druckmediums mindestens in einer Richtung verschiebbar angetriebenen Kolben, der in der anderen Richtung von einem Kraftspeicher beaufschlagt ist und mit einer Verriegelungsvorrichtung zusammen wirkt, die aus Wälzkörpern besteht, die in der Verriegelungsstellung auf am Außenumfang des Einzugsnippels angeordneten Bahnen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) als topfförmiges Gehäuse eine im wesentlichen zylindrische Aufnahmebohrung (2) aufweist, in welcher der topfförmiger Kolben (4) verschiebbar geführt ist, und dass ferner die Wälzkörper (5) käfiglos geführt sind und sich an dem radial einwärts nächst der zentralen Aufnahmebohrung (2) befindlichen Kolbendeckel (43) abstützen.

2. Schnellspann-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Wälzkörper (5) in Umfangsrichtung durch abstandshaltende Mittel begrenzt ist.

3. Schnellspann-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite der zentralen Aufnahmebohrung (2) von Einbauten fremder Teile frei gehalten ist.

4. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (20) für den Verschiebeantrieb des Kolbens(4) radial auswärts in die Nähe der Kraftspeicher (35) versetzt ist.

5. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite der zentralen Aufnahmebohrung sich in Richtung der Bodenseite des Zylinders (1) hin erweitert und in diesem Bereich eine Einblas-, Ausblas-, Absaug- oder Ablauföffnungen angeordnet sind.

6. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) im Querschnitt etwa U-förmig profiliert ist und einen etwa gerade ausgebildeten Deckel als Mittenschenkel als Zylinderdecke (28) aufweist, an die sich im wesentlichen gerade ausgebildete Seitenschenkel anschließen.

7. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Kolben (4) im wesentlichen topfförmig ausgebildet ist, dessen Druckraum (20) radial auswärts unter dem Kolbenboden angeordnet ist und außerhalb der zentralen Aufnahmebohrung (2) angeordnet ist, die sich durch den Kolben (4) hindurch bis zum Boden des Zylinders (1) erstreckt.

8. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Kolben (4) zugeordnete Druckraum (20) etwa in axialer Richtung unter dem auf der anderen Seite des Kolbens (4) angeordneten Kraftspeicher (35) angeordnet ist.

9. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wälzkörper (5) an der Unterseite der als Kolbendeckel ausgebildeten Unterseite des Kolbens (4) abstützen.

10. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einzugsnippel (3) im wesentliche durchgehend zylindrisch ausgebildet ist und bundlos ist.

11. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Abdichtung (33) des Kolbens (4) an dem Innenumfang des axialen Ansatzes (32) des Zylinderdeckels vorhanden ist.

12. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (5) bodenseitig gefedert sind.

13. Schnellspann-Einrichtung zum Einspannen eines Einzugsnippels in einem Zylinder mit vereinfachtem Aufbau mit einem im Zylinder unter Wirkung eines Druckmediums mindestens in einer Richtung verschiebbar angetriebenen Kolben, der in der anderen Richtung von einem Kraftspeicher beaufschlagt ist und mit einer Verriegelungsvorrichtung zusammen wirkt, die aus Wälzkörpern besteht, die in der Verriegelungsstellung auf am Außenumfang des Einzugsnippels angeordneten Bahnen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass im Kolben (4) ein erster Kraftspeicher (35) angeordnet ist, auf dem ein weiterer Kraftspeicher (36) oder ersatzweise eine Distanzscheibe (37) vergrößerten Durchmessers angeordnet ist und sich radial auswärts gelegen an der Deckenwand (29) der Zylinderdecke (28) anlegt.

14. Schnellspann-Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der axiale Kolbenbund (40) des Kolbens (4) an der Distanzscheibe (37) oder dem zweiten Kraftspeicher (36) lastübertragend anlegt und dass der Außendurchmesser der Distanzscheibe (37) oder des Kraftspeichers (36) etwa dem Außendurchmesser des Kolbenbundes (40) entspricht.

15. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastübertragung unmittelbar über die Stirnseite des Kolbenbundes (40) und die dazwischenliegende Distanzscheibe (37) oder dem Kraftspeicher (36) auf die Zylinderdecke (28) erfolgt.

16. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (2) über ihre gesamte lichte Weite gespült wird.

17. Schnellspann-Einrichtung zum Einspannen eines Einzugsnippels in einem Zylinder mit vereinfachtem Aufbau mit einem im Zylinder unter Wirkung eines Druckmediums mindestens in einer Richtung verschiebbar angetriebenen Kolben, der in der anderen Richtung von einem Kraftspeicher beaufschlagt ist und mit einer Verriegelungsvorrichtung zusammen wirkt, die aus Wälzkörpern besteht, die in der Verriegelungsstellung auf am Außenumfang des Einzugsnippels angeordneten Bahnen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass in der zentralen Aufnahmebohrung (2) koaxial zum Kolben (4) ein Hubkolben (51) verschiebbar angetrieben ist, der den Einzugsnippel (3) in axialer Richtung verschiebbar antreibt.

18. Schnellspann-Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (51) als Teleskopkolben ausgebildet ist.

19. Schnellspann-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (51) in der Art einer Folgesteuerung zusammen mit dem Kolben (4) von dem gleichen Druckmedium beaufschlagt sind.