DE1289799B

DE1289799B - Spanneinrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock

Info

Publication number: DE1289799B
Application number: DEA54848A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-02-09
Filing date: 1967-02-09
Publication date: 1969-02-20
Also published as: FR1552714A; US3484094A; GB1155804A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung, ins- stehende Spannbacke 2 und einen Lageransatz 3 aufbesondere Maschinenschraubstock zum Einspannen weist, in welchem eine mit Außengewinde 4 versehene von Werkstücken mit einer im feststehenden Schraub- Hohlspindel 5 verschraubbar angeordnet ist. Diese stockteil verschraubbaren Hohlspindel, einer in dieser Hohlspindel ist mit einem Hals 6 in dem rückwärtigen axial verschiebbar gelagerten, den Spanndruck aus- 5 Teil 7 eines Schiebers 8 gelagert, an dessen eine beübenden Druckstange, einer in einer Verlängerung wegliche Spannbacke 9 aufweisendem Vorderteil 10 der Hohlspindel axial verschraubbaren Antriebsspin- sich eine Druckstange 11 abstützt, die axial verschiebdel, einer zwischen Antriebsspindel und Hohlspindel bar in der Hohlspindel 5 gelagert ist. Wie im einzeleingeschalteten Drehmomentkupplung und einem nen aus F i g. 2 hervorgeht, weist die Hohlspindel 5 zwischen Antriebsspindel und Druckstange angeord- io Verlängerungen Sa, Sb auf, die mit der Hohlspindel neten Kraftverstärker, der ein axial von der Antriebs- eine feste Einheit bilden. Mit dem Verlängerungsspindel verschiebbares Primärdruckglied und ein auf teil 5 b ist auch eine zugleich als Kupplungsteil ausdie Druckstange wirkendes axial verschiebbares gebildete Hülse 12 fest verbunden, in welcher ver-Sekundärdruckglied aufweist. schraubbar eine Antriebsspindel 13 angeordnet ist.

Bei einer Spanneinrichtung dieser Bauart kann es 15 Das Ende 14 dieser Spindel ist fest mit einem Kopfvorkommen, daß beim Entspannen des Werkstücks, stück 15 verbunden, das seinerseits fest mit einer d. h. beim Zurückdrehen der Antriebsspindel diese Hülse 16 und einer Scheibe 17 verbunden ist. Es ist sofort durch das von der ausgelösten Kupplung er- ferner eine Handkurbel 18 vorgesehen, die mit einem zeugte Reibungsmoment zurückgedreht wird, so daß Mehrkant 19 in eine entsprechende Mehrkantöffnung also die Drehmomentkupplung nicht wieder einrastet. 20 der Scheibe 17 eingesteckt werden kann. Mit der Das hat beim nächsten Spannvorgang den Nachteil, Kurbel 18 wird zum Einspannen des Werkstücks 20 daß eine zu geringe Spannkraft auf das Werkstück diese Kurbel im Uhrzeigersinn gedreht und zum Entausgeübt wird. spannen des Werkstücks in umgekehrter Richtung. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist bei der ein- Zwischen Hohlspindel 5, 5 a, 5 b und Antriebsspindel gangs erwähnten Spanneinrichtung bzw. Maschinen- 25 13 ist eine Drehmomentkupplung eingeschaltet. Bei schraubstock nach der Erfindung zwischen Druck- der gezeigten vorteilhaften Ausführung ist zu diesem stange und Sekundärdruckglied eine axial wirkende Zweck eine Rastkupplung vorgesehen, die aus der Druckfeder so angeordnet, daß in unbelastetem Zu- Rastzähne 21 aufweisenden Kupplungsscheibe 22 und stand zwischen Druckstange und Sekundärglied ein der Kupplungshülse 12 besteht, die den Rastzähnen Abstand vorhanden ist und beim Vorspannen des 3° 21 entsprechende Aussparungen aufweist. Mit der Werkstücks durch Verschrauben der Hohlspindel Verlängerung 23 der Antriebsspindel 13 ist eine diese Feder zusammengedrückt wird. Nach diesem Scheibe 24 verbunden. Zwischen dieser Scheibe und Zusammendrücken liegen dann Sekundärglied und der Kupplungsscheibe 22 ist eine Druckfeder 25 an-Druckstange aufeinander, und es wird bei Beginn des geordnet, die bei Beginn des Spannvorgangs, d. h. Entspannens beim Zurückdrehen der Antriebsspindel 35 beim Drehen der Antriebsspindel 13, zunächst die durch diese Feder im Hohlspindelgewinde ein diese Kupplungsteile 22,12 im Eingriff hält, so daß mit der Spindel festhaltendes Reibungsmoment erzeugt, das Antriebsspindel 13 zugleich die Hohlspindel 5, 5 a, größer ist als das von der ausgelösten Kupplung auf 5 b gedreht und in dem Innengewinde des Lagerdie Hohlspindel ausgeübte Reibungsmoment. ansatzes 3 verschraubt wird. Es wird damit, d. h.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird ge- 40 mittels der von der Spindel 5 mitgenommenen Druckwährleistet, daß beim Entspannen des Werkstücks, stange 11 der Schieber 8 an das Werkstück 20 herand. h. beim Zurückdrehen der Antriebsspindel, zu- geführt und auf dieses ein geringer Vorspanndruck nächst die Hohlspindel festgehalten wird, bis die von beispielsweise 100 kg erzielt. Beim Weiterdrehen Drehmomentkupplung wieder einrastet und dann der Antriebsspindel 13 rastet dann die Kupplungserst beim weiteren Zurückdrehen der Antriebsspindel 45 scheibe 22 durch Verschieben in Richtung A aus, so die Hohlspindel zurückgedreht wird. Die beim Span- daß dann die Hohlspindel 5, 5 a, Sb stehen bleibt, nen in dieser Spanneinrichtung eintretenden Arbeite- jedoch die Antriebsspindel 13 durch Verdrehen in der vorgänge werden also beim Entspannen genau in der nunmehr feststehenden Gewindehülse 12 weiter in umgekehrten Reihenfolge wiederholt. Richtung A verschraubt wird. Dabei übt das Spindel-

Die Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden 5° ende 23 über einen Kraftverstärker eine sehr starke an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Verschiebekraft auf die Druckstange 11 in Richtung A Es zeigt aus (beispielsweise von 8 Tonnen), mit welchem dann

Fig. 1 einen teilweisen lotrechten Längsschnitt das Werkstück20 festgespannt wird. Dieser zwischen durch einen Maschinenschraubstock mit hydrauli- Antriebsspindel 23, 13 und Druckstange 11 angeordschem Kraftverstärker in schematischer Darstellung, 55 nete Kraftverstärker weist ein Primärdruckglied 26

F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil dieses und ein auf die Druckstange wirkendes Sekundär-Maschinenschraubstocks in größerem Maßstab, druckglied 27 auf. Bei dem in F i g. 2 gezeigten Aus-

Fig. 3 einen Querschnitt nach LinieIII-III der führungsbeispiel, nämlich einer mechanisch-hydrau-F i g. 2, lischen Spanneinrichtung, besteht in an sich bekann-

F i g. 4 die Aufsicht auf eine Kupplungsscheibe der 60 ter Weise das Primärdruckglied 26 aus einem hydrau-F i g. 2, lischen Primärkolben und das Sekundärdruckglied 27

F i g. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der F i g. 4 aus einem hydraulischen Sekundärkolben mit erhebdurch einen Kupplungszahn in größerem Maßstab, lieh größerem Durchmesser. Demgemäß ist die

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil des Spindelverlängerung 5a als hydraulischer Zylinder Maschinenschraubstocks mit mechanischem Kraft- 65 ausgebildet und der Zylinderraum 28 mit einem verstärker in der Darstellung von F i g. 2. hydraulischen Druckmittel gefüllt. Für Primär- und

In der Zeichnung ist mit 1 die Grundplatte eines Sekundärkolben sind Dichtungsringe 29, 30 vorge-Maschinenschraubstocks bezeichnet, die eine fest- sehen. Es ist weiterhin eine Druckfederung, zweck-

mäßig in Form von Tellerfedern 31 vorgesehen, mit welcher der Sekundärkolben 27 ständig in Richtung B gedrückt wird.

Nach der Erfindung ist zwischen Druckstange 11 und Sekundärdruckglied 27 eine Druckfeder, zweckmäßig eine Schraubendruckfeder 32 so angeordnet, daß in unbelastetem Zustand (s. Fig. 2) zwischen Druckstange 11 und Sekundärdruckglied 27 ein Abstand b vorhanden ist. Beim Vorspannen des Werkstücks, d. h. beim Verschrauben der Spindel 13, wird durch den vom Werkstück 20 ausgeübten Widerstand die Druckstange 11 in Richtung B verschoben, also die Feder 32 zusammengedrückt, bis der Abstand b sich auf Null verringert und Sekundärdruckglied 27 und Druckstange 11 aufeinander liegen. Durch den erhöhten, vom Werkstück 20 auf die Druckstange 11 ausgeübten Widerstand bleibt die Hohlspindel 5,5 a, 5 b stehen, die Kupplungsscheibe 22 rastet aus, und es wird beim Weiterdrehen der Antriebsspindel 13 in der Gewindehülse 12 der Primärkolben 26 in Riehtungv4 verschoben, der einen hydraulischen Druck auf den Sekundärkolben 27 ausübt und diesen ebenfalls in Richtung A verschiebt, so daß damit ein hoher Einspanndruck durch die Druckstange 11 erzielt wird.

Beim Entspannen des Werkstücks, d. h. beim Zurückdrehen der Antriebsspindel 13, wird durch die Druckfeder 32, die sich über die Druckstange 11 am Werkstück 20 abstützt, ein Druck auf den Sekundärkolben 27 in Richtung B und damit ein Druck auf die Hohlspindel Sa, S erzielt. Durch diesen Druck wird ein Reibungsmoment zwischen dem Außengewinde 4 und dem Innengewinde 33 des Lageransatzes 3 erzielt, das die Spindel 5 festhält, d. h. an der Drehung verhindert. Die Druckfeder 32 und die Kupplungsfeder 25 müssen aufeinander abgestimmt, d. h. so bemessen sein, daß das vorerwähnte zwischen den Gewinden 4, 33 erzeugte Reibungsmoment größer ist als das von der ausgelösten Kupplung 22,12 auf die Hohlspindel Sa bis Sb ausgeübte Reibungsmoment. Dieses Reibungsmoment entsteht durch den von der Kupplungsfeder 25 ausgeübten Druck, mit welchem die Kupplungszähne 21 auf die Stirnfläche der Kupplungshülse gepreßt werden.

Dank der Druckfeder 32 wird also bei Beginn der Entspannung, d. h. beim anfänglichen Zurückdrehen der Antriebsspindel 13 die Hohlspindel 5 festgehalten, bis die Kupplungszähne 21 in die entsprechenden Rastvertiefungen der Kupplungshülse 12 einrasten. Damit ist über diese Kupplung die Antriebsspindel 13 wieder mit der Hohlspindel 5 verbunden, so daß beim weiteren Zurückdrehen der Antriebsspindel die Hohlspindel im Lageransatz 3 in Richtung B zurückgedreht wird.

Die Kupplungsscheibe 22 ist auf der Verlängerung 23 der Antriebsspindel 13 axial verschiebbar, jedoch gegen Drehung gesichert angeordnet. Zu diesem Zweck kann, wie in F i g. 3 und 4 veranschaulicht, die Spindelverlängerung 23 bei 34 abgeflacht sein, wobei die Kupplungsscheibe 22 eine entsprechende Aussparung 35 aufweist.

Vorteilhaft ist die Drehmomentkupplung, wie dargestellt, als Rastkupplung ausgebildet. Dabei sind zweckmäßig Kupplungszähne 21 bzw. entsprechende Rastvertiefungen vorgesehen, die auf der einen Flanke eine das Ausrasten der Kupplung ermöglichende Schrägfläche 36 und auf der anderen gegenüberliegenden Flanke eine zur Kupplungsscheibenebene α senkrecht, d. h. unter einem Winkel β von 90° stehende Fläche 37 aufweisen. Für beide Federn und 25 können vorteilhaft verhältnismäßig schwache Schraubendruckfedern Verwendung finden. Demgemäß ist weiterhin die Schrägfiäche 36 der Rastzähne (bzw. Rastvertiefungen) unter einem verhältnismäßig großen spitzen Winkel α von etwa 50° gegenüber der Kupplungsscheibenebene a-a geneigt. Um ein einwandfreies Ausrasten bei einem Drehmoment bestimmter Größe zuverlässig zu erzielen, bzw. um ein Ecken der Kupplungsscheibe auf dem Spindelende 23 zu vermeiden, ist die Kupplungsscheibe 22 zwecks besserer Führung mit einer längeren Nabe 22 α versehen.

An Stelle des vorbeschriebenen hydraulischen Kraftverstärkers kann beispielsweise auch, wie in F i g. 6 veranschaulicht, ein mechanischer Kraftverstärker vorgesehen sein. Bei dieser beispielsweisen Ausführung ist das Sekundärdruckglied 27 α mit einem Kniehebelsystem 38, 39 verbunden, wobei an den Gelenken 39 zweckmäßig je eine Rolle vorgesehen ist. Mit diesen Kniegelenkrollen arbeitet ein Keil bzw. Konus 26 a, der an einem Druckbolzen 40 sitzt, zusammen. Dieser als Primärdruckglied wirkende Keil 26 α spreizt beim Verschieben in Richtung A die beiden Kniegelenke 38,39, so daß damit das Sekundärdruckglied 27 α entsprechend der Kniehebelübersetzung in Richtung A verschoben wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Spanneinrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock zum Einspannen von Werkstücken mit einer im feststehenden Schraubstockteil verschraubbaren Hohlspindel, einer in dieser axial verschiebbar gelagerten, den Spanndruck ausübenden Druckstange, einer in einer Verlängerung der Hohlspindel axial verschraubbaren Antriebsspindel, einer zwischen Antriebsspindel und Hohlspindel eingeschalteten Drehmomentkupplung und einem zwischen Antriebsspindel und Druckstange angeordneten Kraftverstärker, der ein axial von der Antriebsspindel verschiebbares Primärdruckglied und ein auf die Druckstange wirkendes axial verschiebbares Sekundärdruckglied aufweist, dadurchgekennzeichnet, daß zwischen Druckstange (11) und Sekundärdruckglied (27, 27 a) eine axial wirkende Druckfeder (32) so angeordnet ist, daß in unbelastetem Zustand zwischen Druckstange und Sekundärglied ein Abstand φ) vorhanden ist und beim Vorspannen des Werkstücks (20) durch Verschrauben der Hohlspindel (5, 5 a, S b) diese Feder (32) zusammengedrückt wird.

2. Spanneinrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Kupplungselementen (12, 22) der als Rastkupplung ausgebildeten Drehmomentkupplung Rastzähne (21) bzw. Rastvertiefungen vorgesehen sind, die auf der einen Flanke eine das Ausrasten der Kupplung ermöglichende Schrägfläche (36) und auf der anderen gegenüberliegenden Flanke eine zur Kupplungsscheibenebene senkrecht stehende Fläche (37) aufweisen.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche unter einem Winkel (α) von etwa 50° gegenüber der Kupplungsscheibenebene (a-ä) geneigt ist.

4. Spanneinrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebsspindel (13, 23) längsverschiebbar, jedoch gegen Drehung gesichert eine federbelastete Rastorgane (21) aufweisende Kupplungsscheibe (22) angeordnet ist, die zur Führung auf der Antriebsspindel eine längere Nabe (22 a) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen