DE1299500B - Werkstueckspannvorrichtung - Google Patents

Werkstueckspannvorrichtung

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DE1299500B
DE1299500B DEW30338A DEW0030338A DE1299500B DE 1299500 B DE1299500 B DE 1299500B DE W30338 A DEW30338 A DE W30338A DE W0030338 A DEW0030338 A DE W0030338A DE 1299500 B DE1299500 B DE 1299500B
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Germany
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torsion
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Hohwart George Farmin Township
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Woodworth Co N A
NA Woodworth Co
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Woodworth Co N A
NA Woodworth Co
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    • Y10T74/2066Friction

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Werkstückspannvorrichtung, deren im Vorrichtungsgehäuse beweglich gelagerte Spannbacke durch Drehung einer mit einem Ritzel versehenen Welle über eine in das Ritzel eingreifende Zahnstange in Spannstellung bringbar und dort durch ein auf die Welle einwirkendes Reibungsgesperre feststellbar ist, mit einem Torsionsteil zwischen Reibungsgesperre und Ritzel.
  • Bei einer vorbekannten Werkstückspannvorrichtung der vorstehend genannten Art wird das Reibungsgesperre durch ein mit Zylinderrollen als Klemmkörper arbeitendes Rücklaufgesperre gebildet, wie dieses von Rücktrittbremsen bei Fahrrädern bekannt ist. Das zwischen Reibungsgesperre und Ritzel befindliche Torsionsteil wird beim Anziehen der Spannvorrichtung vorgespannt. Die Vorspannung wird zum Teil für die Rückdrehung des Führungskörpers der Zylinderrollen in ihre Klemmstellung aufgebraucht. Da aber auch nach dem Einfallen des Rücklaufgesperres noch eine beträchtliche, durch die Torsionsfeder zu speichernde Vorspannkraft zur sicheren Halterung des Werkstückes erforderlich ist, muß die Torsionsfeder bei der bekannten Werkstückspannvorrichtung verhältnismäßig lang ausgebildet sein. Dies bedingt eine erhebliche Baugröße der Werkstückspannvorrichtung oder zu deren Vermeidung eine fertigungstechnisch komplizierte Gestaltung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe- zugrunde, die Nachteile der bekannten Werkstückspannvorrichtung zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Zahnstange und das Ritzel schräg verzahnt sind derart, daß beim Anziehen der Spannbacke eine Axialverschiebung auf die Welle ausgeübt wird, daß das Reibungsgesperre eine Konussperre ist, deren mit der Welle verbundener Konus durch Axialverschiebung der Welle mit einem Innenkonus am Vorrichtungsgehäuse verspannbar ist, und daß Konus, Torsionsteil, Welle und Ritzel einstückig ausgebildet sind.
  • Der Kern der Erfindung gegenüber der vorbekannten Werkstückspannvorrichtung ist also darin zu sehen, daß auch beim Erfindungsgegenstand die zum Wirksamwerden des Reibungsgesperres erforderliche Verschiebebewegung eines Teiles des Rücklaufgesperres nicht durch eine Rückwärtsdrehung des dem Rücklaufgesperre zugewandten Endes der bereits gespannten Torsionsfeder, sondern durch eine Axialverschiebung der Welle bzw. des Torsionsteiles hervorgerufen wird. Die beim Erfindungsgegenstand zwangläufig eintretende Axialverschiebung zum Wirksamwerden des Reibungsgesperres wird durch die Schrägverzahnung zwischen Zahnstange und Ritzel bewirkt und durch die in geringem Umfang axialverschiebbare Lagerung der Welle ermöglicht.
  • In spezieller Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann das Torsionsteil rohrförmig ausgebildet sein. Es ist jedoch in gleicher Weise möglich, daß das Torsionsteil durch einander gegenüberliegende konkave Abflachungen am Außenumfang der Welle ge- i bildet wird.
  • Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Werkstückspann- t vorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 gemäß F i g. 3 in vergrößertem Maßstab.
  • F i g. 5 einen Längsschnitt entsprechend der Linie 5-5 in F i g. 4.
  • Das Vorrichtungsgehäuse 12 der in F i g. 1 und 2 dargestellten Werkstückspannvorrichtung ist als im wesentlichen rechteckiger Metallblock ausgebildet. Eine zur Spannung des Werkstückes dienende Zahnstange 22 ist in einer im Vorrichtungsgehäuse 12 vorgesehenen senkrechten Bohrung 16 hin- und herbewegbar gelagert. In einer ebenfalls im Gehäuse 12 vorgesehenen, waagerecht verlaufenden Querbohrung 20 ist weiterhin eine Welle 18 derart gelagert, daß sie sowohl sich drehen als auch eine begrenzte, axial gerichtete Verschiebebewegung ausführen kann. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, befindet sich die Querbohrung 20 etwa in der Gehäusemitte, während die senkrechte Bohrung 16 seitlich etwas gegen die Querbohrung 20 versetzt ist derart, .daß sich beide Bohrungen teilweise überschneiden. Die Welle 18 liegt also in einem Winkel zur Zahnstange 22. Die Verzahnung der Zahnstange 22 greift in ein an der Welle 18 angebrachtes Ritzel 24 ein, so daß bei Drehung der Welle 18 über das Ritzel 24 eine hin- und hergehende Bewegung auf die Zahnstange 22 übertragen wird. Die Zähne der Zahnstange 22 und des Ritzels 24 sind schrägverzahnt. Der Winkel der Schrägverzahnung kann ,innerhalb gewisser Toleranzen liegen; er beträgt vorzugsweise 45°, wie dies auch in den Zeichnungen angedeutet ist.
  • Bei Drehung des Ritzels 24 zur Bewegung der Zahnstange 22 ist die Welle 18 gegen eine Axialverschiebung in der einen Richtung .durch einen Federring 26 gesichert. Dieser ist seinerseits durch eine Mutter 28 und eine mit dieser zusammenwirkende Kontermutter 30 auf einem nach außen ragenden Gewindeteil 32 der Welle gehalten. Der Federring drückt dabei einen sich in Richtung auf die Zahnstange 22 verjüngenden, am entgegengesetzten Ende der Welle 18 angebrachten Konus 34 gegen einen entsprechenden Innenkonus 36 am Ende der Bohrung 20. Der Konus 34 ist dabei dem Innenkonus 36 so zugeordnet, daß er bei Drehung des Ritzels in Spannrichtung der Zahnstange 22 durch die auf Grund der Schrägverzahnung eintretende Axialverschiebung der Welle 18 in den Innenkonus 36 gezogen wird.
  • An dem dem Federring 26 gegenüberliegenden Ende der Welle ist ein Handhebel 38 durch die Welle hindurchgeführt und mittels einer Stellschraube 40 befestigt.
  • Wie der Federring 26 zur Begrenzung der Axialverschiebbarkeit der Welle 18 in der einen Richtung, so dienen Konus 34 und Innenkonus 36 zur Begrenzung der Axialverschiebbarkeit der Welle 18 in der anderen Richtung. Weiterhin bilden Konus 34 und Innenkonus 36 bei hinreichendem gegenseitigem Anpreßdruck gleichzeitig ein Reibungsgesperre, durch das eine Drehung der Welle 18 wirksam verhindert wird. Da Zahnstange 22 und Ritzel 24 mit der Welle 18 in Verbindung stehen, wird durch eine drehsichere Halterung der Welle 18 gleichzeitig auch eine Bewegung der Zahnstange 22 gesperrt.
  • Die Zahnstange 22 ragt normalerweise aus dem Vorrichtungsgehäuse 12 nach oben hinaus und kann bis zu der in F i g. 2 gestrichelt gezeichneten Stellung ausgeschoben werden. Die zu spannenden Werkstücke können mit dem Ende der Zahnstange 14 gegen jede beliebige oberhalb liegende Anlagefläche angedrückt und klemmend gehalten werden. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck das obere Ende der Zahnstange 22 mit einer durch eine Schraube 44 befestigten Klemmbacke 42 versehen. Das der Aufstellfläche zugewandte Ende der senkrechten Bohrung 16 ist mit einer Abdeckung 46 zur Verhinderung des Eindringens von Schmutz od. dgl. versehen.
  • Zum Spannen eines Werkstückes wird dieses auf die Spannvorrichtung aufgelegt. Die Welle 18 wird dann durch den Handhebel 38 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie dies durch Pfeil 48 in F i g. 2 angedeutet ist. Hierdurch wird die Zahnstange 22 nach oben geschoben, so daß sich das Werkstück klemmend gegen eine nicht gezeigte, feststehende Anlagefläche preßt. Während dieses Vorganges dreht sich die Welle 18 frei. Die Zahnstange 22 verschiebt sich ohne wesentliche Behinderung in der Bohrung 16. Sobald jedoch durch Anlage der Klemmbacke 42 am Werkstück eine weitere Aufwärtsbewegung der Zahnstange 22 verhindert wird, wird die Welle 18 infolge der Schrägverzahnung zwischen Zahnstange 22 und Ritze124 entsprechend der Darstellung in F i g. 2 nach links gedrückt. Der Konus 34 wird in den Innenkonus 36 eingepreßt.
  • Zwischen dem Ritzel 24 und dem Konus 34 ist nun ein Torsionsteil50 vorgesehen. Dieses Torsionsteil läßt sich unter dem auf die Welle 18 ausgeübten Drehmoment stärker verwinden als das Hauptteil der Welle 18. Wenn nun das Werkstück von der mit der Zahnstange 22 verbundenen Klemmbacke 42 bereits klemmend gehalten wird, wird bei weiterer Handhebelbetätigung in Spannrichtung das Torsionsteil 50 weiter tordiert. Durch dieses Verwinden wird eine Vorspannkraft erzielt, die durch .die Klemmung des Reibungsgesperres aufrechterhalten wird und sich somit voll auf die Werkstückspannvorrichtung auswirkt. Dadurch ist bei allen Betriebsbedingungen eine konstante Klemmhalterung des Werkstückes gewährleistet.
  • In der Praxis kann das Torsionstei150 die verschiedensten Formen besitzen. Es kann beispielsweise Stab- oder stangenförmig ausgebildet sein oder einen rohrförmigen Querschnitt aufweisen. Ein zylindrisches Torsionsteil kann einfach dadurch erhalten werden, daß der Durchmesser der Welle 18 durch Abdrehen verringert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Torsionsteil 50 einstückig mit der Welle 18 verbunden. Es könnte auch gesondert hergestellt und zwischen diesen Teilen der Welle 18 gehalten sein.
  • F i g. 3 bis 5 zeigen eine Anwendung des Erfindungsgegenstandes bei einer brückenähnlich gestalteten Spannvorrichtung. Diese Spannvorrichtung besitzt ein Vorrichtungsgehäuse 52, dessen stirnseitige Lager 54 und 56 zur drehbaren Halterung einer waagerechten Welle 58 dienen. Das Gehäuse besitzt weiterhin senkrecht nach oben ausgerichtete Führungen 60, 62, in denen Zahnstangen 64, 66 gelagert sind. Die Zahnstangen 64, 66 greifen in an der Welle 58 vorgesehene Ritzel72, 74 ein. Nach unten sind die Bohrungen 76, 78 zur Aufnahme der Zahnstangen 64, 66 durch Abdeckungen 80, 82 verschlossen. Eine brückenartig zwischen den oberen Enden der Zahnstangen 64, 66 angebrachte Klemmbacke 84 ist auf Flanschen 86 und 88 gelagert und wird auf den mit Gewinden versehenen Zahnstangenenden 98, 100 durch Muttern 90, 92 und Unterlegscheiben 94, 96 gehalten. Die Welle 58 wird durch einen Handhebel 102 betätigt, der an dem aus dem Gehäuse 52 herausragenden Wellenende 104 befestigt ist. Durch Drehung der Welle 58 werden die Zahnstangen 64, 66 über die Ritzel 72, 74 längsverschoben, so daß diese die Klemmbacke 84 relativ zu einer feststehenden ebenen Klemmfläche 106 bewegen, die zwischen den Führungen 60, 62 am Vorrichtungsgehäuse vorgesehen ist.
  • Auch hier ist die zur Betätigung der Zahnstangen 64, 66 dienende Welle 58 bei 104 mit einem Konus 108 versehen, zu dessen Aufnahme ein entsprechender Innenkonus 110 im Lager 56 des Gehäuses 52 bestimmt ist. Konus 108 und Innenkonus 110 werden durch einen am anderen Wellenende angeordneten Federring 112 unter leichtem Druck gegeneinander gepreßt. Die Vorspannung des Federringes 112 wird durch eine auf das Gewindeende 118 der Welle 58 aufgesetzte Mutter 114 und eine mit dieser zusammenwirkende Kontermutter 116 eingestellt. Zwischen Ritzel 74 und Konus 108 ist ein beide Teile fest miteinander verbindendes Torsionstei1120 zwischengeschaltet.
  • Zum Anheben der Klemmbacke 84 wird der Handhebel 102 nach oben geschwenkt. Das einzuspannende Werkstück wird daraufhin auf die feststehende Klemmfläche 106 aufgelegt. Wird der Handhebel 102 nun wieder nach unten geschwenkt, so legt sich die Klemmbacke 84 auf das Werkstück auf. Bei weiterer Druckausübung auf den Handgriff 102 in Spannrichtung wird durch das Zusammenwirken von Ritzeln 72, 74 und Zahnstangen 64, 66 der gewünschte Spanndruck erzeugt. Infolge der zwischen Zahnstangen und und Ritzeln bestehenden Schrägverzahnung tendiert die Welle 58 zu einer Axialverschiebung nach rechts (F i g. 5). Hierdurch wird der Konus 108 fest in den Innenkonus 110 hineingezogen. Gleichzeitig verwindet sich das Torsionsteil 120 stärker als die Welle 58 selbst, wodurch eine auf das Werkstück in Spannrichtung einwirkende Vorspannung erzielt wird. Diese Vorspannung wird durch den Reibungsschluß zwischen Konus 108 und Innenkonus 110 in voller Höhe aufrechterhalten und verhindert ein unbeabsichtigtes Lösen des gespannten Werkstückes durch etwa auftretende Gegenkräfte.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Werkstückspannvorrichtung, deren im Vorrichtungsgehäuse beweglich gelagerte Spannbacke durch Drehung einer mit einem Ritzel versehenen Welle über eine in das Ritzel eingreifende Zahnstange in Spannstellung bringbar und dort durch ein auf die Welle einwirkendes Reibungsgesperre feststellbar ist, mit einem Torsionsteil zwischen Reibungsgesperre und Ritzel, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Zahnstange (22, 64, 66) und das Ritzel (24, 72, 74) derart schräg verzahnt sind, daß beim Anziehen der Spannbacke eine Axialverschiebung auf die Welle (18, 58) ausgeübt wird, daß das Reibungsgesperre eine Konussperre ist, deren mit der Welle (18, 58) verbundener Konus (34, 108) durch Axialverschiebung der Welle (18, 58) mit einem Innenkonus (36, 108) am Vorrichtungsgehäuse (12, 52) verspannbar ist, und daß Konus (34, 108), Torsionsteil (50, 120), Welle (18, 58) und Ritzel (24, 72, 74) einstückig ausgebildet sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsteil (50, 120) rohrförmig ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsteil (50;120) durch einander ,gegenüberliegende konkave Abflachungen am Außenumfang der Welle (18, 58) gebildet ist.
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