DE1812325A1

DE1812325A1 - Mechanische Spannvorrichtung,insbesondere Maschinenschraubstock

Info

Publication number: DE1812325A1
Application number: DE19681812325
Authority: DE
Inventors: Heinz Wagner; Charles Wermuth
Original assignee: Gressel AG
Current assignee: Gressel AG
Priority date: 1968-12-03
Filing date: 1968-12-03
Publication date: 1970-07-23
Also published as: US3650522A

Description

Mechanische Spannvorrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock

Die Erfindung betrifft eine mechanische Spannvorrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock mit einer in einem feststehenden Lagerbock verschraubbaren, mittels einer Handkurbel über eine Antriebswelle und eine Drehmomentkupplung antreibbaren im Schieber drehbar gelagerten Schnellganghohlspindel, einem im Schieber angeordneten Widerlager, an dem sich einerseits das vordere Ende der Hohlspindel unu andererseits das Kniehebelpaar abstützt, und mit einer in der Hohlspindel längsverschiebbar angeordneten, mit einem Druckstüok auf das Kniehebelpaar wirkenden Druokstange, die nach dem Ausrasten der Drehmomentkupplung beim Weiterdrehen der Handkurbel in der Hohlspindel verschoben wird und das Kniehebelpaar auseinanderdrückt.

Bei einem bekannten Maschinenschraubstock dieser Bauart iut die Antriebswelle als eine sioh an der Druokstange mit und Kugellager abstützende Antriebsepindel ausgebildet, ~.-

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iri einer mit dem Hohlspindelende fest verbundenen Kupplungshülse verschraubbar ist. Auf dieser Antriebsspindel Is eine axial verschiebbare, mit Tellerfedern belastete Kupplungsscheibe gelagert, die in axialem Eingriff, mit der Kupplungshülse der Hohlspinde\ steht'. Dieser Maschinenschraubstock ist in der Herstellung wegen der Vielzahl der erforderlichen Antriebsteile verhältnismäßig teuer, und außerdem störanfällig. Der Kraftverlauf ist ungünstig, da beim Hochdruckspannen. sowohl die Aktions- als auch die Reaktionskraft über eine

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Mehrzahl von hintere inandergeschal.te ten Teilen übertragen wird, die sämtlich von dem hohen Druck beansprucht sind. Da der Durchmesser der Hohlspindel begrenzt ist, so können die hoch beanspruchten, im Inneren der Spindel angeordneten Kraftübertragungsteile nur verhältnismäßig schwach ausgebildet werden, so daß Überlastungs«- bsi«. Bruchgefahr besteht. Um ■:Ll6S zu vermeiden, mußte daher eine zusätzliche Sicherheitskupplung In (fei Antrieb eingesehaltet werden.

BeIs B onharu entspannen (einlg-e Xrsssen By&nuuzrai't)· icird ciese hohe Spannkraft als Druckkraft auf clie gesamte Länge der Druckstange, die Antriebsspindel und eise große Länge der Hohlspindel (hier Zugkraft) bis zu dsia feststehenden. Lagerbock des Schraubstockes übertragen«. Hierdurch ißlra nicht nur die Druckstange auf Knickei* ^vean&t "** ^ *- '"Iio ^ e„^T fi kschte Durchbiegung bewirrtet, c**dei» 1^f- ¹^* ι < ^stai £G, /^l~ ,riebsi'i IijiIcI und IIcLlspindel c xlc j J-* die hohen Kräx ώ zusammen« _tt αϊ ItHcL fc*'.w. cgeaohnt, ■ 3 ' o^f beim Hochd^ jokspannen

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xst oder aber auch durch Nichteinrasten dieser Kupplung beim Öffnen des Schraubstockes. Diese Fehlschaltungen and u.a. darauf zurückzuführen, daß die auf die Kupplungsscheibe wirkenden harten Tellerfedern ein starkes Ansteigen der Druckkraft beim Ausrasten der Kupplung bewirken, so daß hierdurch eine große Reibungskraft der Kupplungsteile nach dem Ausrasten hervorgerufen wird, die beim Lösen des Schraubstockes das Wiedereinrasten der Kupplung verhindert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile eine mechanische Spannvorrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock zu f

schaffen, dessen Antrieb im Aufbau wesentlich einfacher,

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außerdem /funktionssicherer Ist und mit welchem ferner ein günstigerer Kraftverlauf erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine mechanische Spannvorrichtung ,insbesondere Maschinenschraubstock der eingangs genannten Bauart vorgesehen, bei welchem nach dar Erfindung Druckstange und Antriebswelle aus einer einzigen durchgehenden Druckspindel bestehen, die nur in der Nähe des Druckstücks Gewinde aufweist und mit diesem Gewinde in dem vorderen Hohlspindelende verschraubbar ist. Dieser neue Antrieb erfordert nur verhältnismäßig wenige und mit geringen Kosten g herzustellende Teile. Er ergibt ferner einen sehr günstigen Kraftverlauf, da die als Druckstange wirkende Druckspindel nicht mehr auf Knicken bzw. Durchbiegung beansprucht wird und bei der neuen Bauart sowohl die Aktions- als auch die Reaktionskraft auf kürzestem Wege von dem vorderen Enac der Druckspindel auf das vordere Ende der Hohlspindel und von dieser auf den feststehenden Lagerbock des Schraubstockes übertragen wird. Diese neue Bauart ermöglicht ferner eine neue vorteilhafte Aib führung der Drehmomentkupplung, die eine sichere Funktion derselben gewährleistet.

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Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Es zeigt: ; "

Fig. 1 einen waagerechten Schnitt durch den Schieber eines Maschinenschraubstockesj

Pig. 2 einen senkrechten Schnitt durch diesen Schieber; Fig. J) einen Schnitt nach Linie Ill/lll der Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit 1 das Gestell eines Maschinenschraubstockes bezeichnet, der zur verschraubbaren Lagerung einer Hohlspindel 2 einen feststehenden Lagerbock 3 aufweist« Zur Veränderung der Spannweite kann dieser Lagerbock längsverstellbar im Gestell 1 angeordnet sein, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Steckbolzen 4, die In entsprechende Querbohrungen 5 d^es Gestells 1 einsteckbar sind. Zur Verschraubung weist die Hohlspindel ein Außengewinde 6 und der Lagerbock ein entsprechendes Innengewinde ,7 auf»

Im Schieber Γ3, der eine Spannbacke 14 trägt, ist ein Kniehebelpaar 8 vorgesehen, das aus Walzen 9> Io und sich an diesen Walzen abstützenden Hebeln 11 bestehen kann. An diesem Kniehebelpaar bzw. den mittleren Walzen Io stützt sich ein Druckstück 12 ab, das in Richtung A verschoben wird* welches das Kniehebolpaar auseinanderdrückt und damit die Hochdruckspannung bewirkt. Es ist ferner im Schieber ein Widerlager vorgesehen, an welchem sich einerseits das Knieföelpaar mit den Walzen 9 und andererseits die Hohlspindel 2 mit dem vorderen Ende 2 a bei 16 abstützt» Um beim Lösen des Schraub» Stockes, d.h. Zurückziehen des Druckstückes 12 das Kniehebelpaar mit Federkraft nach innen zu drücken, ist eine entsprechende Einrichtung vorgesehen. Diese kann aus ve.¹-

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schiebbar im Widerlager 15 angeordneten Bolzen 17 bestehen, die mit Tellerfedern 18 belastet sind und sich an im Schieber angeordneten Zapfen 19 abstützen.

.vie aus' der Zeichnung hervorgeht, ist anstelle der bisher erforderlichen Druckstange und Antriebskurbel eine einzig durchgehende Druckspindel 2o vorgesehen, die nur in de_A ⁱ Nähe des Druckstücks Gewinde 21 aufweist und mit diesem Gewinde in dem vorderen Hohlspindelende 2 a verschraubbar ist. Das hintere Ende dieser Druckspindel 2o weist einen Mehrkant 22 auf, der zum Aufstecken einer Handkurbel 23 dient. Auf ^

der Druckspindel ist längsverschiebbar, gegen Drehung mittels Keil 24 o.dgl. gesichert, eine zylindrische Kupplungshülse angeordnet, die einen Kupplungsflansch 26 aufweist, der bei 27 mit entsprechenden Kupplungszähnen bzw. Vertiefungen in axialem Eingriff mit einer Kupplungshülse 28 steht, die mit dem hinteren Hohlspindelende.2 b verbunden ist. Die verschiebbare Kupplungshülse 25 weist vorteilhaft eine Länge auf, die größer ist als der Durchmesser der Hülse. Damit wird eine gute Führung dieser Kupplungshülse auf der Druckspindel 2o erzielt, so daß eine Verkantung derselben ausgeschlossen ist und demgemäß ein exaktes Schalten der Kupplung bewirkt wird. Diese einwandfreie Funktion der Kupplung wird außerdem * gewährleistet durch die Anordnung einer verhältnismäßig langen, auf der Druckspindel 2o angeordneten Schraubendruckfeder 29, die sich einerseits bei Jo an der verschiebbaren Hülse 25 und andererseits bei 31 an der Druckspindel abstützt. Zu diesem Zweck kann ein in verschiedene Ringnuten 3² einsetzbarer Sprengring 33 vorgesehen sein. Bei dieser gegenüber Tellerfedern erheblich weicheren Druckfeder 29 tritt beim Ausrasten der KupplungshUlse 25, 26 praktisch kein Ansteigen der Druckkraft ein, so daß also beim Ausrasten der Kupplungshülse die Reibungskraft zwischen den beiden Kupplungshüleen 25 und 26 verhältnismäßig gering ist. Es wird damit beim Lösen des Schraubstockes, d.h. beim Zurückdrehen der Druckspindel 2o «in 6ioher·«, Wieder·inraeten der Kupplung erzielt,

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so. daß damit Fehlschaltungen vermieden werden. Vorteilhaft ist ferner zur Verschraubung sowohl der Hohlspindel 2 in dem •Lagerbock 3 als auch der Druckspindel 2o in der Hohlspindel ein zweigängiges Gewinde 6₉ 7 bzw. 21 vorgesehen. Das zweigängige Gewinde 21 hat den Vorteil, daß die Eingriffstiefe T (und damit die Höhe der Kupplungszähne bzw. Rastvertiefungen) der Drehmomentkupplung 25* 28 gegenüber einem eingängigen Gewinde um das Doppelte vergrößert werden kann. Damit wird der Verschleiß vermindert"und eine längere Lebensdauer erzielt» Das zweigängige Gewinde 6, J ist für die Hohlspindel 2 im Hinblick auf eine geringe Wandstärke vorteilhaft, weil dieses Gewinde nur eine geringe Gewindetiefe erfordert.

Es sind ferner zur Veränderung der Drehstellung der Kupplungshülse 28 gegenüber der Hohlspindel 2, 2 b In dieser mehrere radiale Bohrungen 34, in der Kupplungshülse 28 eine radiale Bohrung 35 und- ein lösbarer, in diese Bohrungen einsteckbarer Kupplungsstift 36 vorgesehen. Damit kann in einfacher Weise die Einhaltung des Winkelgleitweges (ca. 155°) der Drehmomentkupplung bei der Montage durch die Wahl der geeigneten Bohrung 34 sichergestellt werden. Bei der gezeigten vo.-te ilhaften Ausführung ist eine das Hohlspindelende 2 b übergreifende Kupplungsbüchse 37 vorgesehen, die eine radiale Bohrung 38 für die Aufnahme des Kopfes 39 ^des Kupplungs-Stiftes 36 aufweist. Diese Büchse yj ist am Umfang gerändelt und kann anstelle der Kurbel 23 als Handgriff benutzt werden.

Um eine Pehlschaltung (z.B. bei Spannungen mit losem Schraubstockkopfteil, Werkstücken mit starkem Grat etc) zu vermeldenj, ist eine Bremse vorgesehen» Zu diesem Zweck ist auf dem hinteren Hohlspindelende 2 b axial verschiebbar ein 3remsrlng 4o mit einem Außenkonüs 41 vorgesehen, der mit ein« m im Schieber vorgesehenen Innenkonus 42 zusammenarbeitet. Der Bremsring 4o ist mit einer auf dem Splndelende angeordneten Schrauhendruekfe'der 43 belastet* dar den Bremsring naoh dem Spindelende b£n in den Konus 41 drUokt· Es ist ferner

am Hohlspindelende ein Bund 44 angeordnet, der beim Vorwärtsschrauben der Hohlspindel 2 den Bremsring 4o in Richtung A verschiebt und damit die Bremse löst. Diese Bremse ist also nur beim öffnen des Schraubstockes wirksam, wird aber durch aen Bund 44 beim Schließen des' Schraubstockes gelöst, so daß damit das volle Umschaltmoment der Kupplung 25, 28 zum Vorspannen des Werkstückes genutzt werden kann.

Bei der vorbeschriebenen Bremse ist ein sehr großer wirksamer Durchmesser des Bremsringes 4o vorhanden, so daß damit ein stärkeres wirksames Bremsmoment erzielt wird. Da der Bremskonus 42 des Schiebers am Ende desselben liegt, so wird damit auch die Bearbeitung dieses Bremskonus vereinfacht. ™

Bei der gezeigten vorteilhaften Ausführung greift ferner das vordere Druckspindelende 2o a in eine Bohrung 45 des Druckstückes 12 ein, und es ist im Spindelende eine Stahlkugel 46 gelagert, mit der sich .das Spindelende am Druckstück abstützt.

Die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Maschinenschraubstockes ist folgende:

Beim Drehen der Druckspindel 2o mit Handkurbel 23 wird zunächst mittels der in Eingriff befindlichen Drehmomentkupplung 25, 28 die Hohlspindel 2 im Lagerbock J3 verschraubt und damit der Schieber in Richtung A verschoben, bis die Backe 14 am Werkstück zum Anschlag kommt (Vorspannung). Da nunmehr ' der Schieber und damit die Hohlspindel 2 stehenbleibt, so rastet beim Weiterdrehen der Druckspindel 2o die Drehmomentkupplung 25, 28 aus. Die Druckspindel verschraubt sich dann mit dem Gewinde 21 in der Hohlspindel 2, so daß damit die Spindel in Richtung A verschoben und das Kniehebelpaar 8 mit Druckstück 12 auseinandergedrückt wird. Damit wird der Schieber ach um ein geringes Maß in Richtung A verschoben und das -üirkstüek mit großer Kraft festgespannt. Es ist ersichtlich,* da;., b ii der Erzeugung dieses hohen Druckes durch Drehen der Druckspindel 2o·mittels Handkurbel 23 diese Druckspindel nahezu in iher ganzen Länge nur auf Drehung, nicht .ledooh auf Knicken beansprucht wird, da sich die Spindel mit

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dem Gewinde 21 am vorderen Ende 2 a der Hohlspindel abstützt und demgemäß die Spindel auf Druck hur im Bereich des Gewindes 21 und des Spindelendes 2o a beansprucht wird. Da sich anderer-« seits die Hohlspindel 2 mit dem Gewinde 6, 7 am feststehenden Lagerbock J5 abstützt, so werden also diese Spannkräfte über stabile Bauteile auf kürzestem Wege 'übertragen, wobei praktisch keine Zusammendrückung bzw. Dehnung dieser Bauteile stattfinden kann, wenn schließlich beim 'Weiterdrehen der Druckspindel 2o das Druckstück 12 auf die Anschlagfläche 47 auftrifft, wobei durch Drehen des Anschlages 48 auch eine zweite Anschlagfläche 49 eingestellt werden kann. Im Hinblick auf die vorerwähnte, kurze Kraftübertragung dünn stabile Teile ergibt sich also beim Auftreffen des Druckstückes 12 auf die Anschlagfläche 47 bzw. 49 ein harter, für den Arbeiter deutlich spürbarer Anschlag. Die Funktion des vorbeschriebenen Maschinenschraubstockes wird · außerdem beim Arbeiter-auch optisch insofern angezeigt, als beim Schließen des Schraubstockes, d.h. beim Vorspannen sich die Kupplungshülse j57'"-minder Druckspindel 2o dreht, BeTDinsp^nn~e^r^eVwerkstückes mit Hochdruck^ "äagegenstehenbleibt. Derselbe Vorgang in umgekehrter Reihenfolge wird dem Arbeiter aber auch beim Lösen des Schraubstockes optisch angezeigt.

Auch beim Lösen des Schraubstockes ist eine exakte Begrenzung der Rückwärtsbewegung der Hohlspindel 2 vorgesehen. Zu diesem Zweck ist am vorderen Hohlspindelende 2 a ein von einem Sprengring 5o gehaltener, über den Umfang der Hohlspindel vorstehender Anschlagring $1 angeordnet, der eine axial vorspringende Nase 52 mit einer radialen Anschlagfläche aufweist, die an einer entsprechenden radialen Anschlagfläche des Lagerbooks 5 anschlägt. Es ergibt sich damit ohne Gefahr des Verklemmens ein harter, leicht lösbarer Anschlag.

Außer dem vorbeschrüdoenen einfachen, stabilen und funktionssicheren Aufbau hat die neue Spannvorrichtung auch noch den Vorteil einer gedrängten Bauweise insofern, als'die Hohl-

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spindellänge durch den Wegfall der Sicherheitskupplung verkürzt ist und trotzdem« wie sieh aus der Zeichnung ergibt> mit dieser Hohügpindel ein sehr großer Spannweg des Schiebers erzielt wird. . ..

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Claims

- Io -

Patentansprüche

Mechanische Spannvorrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock mit einer in einem feststehenden Lagerbock verschraubbaren, mittels einer Handkurbel über eine Antriebswelle und eine Drehmomentkupplung antreibbaren im Schieber drehbar gelagerten Schneilganghohlspindel, einem im Schieber angeordneten Widerlager, an dem sich einerseits das vordere Ende der Hohlspindel und andererseits das Kniehebelpaar abstützt, und mit einer in der Hohlspindel längsverschiebbar angeordneten, mit einem Druckstück auf das Kniehebelpaar wirkenden Druckstange, die nach dem Ausrasten der Drehmomentkupplung beim Weiterdrehen der Handkurbel in der Hohlspindel verschoben wird und das Kniehebelpaar auseinanderdrückt, dadurch gekenn ze i..,p h η e t , daß Druckstange und Antriebswelle aus einer einsigen durchgehenden Druckspindel (2o) bestehen; die nur in der Nähe des Druckstückes (12) Gewinde--(2I)- aufweist und mit diesem Gewinde in dem vorderen Hohlspindelende (2a) versehraubbar ist.

bpannvorrichtung, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf der Druckspindel (2o) längsverschiebbare, gegen Drehung gesicherte zylindrische Kupplungshülse (25) mit einem Kupplungsflansch (26), der_in- axialem Eingriff mit einer mit ^enl· hinterenr Hohlspindelende (2 b) verbundenen Kupplüngshülse (28) steht, und eine auf der Druckspindel angeordnete Schraubendruckfeder (29), die sich einerseits an der verschiebbaren Hülse (25) 'und andererseits an der Druckspindel (2o) abstützt.

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- li - .

Spannvorrihtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur Veränderung der Drehstellung der Kupplungshülse (28) gegenüber der Hohlspindel (2o) in dieser mehrere radiale'Bohrungen (34) > in der Kupplungshülse eine radiale Bohrung (35) und ein lösbarer, in diese Bohrungen eineteckbarer Kupplungsstift (36) vorgesehen sind.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet , daß eine das Hohlspindelende übergreifende Kupplungsbüchse (37) vorgesehen ist, die eine radiale Bohrung (38) für ."die Aufnahme des Kopfes (39) des Kupplungsstiftes (36) aufweist.

Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf dem hinteren Hohlspindelende (2 b) axial verschiebbaren Bremsring (4o) mit einem Außenkonus (4l), eine auf der Hohlspindel angeordnete, den Bremsring na.ch——~" ~ dem Spindelende (2b) hin drückende Schraubendruckfeder (43) einen im Schieber'vorgesehenen Innenkonus (42), der mit dem Außenkonus des Bremsringes zusammenarbeitet, und einen am Hohlspindelende angeordneten Bund (44), der beim Vorwärts»· schrauben der Hohlspindel (2) den Bremsring verschiebt und damit löst.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß am vorderen Hohlspindelende (2a) ein von einem Sprengring (50) gehaltener, über den Umfang der Hohlspindel vorstehender Anschlagring (5I) angeora..,.t ist,

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Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß das vordere Druckspindelende. (2o a) in eine Bohrung (45) des Druckstückes (12) eingreift und im Spindelende (2o a) eine Stahlkugel (46) gelagert ist, mit der sich das Spindelende am Druckstück abstützt.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur ,Verschraubung sowohl der Hohlspindel (2) in dem Lagerbock (jj) als auch der Druckspindel (2o) in der Hohlspindel ein zweigängiges Gewinde (6, 7 bzw. 21) vorgesehen ist.

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