DE1900835A1 - Mechanisch-hydraulische Spannvorrichtung - Google Patents

Description

• Mechanisch-hydraulische Spannvorrichtung Die Erfindung betrifft eine mechanisch-hydraulische Spannvorriohtung; insbesondere einen Maschinenschraubstock, bei deu: das bewegbare Spannelement gegenüber dem Maschinenbett über eine Schnellgangspindel und über eine in dieser der.
• schiebbar geführte, eine Handkurbel tragende Spannspindel verstellbar ist, die gegenüber der Schnellgangspindel über eine drehmoment-begrenzende Formschlusskupplung drehfest arretierbar ist und über die durch Längsverstellung gegenüber der Schnellgangspindel ein Primärkolben eines Differentialkolbensystems beaufschlagbar ist, dessen Sekundärkolben mit dem bewegbaren Spannelement verbindbar ist.
• Um minen einwandfreien und zuverlässigen Betrieb einer derartigen Spannvorrichtung zu gewährleistet, muss der Reibwi-.derstand der Formschlusskupplung gegenüber der Sehnellgangspindel nach Auslösung durch Überschreiten des vorgegebenen Drehmomentes kleiner sein als der Reibwi-derstand der Spannspindel gegenüber der Schnellgangspindel beim Zurückdrehen der Spannspindel, da ansonsten eine Rückführung der Formschlusskuplung in ihre V@rriegelungslage beim Zurückdrehen der Spannspindel nicht zwangsläufig erreicht wird, bevor über die Spannspindel die Schnellgangspindel wieder mitgenommen wird. Dies hätte zur Folge, dass beim nachfolgenden Spannen nicht zuerst das Spannelement über die Schnellgangspindel angestellt wird, sondern vielmehr über die Spannspindel sofort der Primärkolben des Differentialkolbensystems beaurschlagt wird, wodurch sich insgesamt nur ein sehr geringer Spannweg ergibt und ein ein-, wandRreie: Arbeiten mit der Spannvorrichtung nicht mehr möglich ist. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-begrenzende Formschlusskupplung so auszugestalten, dass diese Nachteile vermieden, werden.
• Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Kupplung zumindest ein Rollenpaar aufweist, dessen Rollen etwa radial übereinanderliegend und einander abstützend in der Spannspindel geführt sind, und ton dessen Rollen die radial äussere als Formschlussglied der Kuplung zylindrisch ausgebildet und in eine entsprechende Ausnehmung einrastbar ist und die radial innere wenigstens in ihrem Randbereich angefas#t und gegen entsprechend geneigte, nachgiebig gegeneinander gepresste Anlagen radial verschiebbar abgestfltzt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung ist die Reibung der Formschlusskupplung, da praktisch keine gleitende Reibung mehr auftritt, ausserordentlich gering und es be, steht somit nicht die Gefahr, dass die Schnellgangspindel mitgenommen wird, bevor die Spannspindel gegenüber der 8ohnellgangspindel ihre Ausgangslage erreicht hat, in der die Formschlusskupplung Spannspindel und Schnellgangspindel verbindet, Die Anlagen für die radialinneren Rollen können durch einander entsprechende, nach entge'gengesetzten Seiten sich ersteckende und gleichachsige Kegelringflächen gebildet sein, Winkel die vorzugsweise gegenüber ihrer Achse gleicher Grösse einschliessen. Eine einfache Konstruktion ergibt sich dabei, wenn die Kegelringflächen durch Wandflächen zweier Stützkörper gebildet sind, deren einer mit einer Achse versehen ist, auf der der zweite verschiebbar geführt ist. Die erwllnßchte radiale Belastung der Rolle ist dabei durch zu erreichen, dass die Stützkörper über eine auf der Achse angeordnete Schraubenfeder gegeneinander verspannt sind.
• Die radiale Führung der Stützkörper ist erfindungsgemäss dadurch zu erreichen, dass diese passend in der Spannspindel geführt werden in der sich die mit einem der Stützkörper verbundene Achse gegen das Freiende erstrecken, kann.
• Zur Aufnahme der Stützkörper kann die Spannspindel eine Bohrung aufweisen, die gegen des Freiende der Spindel hin orten ist und somit ein Sackloch bildet In der Bohrung kann desweiteren eine Buchse geführt sein, Uber die der der Buchse zugewande Stützkörper gegen Längsverschiebung zu fixieren ist. Hierdurch kann unabhängig von dem über die Spannspindel aufgebrachten Drehmoment ein Auslösen der Kupplung vermieden werden,Ende derartige Arretierung der Kupplung über die Buchse ist in einfacher Weise dadurch zu erreichen, dass diese gegenüber der Spannspindel in zwei Lagen feststellbar ist, wozu ein Spannspindel und Buchse durchsetzender Stift vorgesehen werden kann, der gegenüber der Spannspindel bzw. der Buchse fest verankert ist und über den in der Buchse bzw. der Spannspindel eine FUhrungsnut vorgesehen ist, die sich in indem der Arretierung der Buchse entsprechenden Bereich im wesentlichen senkrecht zur Spindelachse erstreckt, im übrigen aber. um die ##### axiale Verschiebung der Buchse zu erreichen, schräg zur Spindelachse verläuft.
• Der Stift kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung test in der Spannspindel angeordnet sein und innerhalb der Buchse in Richtung auf die' Stutzkörper für die Rollen federbelastet sein. Hierzu kann einfacher Weise zwischen dem freien, von den StUtzkörpern abgewandten Ende der Buchse und dem stirt eine feder angeordnet werden, und zwar mit Vorteil eine Schraubenfeder. Diese kann stiftseitig in einem gegenüber dem Stift festen, in der Buchse liegenden Napf angeordnet werden und sich mit ihrem anderen Ende gegen ein die Buchse abschliessendes Kopfteil abstutzen.
• Eine besonders günstige Belastung der Stutzkörper der Kupplung ergibt sich, wenn diametral einander gegenüber liegend zwei Rollenpaare vorgesehen sind. Als Ausnehmungen für die radialäusseren, zylindrischen Rollen können, der Schnellgangspindel zugehörig, in einer zylindrischen, zur Spindel gleichachsigen Führung an deren bezogen auf die Spannrichtung rückwärtigen Ende Auskerbungen vorgesehen sein, deren Tiefe etwa dem Radius der radialäusseren Rollen entspricht. Die zylindrische FUhrung kann in Rahmen der Erfindung durch ein Einsatzstüok gebildet sein., das in der Schnellgangspindel drehfest angeordnet ist und gegenüber dem die Schnellgangspindel verschraubbar'ist, wodurch sich eine einfache Konstruktion ergibt.
• Ein in Rahmen der Erfindung zweckmässiges Differentialkolbensystem kann einen in der Schnellgangspindel angeordneten in Spannrichtung gegen diese fest abgestützten Zylinder aufweisen, in dem Primär- und Sekundärkolben gerührt sind. Rückseitig kann der Zylinder in Spannrichtung durch ein zwischen ihm und dem Einsatzstück angeordnetes Federpaket, vorzugsweise Tellerfedern belastet werden, wodurch eventuelle Leckverlüste nach Aufbringen der Spannung, sofern sie nicht zu gross sind, ausgeglichen werden können. Zur Führung des Primärkolbens kann der Zflindr erfindungsgemäss einen in eine, Bohrung der Spannspindel hineinragenden, zylindrischen Fortsatz aufweisen, in dem der Primärkolben geführt ist. Die Abstützung des Primärkolbens gegenüber der Spannspindel,über die die axiale Belastung aur den' Primärkolben aufgebracht wird; kann erfindungsgemäss duroh eine Kugel gebildet flein, wodurch die Reibung zwischen Primärkolben und Spannspindel sehr klein gehalten wird.
• Der in dem Zylinder angeordnete Sekundärkolben kann in Spannrichtung gegen die Schnellgangspindel über Federpakete, vorzugsweise Tellerfedern, abgestützt sein. Durch dieses auf den Sekundärkolben drückende Federpaket und das in Gegenrichtung auf den Zylinder wirkende Federpaket wird ein gewisser Mindestdruck der Druckflüssigkeit im Differentialkolbensystem sicher-gestellt, durch den die notwendige Belastung der zwischen den einzelnen Teilen vorgesehenen Dichtungen gewährleistet ist.
• Der Sekundärkolben ist gegen das Spannelement unnach giebig abgestützt, was über die Schnellgangspindel in einem ra#dialen Absatz axial durchsetzende Bolzen erreicht wird. Zwischen den Bolzen und dem Spannelement kann eine Federstahlscheibe eingelegt sein, Dadurch, dass erfindungsgemäss die die Spannspindel teilweise aufnehmende Schnellgangspindel über eine innerhalb einer haubenartigen Abdeckung des bewegbaren Spannelementes liegende Mutter gegenüber dem Maschinenbett gehalten ist und die Mutter innerhalb der Abdeckung zwischen der bewegbaren Spannbacke einerseits und den Spindeln andererseits liegt, von der die Spannkraft über Bolzen auf die haubenartige Abdeckung übertragen wird, ergibt sich tür den kraftübertragenden, in die Mutter eingreifenden Teil der Schnellgangspindel lediglich eine Zugbelastung. Hierdurch wird eine leichtere Konstruktion möglich.
• Um bei den Spannvorrichtungen der erfindungsgemässen Art erreichbaren hohen Presskräften gleichzeitig auch eine gute Verspannung des eingespannten Werkstückes gegen das Maschinenbett zu erreichen und um insbesondere eine eventuell vorhandene Backenhebung auszugleichen, können erfindungsgemäss die an der Vorrichtung vorgesehenen Spannelemente zwei geteilte Spannbacken aufweisen, deren beide Teile gegeneinander höhenbeweglich sind und über entgegen der Spannrichtung gegen das Maschinenbett geneigte, schräg aufwärts verlaufende Anlageflächen aufeinander abgestützt sind.
• Hierbei wird das vom Werkstück abgewandte Spannbackenteil gegenüber dem Maschinenbett höhenfest angeordnet.
• Zur Halterung der beiden Spannbackenteile aneinander kann wenigstens eine, Spiel aufweisende Sahwalbenschwanzführung vorgesehen sein, die etwa quer zum Maschinenbett verläuft. Um dabei eine ffir die Verspannung eines Werkstückes gegen das Maschinenbett geeignete Ausganslage der Spannbacken zueinander zu erhalten, kann der dem Werksttlck zugewandte Spannbackenteil gegenüber dem vom Werkstück abgewandten Spannbackenteil in vom Maschinenbett abgewandter Richtung federbelastet sein.
• Als Feder dient dabei im Rahmen der Erfindung eine in die vom Maschinenbett abgewandte Schwalbenschwanznut eingelegte Gummilage, z.B. eine Gummischnur, die entsprechend dem Verwendungszweck vorzugsweise aus ölbeständigem aummi besteht.
• Im Rahmen der Erfindung ist es desweiteren von Bedeutung, dass sich zwischen dem Maschinenbett und dem bewegbaren Spannelement bzw. dessen die Spindel zumindest teilweise aufnehmenderAbdeckung keine Späne festsetzen können, da dies zu, einem Verklemmen fuhren könnte, das zu einer unerwünscheten Auslösung der Drehmoment begrenzenden Formschlusskupplung führen könnte. Um dies zu vermeiden, sind Maschinenbett und bewegbares Spannelement spa#ndicht aneinander angepasst. Diese Anpassung ist erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Maschinenbett zumindest im Bereich seiner Werkstückauflage, und damot im Verschiebebereich des bewegbaren Spannelementes eine geschlossene, der Unterkante des bewegbaren Spannelementes angepasste Oberfläche aufweist, so dass' sich hier keine Späne zwischen diesen Teilen ansetzen können. Es verbleibt durch diese Ausgestaltung auch kein Raum für den Aufbau ton Span#polstern, wie sie bei ausgekehlten Maschinenbetten beispielsweise möglich sind.
• Um den Antrieb der Spannspindel auch in nur ungenügend zu zugänglichen Positionen in einfacher Weise gewährleisten, kann erfindungsgemäss die Handkurbel über eine Gesperre mit der Spannspindel verbunden sein. Das Gesperre kann von Rechts- auf Links-Antrieb umschaltbar sein und desweiteren eine Neutralstellung aufweisen. Desweiteren kann erfindungsgemäss die der Handkurbel zugeordnete Handhabe gegenüber des Kurbelarm verschwingbar sein, um eine einfache Anpassung zu ermöglichen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen, .die weitere erfindungswesentliche Merkmale zeigen, näher erläutert. Es zeigen.
• Figur 1 Als Ausführungsbeispiel einer mechanischhydraulischen Spannvorrichtung einen Längsmittel schnitt durch einen Maschinenschraubstock, dessen bewegbares Spannelement über eine, Schnellgangspindel anstellbar und über ein durch eine Spannspindel beaufschlagbares Differentialkolbensystem verspannbar ist, -II Figur 2 einen Schnitt gemäss Linie II in Figur 1, in Figur 3 einen Längsmittelschnitt duroh den in Figur' X lediglich angedeuteten Antriebsteil der Spannvorrichtung, Figur 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV -IV in Figur 3, Figur 5 eine weitere Schnittdarstellung der Einzelheit V in Figur 3, Figur 6 eine in Verbindung mit der Spannvorrichtung gemäss der Erfindung verwendbare Handkurbel, und Figur 7 eine Seitenansicht dieser Handkurbel.
• Der Maschinenschraubstock gemäss den Figuren weist ein Maschinenbett 1 auf, das ein bewegbares Spannelement 2 und ein fest stehendes Spannelement 3 trägt. Die Spannelemente 2 und 3 sind hier durch Spannbacken 4 gebildet, von denen die dem feststehenden spannelement 3 zugehörige gegen einen Ansatz 5 des Maschinenbettes abgestützt ist.
• Das bewegbare Spannelement 2 weist einen Schlitten auf, über den die entaprechönde Spannbacke 4 gehalten ist.
• Der Schlitten ist, wie insbesondere Figur 1 erkennen lässt, in seinem Vorderen, an die Spannbacke angrenzenden Bereich im wesentlichen geschlossen ausgebildet, wo dass seine Unterkante 6 eine geschlossene Anlage mit Jenem Teil des Maschinenbettes 1 1 aufweist, auf den das zu, verspannende Werkstück aufgesetzt tand -über den die bewegbare Spannbacke 4 verfahren wird. Diese Aurlageebene 7 des Maschinenbettes 1 bildet also eine geschlossene Auflage für die Unterkante 6 des bewegbaren Spannelementes 2, so dass ein Eindringen von Spänen, das zu einem Verklemmen des bewegbaren Spannelementes führen könnte, vermieden ist. Die geschlossene flächige Ausbildung des Maschinenbettes zumindest in einem Bereich, über den der an die Spannbacke angrenzende Teil des bewegbaren Spannelementes 2 verfahren wird, ist durch eine Gestaltung des Querschnittsprofiles des Maschinenbettes 1 gemäss Figur 2 zu erreichen, demzufolge das hsohinenbett einen geschlossenen oberen Gürtteil 8 aufweist, der über einen Steg 9 über einen unteren, den Bettfuss bildenden Ourtteil 10 verbunden ist. Der obere Gurtteil 8 wird im Ausam führungsbeispiel von bewegbaren Spannelement 2 angeschraubten Führungsleisten 11 untergriffen.
• Zur Verstellung des bewegbaren Spannelem'entes dient bei einer Ausgestaltung gemäss der Erfindung ein Antriebsteil, der eine Schnellgangspindel 12, eine Spannspindel 13 sowie ein Differentialkolbensystem 14 umfasst. Die Spannspindel 13,die über eine drehmoment-begrenzende Formschlusskupplung 15 mit der Schnellgangspindel' 12 drehfest zu verbinden ist, dient gleichzeitig als Aufsteckteil für eine Handkurbel 16, wie sie beispielsweise in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist. Bei Verschiebung des bewegbaren Spannelementes 2 erfolgt also der Antrieb immer über die Spannspindel, die wahlweise einmal unmittelbar mit der Schnellgangspindel 12 verbunden ist und die zum anderen das Differentialkolbensystem 14 beaufschlagt.
• Wie Figur 1 in Verbindung mit Figur 3 erkennen lässt, setzt sich die in ihrem rückwärtigen, in Figur 3 im Schnitt dargestellten Abschnitt buchsenförmig ausgebildete Schnellgangspindel 12 gegen die bewegbare Spannbacke 4 zu in einem Schraubenteil 17 fort, der innerhalb einer haubenartigen Abdeckung 18 des Spannelementes 2 liegt, die gleichzeitig den über die Führungsleisten 11 mit dem Maschinenbett 1 verbundenen Teil des bewegbaren Spannelementes 2 bildet. In eine Ausnehmung dieser haubenartigen Abdeckung ragt von unten her eine dem Maschinenbett zugehärige Mutter 19 hinaln, durch die das Sohraubenteil 17 der Spindel geführt ist. Durch Verdrehung der Schnellgangspi'ndel 12 wird Womit eine Relativbewegung des bewegbaren Spannelementes 2 gegenüber dem Maschinenbett 1 erreicht. Der Schraubenteil 17 der Schnellgangspindel 12 ist in seinem vorderen Endbereich drehbar in der haubenartigen Abdeckung 18 geführt und in Längsrichtung gegenüber dieser unter Zwischenlage federnder Abstützelemente, die hier nicht weiter dargestellt sind, gesichert. Neben dieser backenseitigen Führung der Schnellgangspindel @in 17 ist diese nochmals am anderen, also in den buchsenartigen Teil 20 übergehenden Endbereich des Schraubenteiles 17 in der haubenartigen Abdeckung 18 abgestützt. Der buchsenartige Teil 20 der Schnellgangspindel 12 ragt im wesentlichen frei über die haubenartige Abdeckung 18 nach der von der Spannbacke abgewandten Seite hinaus.
• In diesem buchsenartigen Teil 20 ist, in dieses eingeschraubt und drehfest mit diesem verbunden ein Einsatzstück 21 eingebracht, das eine Gewindebohrung 22 aufweist, in die die Spannspindel 13 mit einem entsprechenden Gewindeteil 23 eingreift. In einer koaxial liegenden Bohrung 24 der Spannspindel, die ihrerseits gleichachsig zum Einsatzstück 21 und zum buchsenartigen Teil 20 der Schnellgangspindel 12 liegt, sind zwei Stützkörper 25, 26 geführt, die auf ihren einander zugewandten Seiten entgegengesetzt gerichtete, be@tragsmässig geichgeneigte Kegelringflächen 27 aufweisen. Die beiden Stützkörper 25, 26 sind in Richtung der Achse der Spannspindel 13 gegeneinander verschiebbar, wozu der Stützkörper 26 mit einer Achse 28 verbunden ist, die sich innerhalb der Bohrung 24 koaxial zur Spannspindel 13 erstreckt, und zwar gegen deren von der Schnellgangspindel 12 abgewandtes Ende. Auf der Achse 28 ist der Stützkörper 25 geführt. Die beiden Stützkörper 25, 26 sind im übrigen in @chsrichtung federnd gegeneinander abgepresst, wozu auf der Achse 28 eine den Stützkörper 25 beaufschlagende Feder 29, hier eine Schraubenfeder vorgesehen ist, die gegen ein entsprechendes, auf der Achse 28 angeordnetes Widerlager 30 abgestützt ist.
• Über die Kegelringflächen 27 der Stützkörper 25, 26 sind im Ausführungsbeispiel zwei Wälzkörper 31 abgestützt, die der durch entprechend Neigung der Kegelringflächen 27 in ihren Endbereichen angefasste Rollen gebildet sind. Diese@ Rollen 51 liegen, wie insbesondere die Figuren 3 und 4 erkennen lassen, zusammen mit zylindrischen Rollen 32 in zwei diamitral gegenüber liegenden, kaminartigen Ausnehmungen eines Bundes 33 der Spannspindel 13. Über die Stützkörper 25, 26 anliegenden und durch diese radial nach aussen gedrängten, angefassten Rollen 31 werden 34 die zylindrischen Rollen 32 in Ausnehmungen gedrückt, die in ihrem Querschnitt entprechend dem der Rollen 32 halbkreisförmig geformt sind und die in dem Einsatzstück 21 vorgesehen sind. Die Ausnehmungen 34 liegen in einem gegenüber der Gewindebohrung 22 abgesetzen Bohrungsteil 35 des Einsatzstückes 21, der in seinem Durchmesser im wesentlichen dem des Bandes 33 der Spannspindel entspricht. Der Bohrungsteil 35 setzt sich anschliessend an die Ausnehmungen 34 in Richtung auf die Spannspindel fort, so dass die zylindrischen Rollen 32 nach Ausrasten aus den Ausnehmungen 34 durch Verdrehen der Spannspindel gegenüber dem Einsatzstück 21, und damit auch gegenüber der Schnellgangspindel 12 in Richtung auf die Spannspindel 12 verschoben werden können, wobei sie an der Wandung des Bohrungsteiles 35 abrollen.
• Zu einem derartigen Ausrasten der zylindrischen Rollen 32 aus den Ausnehmungen 34 kommt es, wenn das über die Spannspindel aufgebrachte Drehmoment grösser ist als das bei der jeweiligen radialen Verspannung der Rollen 31, 32 Übertragbare Drehmoment. Durch die nach dem Ausrasten der Rollen 32 bei weiterer Verdrehung der Spannspindel 13 auftretende Längsverschiebung derselben wird der Primärkolben 36 des Differentialkolbensystems 14 in den Innenraum 38 eines Zylinders 37 geschoben, der nach Gegenseite durch einen Sekundärkolben 39 verschlossen ist. Entsprechend den Flächenverhältnissen von Primärkolben 36 und Sekundärkolben 37 ergibt sich eine Übersetzung der über Spannspindel aufgebrachten Spanndruckes, die zu einer Verzielfachung des auf die Spannbacken wirkenden Druckes führt. Der Zylinder 37 weist einen langsstreckten, kreisquerschnitt-aufweisenden Ansatz 40 auf, in dem der Primärkolben 36 geführt ist und in den eine zentral liegende Bohrung 41 der Spannspindel 13 In hineinragt. dieser Bohrung ist als Widerlager für den Primärkolben in einer entprechenden Ausnehmung der Spannspindel eine Kugel 42 gelagert, so dass bei Verdrehung der Spannspindel die Reibung zwischen diesen und dem Primärkolben sehr gering ist.
• Die Teile des Differentialkolbensystemes 14, nähmlich der Primärkolben 36, der Zylinder 37 und der Sekundärkolben 39 sind innerhalb des buchsenartigen Teiles 20 der Schnellgangspindel 12 insgesamt verschiebbar und werden über Federn im ständig gegeneinander verspannt, damit der Zylinder-Innenraum 38 herrschende Druck gross genug ist, um Leckverluste über die Dichtungen z'flschen dem Zylinder 37 einerseits und dem kolben 36, 39 andererseits zu vermieden. Darüberhinaus wird durch die federnde Verspannung auch erreicht, dass der jeweilige Spanngdruck zumindest im wesentlichen auch bei kleineren Leckverlusten erhalten bleibt. Zur Verspannung sind einerseits zwischen dem Einsatzstück 21 und dem Zylinder 37 und andererseits zwischen diesem und der den Spannbeacken 4 zugewandten Stirnflächen der buchsenartigen Ausnehmung 20 der Schnellgangspindel 12 Tellerfederpakete 43 vorgesehen Die Übertragung der auf den Sekundärkolben 39 wirkenden Drckkräfte auf die haubenartige, mit der bewegbaren Spannbacke 4 fest verbundene Abdeckung 18, die ihrer seits gegenüber dem Schraubenteil 17 der Schnenellgangspindel 12 und damit auch gegenüber der Schnellgangspindel in Längsrichtung begrenzt verschiebgbar ist, erfolgt Wr Bolzen 44* die im Übergang vom buchsenartigen Teil 20 auf den abgesetzten Schraubenteil 17 der Schnellgansspindel 12 die Stirnwand des buchenartigen Teiles 20 durchsetzen und gegen die haubenartige Abdeckung 18 anliegen . Zwischen der haubenartigen Abdeckung und den Bolzen 44 kann eine Federstahlscheibe eingelenkt sein.
• Durch die Übertragung der Spannkraft auf die haubenartige Abdeckung 18 und die spezielle, erfindungdgemässe Anordnung wird erreicht, dass die Schnellgangspindel 12, und insbesondere deren in die Mutter 19 eingreifender Teil lediglich auf Zug belastet ist, wodurch sich günstige belastungsverhältnisse ergeben.
• Da durch die Übersetzung im Differentialkolbensystem 14 der Spannvorgang im Vergleich zum Anstellen über die Schnellgangspindel, verhältnismässig langsamt abläuft, kann es in allen Jenen Fällen, in denen hohe Spannkräfte nicht benötigt werden, erwünscht sein, über die Schnellgangspindel auch die eigentliche Verspannung vorzunehmen.
• zu können, ist in die Bohrung 24 der Spannspindel 13 eine Buchse 45 eingestezt, die in Längsrichtung gegenüber der Spannspindel verstellbar un din zwei Lagen einstellbar ist, in deren einer die Formschlusskupplung 15 blockiert ist.
• Die Fixierung der Buchse 45 in dieser Blockierlage der Formschlusskupplung, in der, was in Figur 3 nicht dargestellt ist, die Duchse gegen den Stützkörper 25 anliegt, ist dadurch zu erreichen, dass in der Buchse als Schlitze ausgebildete Führungsnuten 46 eingefräst sind, die von einem in der Spannspindel 13 verankerten Stift 47 durchsetzt sind. Dadurch, dass die Nuten 46 in ihrem der Arretierlage der Buchse entprechenden Bereich sich im wesentlichen senkrecht zur Achse der Spannungspindel 13 erstrecken, und anschliessend an diesen Bereich in einen schräg zur Achse der Spannspindel verlaufenden Bereich übergehen, wird durch Verdrehung der Buchse 45 deren Anstellung gegen den Stützkörper 25 sowie gleichzeitig auch ihre Verriegelung in dieser Anstellage erreicht, sobald der Stift 47 in den etwa senkrecht zur Spindelachse liegen-In den Bereich der Nut 46 eingerastet ist. der in der Figur 3 dargestellten Lage, in der die Formschlusskupplung frei gegeben ist, wird die Buchse 45 dadurch gehalten, dass zwischen dem Stift 47 und dem geschlossebnen,von den Stützkörpern 26,27 abgewandten Ende der Buchse 45 eine Feder 48 angeordnet ist. Die feder 48 leigt im Ausführungsbeipsiel in einem Napf 49, dessen geschlossenes Bodenteil dem Stift 47 zugeordnet ist und der im Bereich dieses Bodenteiles von dem Stift 47 durchsetzt ist.
• Der Antrieb der Spannspindel 13 kann über eine Handkurbel 16 erfolgen, nie sie in den Figuren 6 und 7 aufgezeigt ist und wie sie auf das vier- oder sechseckig gestaltete Ende der Spannspindel 1) aufsteckbar istn Um die Verdrehung der Spannspindel auch unter beengten Verhältnissen noch mit der gleichen Handkurbel 16 durchführen zu können, erweist es dich als vorteilhaft, diese als Ratsche auszubilden, so Wie die Handhabe derselben gegebenenfalls schwenkbar anzuordnen, wie dies in Figur 6 angedeutet ist.
• Im Hinblick darauf, dass über dar Differetialkolben.-system 14 sehr grosse Spannkräfte aufgebracht werden können und dass derartig grosse Spannkräfte manchmal nur dann voll ausgenutzt werden können, wenn gleichzeitig auch eine besonders gute Verspannung des zwischen den Spannbacken 4 liegenden Werkstückes in Höhenrichtung gewährleistet ist, erweist sich erfindungsgemäss eine Backenausbildung als zweckmässig, durch bei Verspannung der Werkstückes gleichzeitig dieses auch gegen das Maschinenbett angedrückt wird. Dies ist bei Spannbacken gemäss Zur 1 dadurch zu erreichen, dass die Spannbacken 4 zweigeteilt ausgebildet werden, und dass deren beiden Teile 50, 51 gegeneinander höhenbeweglich sind und über entgegen der Spannrichtung gegen das Maschinenbett 1 geneigte Anlageflächen 52 aufeinander abgestützt sind.
• Die beiden Backenteile 50, 51 sind dabei mit Spiel über eine Schwalbenschwanzführung gegeneinander gehalten, die sich etwa parallel zum Maschinenbett 1 quer über die Backen erstreckt. In die vom Maschinenbett 1 abgewandte Schwalbenschwana'nut, bzw. in eine, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, Spalte 53 zwischen einander übergreifenden, parallel zu den Schwalbenschwanznuten verlaufenden Abschnitten der Backen 50, 51 ist eine Reder, eine Gummilage, ein Gummischlauch oder dergleichen eindie gelegt, durch die höhenbewegliche Backe nach Beendigung der Verspannung jeweils wieder in eine Ausgangslage gebracht wird, die nachträglich beim Vera-palmen wieder durch Verschiebung der beweglichen Backe 51 gegenüber der feststehenden Backe 50 gegen das Maschinenbett 1 eine Belastung des Werkstückes gegen das Maschinenbett ermöglicht.

Claims (44)

Ansprüche

1. Mechanisch-hydrauliscche Spannvorrichtung, inbesondere Maschinenschraubstock, bei dem das bewegbare Spannelement gegenüber dem Maschinenbett über eine Schnellgangspindel und über eine in dieser verschraubbar geführte, eine Handkurbel tragende Spannspindel verstellbar ist, die gegenüber der Schnellgangsspindel über eine drehmoment-begrenzende Formschlusskupplung drehfest arretierbar ist und über die durch Längsverstellung gegenüber der Schnellgangspindel ein Primärkolben eines Differentialkolbensystemes beaufschlagbar ist:, dessen Sekundärkolben mit dem bewegbaren Spannelement verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (15) zumindest ein Rollenpaar (31, 32) aufweist, dessen Rollen etwa radial übereinander liegend und einander abstützend in der Spannspindel (13) geführt sind, und von dessen Rollen (31, 32) die radial äussere als Formschlussglied der Kupplung (15) zylindrisch ausgebildet und in eine entsprechende Ausnehmung (34) einrastbar ist und die radial innere wenigstens in ihrem Randbereich angefasst und gegen entprechend geneigte, nachgiebig gegeneinander angepresste Anlagen radial verschiebbar abgestützt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagen durch einander entsprechende, nach entgegen gesetzten Seiten sich erstreckende und gleichachsige Kegelringflächen(27) gebildet sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelringflächen (27) gegenüber ihrer Achse Winkel gleicher Grösse einschliessen.

4. Spannvorrichtung nach einem ode mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelringflächen (27) durch Wandflächen zweier Stützkörper (25, 26) gebildet sind.

5. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenzeichnet, dass der eine Stützkörper (26) mit einer Achse (28) versehen ist, auf der der zweite Stützkörper (25) veschiebbar geführt ist.

6. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Achse (28) verschiebbare Stützkörper (25) gegen den achsfesten Stützkörper (26) federbelastet ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörper (25, 26) über eine auf der Achse (28) angeordnete Scharubenfeder (29) gegeneinander verspannt sind.

8. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörper (25, 26) passend in der Spanndspindel (13) geführt sind.

9. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem ein' Stützkörper (26) fest verbundene Achse (28) sich gegen das freie Ende der Spannspindel (13) erstreckt.

10. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Stützkörper (25, 26) aufnehmende Böhrung (24) als gegen das freie Ende der Spannspindel (13) offenes Sackloch ausgebildet ist.

11. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (24) eine Buchse (44) geführt ist, über die der Buchse (44) zugewandte Stützkörper (25) gegen Längsverschiebung zu fixieren ist.

12. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, das über die Buchse (44) der dieser zugewandte Stützkörper (25) derart fixierbar ist, dass die Kupplung (15) unabhängig von dem über die Spannspindel (13) aufgebrachten Drehmoment unlösbar ist.

13. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (44) gegenüber der Spannspindel (13) in zwei Lagen feststellbar ist.

Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannspindel (13) und Buchse (44) durchsetzender Stift (47) vorgesehen ist, der gegenüber der Spannspindel (13) bzw. Buchse (44) fest verankert ist und für den an der Buchse (44) bzw. der Spannspindel (13) eine Führungsnut (46) vorgesehen ist.

15. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnut (46) sich in ihrem der Arretierlage der Buchse (44) für die Kupplung (15) entprechenden Bereich im wesentlichen senkrecht zur Achse der Spannspindel (13) erstreckt.

16. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (47) rest in der Spannopindel (13) angeordnet ist und innerhalb der Buchse (44) in Richtung auf die Stützkörper (25, 26) federbelastet ist.

17. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem frei von den Stützkörpern (25, 26) abgewandten Ende der Buchse (44) und dem Stift (47) eine Feder (48) angeordnet ist0

18. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (48) als Schraubenfeder ausgebildet ist.

19. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (48) stiffseitig in einem gegenüber dem Stift (47) festen, in der Buchse (44) liegenden Napf (49) angeordnet ist.

20. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (44) an ihrem freien Ende durch ein Kopfteil abgeschlossen ist gegen das sich die Feder (48) abstützt.

21. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehmoment-begrenzende Kupplung (15) zwei diametral einander gegenüber liegende Rollenpaare (31, 32) aufweist.

22. Spannvorrichtung insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellgangspindel (12) zugehörig für die radial äusseren zylindrischen Rollen (32) in einer zylindrischen, zur Spindel gleichachsigen Führung an deren bezogen auf die Spannrichtung rückwärtigen Ende Auskerbungen (34) vorgesehen sind, deren Tiefe etwa dem Radius der radial äusseren Rollen (32) entspricht.

23. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der sorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Führung mit den Ausnehmungen (34) durch ein Einsatzstück (21) gebildet ist, das in der Schnellgangspindel (12) drehfest angeordnet ist und gegenüber dem die Spannspindel (13) verschraubbar ist.

24. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Schnellgangspindel (12) angeordnete Differentialkolbensystem (14) einen in Spannrichtung gegen die Schnellgangsspindel (12) fest abgestützen Zylinder (37) aufweist, in dem Primärkolben (36) und Sekundärkolben (39) geführt sind.

25. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (37) in Spannrichtung durch ein zwischen ihm und dem Einsatzstück (21) angeordnetes Federpaket, vorzugsweise Tellerfedern abgestützt ist.

26. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (37) einen in eine Bohrung der Spannspindel (13) hineinragenden, zylindrischen Ansatz (40) aufweist, in dem der Primärkolben (36) geführt ist.

27. Spannvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (36) gegenüber der Spannspindel (13) über eine Kügel (42) abgestützt ist.

28. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Zylinder (37) angeordnete Sekundärkolben (39) in Spannrichtung gegen die Schnellgangspindel (12) über Federpakete, vorzugsweise über Tellerfedern, abgestützt ist.

29. Spannvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkolben (39) gegen das bewegbaren Spannelement (2) unnachgiebig abgestützt ist.

30. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Spannelement über die Schnellgangspindel (12) in einem radialen Absatz axial durchsetzende Bolzen (44) gegen das bewegbare Spannelement (2) abstützbar ist.

31. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (44) gegen eine am Spannelement (2) aufliegende Federstahlscheibe anliegen.

32. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare spannelement (2) eine haubenartige Abdeckung (18) aufweist, die einerseite eine Spannbacke (4) trägt und andererseits durch die Bolzen (44) beaufschlagt ist.

33. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der verhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der haubenartigen Abdeckung (18) der Schraubenteil (17) der Schnellgangspindel (12) in einer dem Maschinenbett (1) zugehörigen Mutter (19) geführt ist.

34. Spannvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber dem Maschinenbett (1) durch die Mutter (19) festgelegte, die Spannspindel (13) aufnehmende Schnellgangspindel (12) bei Aufbringen der Spannkraft auf Zug belastet ist.

35. Spannvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemento (2, 3) der Spannvorrichtung zwei geteilte Spannbacken (4> aufweisen, deren beido Teile (50, 51) gegen einander höhenbeweglich sind und über entgegen der Spannrichtung gegen des Maschinenbett (1) geneigte Anlageflächen (52) aufeinander abgestützt sind.

36. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Werkstück abgewandte am Backenteil (50) gegenüber dem Maschinenbett (1) höhenfest angeordnet ist.

37. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Halterung der beiden Spannbackenteile (50, 51) aneinander wenigstens eine spielaufweisende Schwalbenschwanzführung vorgesehen ist.

38. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwlabenschwanzführung etwa quer zu den Backen und parallel zum Maschinenbett verläuft.

39. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Werkstück zugewandten Spannbackenteil (51) gegenüber dem vom Werkstück abgewandten Spannbackenteil (50) in vom Maschinenbett (1) abgewandter Richtung federbelastet ist.

40. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Feder eine in die vom Maschinenbett (1) abgewandte Schwalbenschwanznut bzw. eine parallel zur Nut verlaufende Spalte (53) zwischen einander übergreifenden Teilen der beiden Spannbackenteile (50, 51) eingelegte Gummilage, etwa ein Gummiband oder dergleichen, vorgesehen ist.

41. Spannvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Maschinenbett (1) und bewegbares Spannelement (2) spans dicht aneinander angepasst sind.

42. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenbett (1) im Verschiebebereich des bewegbaren Spannelementes (2) eine geschlossene, der Unterkante (6) des bewegbaren Spannelementes (2) angepasste Oberfläche aufweist.

43. Spannvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handkurbel (16) über ein Gesperre nachfassbar mit der Spannspindel (13) verbunden ist.

44. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesperre für Rechts-und Links-Antrieb umschaltbar ist und eine Neutralstellung aufweist.

Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabe der Handkurbel (16) gegenüber deren Kurbelarm verschwenkbar ist.