DE2060881C3 - Mechanische Spanneinrichtung, insbesondere Maschinenschraubstock - Google Patents
Mechanische Spanneinrichtung, insbesondere MaschinenschraubstockInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
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- F16H25/183—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions conveying only reciprocating motion, e.g. wedges
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B25B1/00—Vices
- B25B1/06—Arrangements for positively actuating jaws
- B25B1/10—Arrangements for positively actuating jaws using screws
- B25B1/106—Arrangements for positively actuating jaws using screws with mechanical or hydraulic power amplifiers
Description
hende^
del, einer
del, einer
und
Bei einem dieser wurde Maschinens
"werkstücken mit einer im feststc-.,
verschiaubbaren Hohlspin'
verschiebbar gelagerten, den a» Druckstange>
einer in einer ^ axjafverschraubbaren
l emer zwischen Antriebsspindel und
dngÄteten DrehmOmentkuPplung
i °h Antriebsspindel und Druckniehebelkraftverstärker.
L Maschinenschraubstock
^^/^^Kraftv/rstärker ein Kniehewurde
vorgesehen, als £
beipaar vorzusehen dessen^ κη
Druckghedm.und einer mrt er
Druckghedm.und einer mrt er
wöbe. ^^^^K^nchiebbaitn Dmckteil
"m Hinblick auf die bei einem ^ zu erzeugenden, ho-
^S^^nen und darüber wird je-P?™kr-™
J™^^Kraftverstärker zu hoch beando^
«er Kniehebel Kra Reib kräfte ein
sprucht, so daß into geae Kniehebel-Kraftver-
Fressen bzw. Blockieren αϊ
barkers eintrittd ß . HinbHck auf
(37, 38), der einen zylindrischen
bil- den mit
der
SngsnSn %^?Άγ£ sich über die
ganfe Länge dieses Hohlkörpers erstrecken 5» £^^5^^
6. Spanneinrichtung nach Anspruchs, dadurch starker aus ™β£™/τ'\Τ d inen\ von der
gekennzeichnet, daß der zylindrische Hohlkörper angeordneten Kmetebelpaaren und em«r^ von der
derliche, nach dem Ende zunehmende Konizität her erläutert. Es zeigt
nie abstützen deren Radius (r) mit dem Kugelra-
starker, ^ ^
s SSSSung nach Anspruch 1 und 2, Mascßnenschraubstocks in größerem Maßstab. Die
dadurch gekennzeichnet, daß der die Kniehebel- obere Hälfte ^^^^ Muntre Se
paare aufnehmende Raum (43) zwischen den bei- 65 chen Teile in der Grundstellung, die untere Hälfte
den Widerlagern zum größten Teil mit öl gefüllt beim Spannen.
und durch O-Ringe (44) abgedichtet ist, die zwi- Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III/III der
sehen Spindelverlängerung (5a) und den Wider- Fig. 2,
F i g. 4 die Aufsicht auf einen Teil (Druckbolzen) des Kraftverstärkers,
F i g. 5 die zugehörige Stirnansicht in Richtung V der F i g. 4,
F i g. 6 eine weitere Ausführungsform eines Kniehebel-Kraftverstärkers,
F i g. 7 einen Teil des Längsschnittes der F i g. 2 in
größerem Maßstab,
F i g. 8 einen Führungskörper im Längsschnitt,
F i g. 9 ditien Führungskörper im Querschnitt,
Fig. 10 einen weiteren Führungskörper im Längsschnitt,
F i g. 11 diesen in Querschnitt.
In der Zeichnung ist mit 1 die Grundplatte eines Maschinenschiaubstocks bezeichnet, die eine feststehende
Spannbacke 2 und einen Lageransatz 3 aufweift, in welchem eine mit Außengewinde 4 versehene
Hohlspindel 5 verschraubbar angc ordnet ist. Diese Hohlspindel ist mit einem HaJs 6 in dem rückwärtigen
Teil 7 eines Schiebers 8 gelagert, an dessen »o eine bewegliche Spannbacke 9 aufweisendem Vorderteil
10 sich eine Druckstange 11 abstützt, die axial verschiebbar in der Hohlspindel 5 gelagert ist. Wie
im einzelnen aus F i g. 2 hervorgeht, weist die Hohlspindel 5 Verlängerungen 5 a, 5 6 auf, die mit der as
Hohlspindel eine feste Einheit bilden. Mit dem Verlängerungsteil Sb ist auch eine zugleich als Kupplungsteil
ausgebildete Hülse 12 fest verbunden, in welcher verschraubbar eine Antriebsspindel 13 rngeordnet
ist. Das Ende 14 dieser Spindel ist fest mit einem Kopfstück 15 verbunden, das seinerseits fest
mit einer Hülse 16 und einer Scheibe 17 verbunden ist. Es ist ferner eine Handkurbel 18 vorgesehen, die
mit einem Mehrkant 19 in eine entsprechende Mehrkantöffnung der Scheibe 17 eingesteckt werden kann.
Mit der Kurbel 18 wird zum Einspannen des Werkstücks 20 diese Kurbel im Uhrzeigersinn gedreht und
zum Entspannen des Werkstücks in umgekehrter Richtung. Zwischen Hohlspindel S, Sa, Sb und Antriebsspindel
13 ist eine Drehmomentkupplung eingeschaltet. Bei der gezeigten vorteilhaften Ausführung
ist zu diesem Zweck eine Rastkupplung vorgesehen, die aus der Rastzähne 21 aufweisenden Kupplungsscheibe
22 und der Kupplungshülse 12 besteht, die den Rastzähnen 21 entsprechende Aussparungen «
aufweist. Mit der Verlängerung 23 der Antriebsspindel 13 ist eine Scheibe 24 verbunden. Zwischen dieser
Scheibe und der Kupplungsscheibe 22 ist eine Druckfeder 25 angeordnet, die bei Beginn des
Spannvorgangs, d. h. beim Drehen der Antriebsspindel 13, zunächst die Kupplungsteile 22, 12 im Eingriff
hält, so daß mit der Antriebsspindel 13 zugleich die Hohlspindel 5, Sa, Sb gedreht und in dem Innengewinde
des Lageransatzes 3 verschraubt wird. Es wird damit, d. h. mittels der von der Spindel 5 mitgenommenen
Druckstange 11 der Schieber 8 an das Werkstück 20 herangeführt und auf dieses ein geringer
Vorspanndruck erzielt. Beim Weiterdrehen der Antriebsspindel 13 rastet dann die Kupplungsscheibe
22 durch Verschieben in Richtung A aus, so daß dann die Hohlspindel S, Sa, Sb stehen bleibt, jedoch
die Antriebsspindel 13 durch Verdrehen in der nunmehr feststehenden Gewindehülse 12 weiter in Richtung
A verschraubt wird. Dabei übt das Spindelende
23 über einen Kraftverstärker eine sehr starke Verschiebekraft
auf die Druckstange 11 in Richtung A aus, mit welchem dann das Werkstück 20 festgespannt
wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht dieser Kraftverstärker aus drei konzentrisch rar
Spindelachse angeordneten Kniehebelpaaren und einem von der Antriebsspindel 13, 23 verschiebbaren,
sich konisch verjüngenden Druckbolzen 26 bzw.
26 a, welcher der Anzahl der Kniehebel entsprechende, also bei der gezeigten Ausführung sechs
Druckflächen 27 bzw. 27 α aufweist.
Bei der gezeigten, vorteilhaften Ausführung nach F i g. 1 bis 5 und 7 bestehen die Kniehebel je aus drei
Stahlkugeln, nämlich einer mittleren Stahlkugel 28 und zwei Endkugeln 29 und zwei an den Enden mit
Lagerpfannen 30 versehenen Druckgliedern 31, die sich mit diesen Pfannen an den Stahlkugeln 28, 29
abstützen. Die Endkugeln 29 stützen sich einerseits an einem mit der Spindelverlängerung 5 a fest verbundenen
Widerlager 32 und andererseits an einem in Richtung der Spindelachse verschiebbaren Widerlager
33 ab, das unter Zwischenschaltung einer Schraubendruckfeder 34 auf die Druckstange 11 einwirkt.
In diesen Widerlagern 32, 33 sind für die Endkugeln 29 ebenfalls Lagerpfannen 30 vorgesehen.
Vorteilhaft bilden sämtliche Lagerpfannen 30 einen Kugelabschnitt, dessen Krümmungsradius mit dem
Kugelradius übereinstimmt, so daß die erzeugten, hohen Druckkräfte mit einer größeren Kugelfläche vorteilhaft
übertragen werden. Um bei der Verschiebung des Druckbolzens 26 in Richtung A ein gleichmäßiges,
radiales Nachaußendrücken der Kniehebel zu sichern, sind für die mittleren Kugeln 28 der Kniehebel
bzw. deren Druckglieder 31 radiale Führungen 35 vorgesehen. Bei der in Fig. 2, 3 und 7 gezeigten
Ausführung weisen die Widerlager 32 und 33 keilförmige, axiale Verlängerungen 36 auf, so daß zwischen
diesen die radialen Führungen 35 gebildet werden. Vorteilhaft ist jedoch, wie in Fig. 8, 9 und 10 veranschaulicht,
ein in die Spindelverlängerung 5 a lose einsetzbarer Führungsteil 37 bzw. 38 vorgesehen, der
einen zylindrischen Hohlkörper bildet und der zur Führung der mittleren Kugeln 28 bzw. Druckglieder
31 radiale Führungsnuten 39 bzw. 40 aufweist, die sich über die ganze Länge dieses Hohlkörpers erstrecken.
Dieser Hohlkörper kann bei der Ausführung gemäß F i g. 8, 9 aus einem Spritzgußkörper bestehen,
oder aber bei der Ausführung nach Fig. 10, 11 aus einem Blechkörper, der aus keilförmigen
Blechsegmenten 41 und einem diese umschließenden und festverbindenden Blechring 42 besteht.
Bei der in F i g. 2 bis 5 und 7 gezeigten, vorteilhaften Ausführung weist der Druckbolzen 26 eine veränderliche,
nach dem freien Ende zunehmende Konizität auf, wobei an diesem Druckbolzen Längsnuten
27 vorgesehen sind, in denen sich die mittleren Stahlkugeln 28 auf einer Kreisbogenlinie abstützen, deren
Radius mit dem Kugelradius übereinstimmt. Dies ist in F i g. 7 veranschaulicht. Die Berührungsebene
einer mittleren Kugel 28 mit dem Druckbolzen 26 ist bei a, a mit strichpunktierter Linie angedeutet.
In dieser Ebene hat die zugehörige Druckfläche 27 einen Krümmungsradius r, der mit dem Kugelradius
übereinstimmt. Die mittleren Kugeln 28 haben also mit dem Druckbolzen keine Punktberührung, sondern
vielmehr eine kreisbogenförmige Linienberührung, so daß damit eine günstigere Kraftübertragung
zwischen Druckbolzen und den sechs Kugeln 28 erzielt wird. Die Konizität des Druckbolzens 24 kann
je nach den Erfordernissen bzw. der Arbeitscharakteristik gewählt werden, wobei nur durch Aus-
tausch des Druckbolzens 26 eine Änderung der Arbeitscharakteristik des Kniehebelsystems möglich
ist.
Mit der dargestellten, nach dem Ende des Druckbolzens zunehmenden Konizität kann erreicht werden,
daß beim Spannen des Schraubstocks, d.h. beim Drehen der Antriebskurbel 18 stets ein gleichbleibendes
Antriebsmoment vorhanden ist, obwohl sich die Übersetzungsverhältnisse im Kniehebelsystem
laufend ändern. Bei Beginn des Spannvorgangs wird mit dieser veränderlichen Konizität zunächst ein größerer
Vorschub der Druckstange 11 erzielt, der mit zunehmender Spannkraft dann kleiner wird. Es wird
auch ein Zeitgewinn erzielt, da für den ganzen Spannvorgang weniger Umdrehungen der Arbeitsspindel
13 erforderlich sind.
Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung wirkt der Druckbolzen 26 mit mehreren bzw. sechs Druckflächen
27 auf sechs Kniehebel bzw. drei Kniehebelpaare, so daß damit eine günstige Kräfteverteilung
eintritt und mit sechs Kniehebeln eine hohe, auf die Druckstange 11 wirkende Spannkraft erzielt wird. Da
jeder Kniehebel nur mit Vg dieser Spannkraft belastet
wird, so können die Kniehebel mit verhältnismäßig geringen Abmessungen ausgeführt werden, wobei
auch der Verschleiß entsprechend gering ist. Diese Abnutzung wird durch Verwendung von Stahlkugeln
28, 29, wie sie bei Kugellagern üblich ist, und gehärteten Druckgliedern 31 sowie gehärtetem Druckbolzen
26 weiterhin herabgesetzt. Vorteilhaft ist außer-
dem der die Kniehebelpaare aufnehmende Raum 43 in der Spindelverlängerung 5 β zwischen den beiden
Widerlagern 32 und 33 zum größten Teil mit Öl gefüllt. Zur Abdichtung sind O-Ringe 44 zwischen
Spindelverlängerung 5 α und den Widerlagern 33 und
32 bzw. zwischen Druckbolzen 26 und Widerlager 32 vorgesehen.
Wie in F i g. 6 veranschaulicht, können gegebenenfalls die mittleren Kugeln 28 a der Kniehebel eine
ebene Fläche 45 aufweisen, mit der sie sich an einer ao ebenen Schrägfläche 27 α des Druckbolzens 26 α abstützt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Mechanische Spanneinrichtung insbesondere Maschinenschraubstock zum Einspannen
von Werkstücken mit einer im feststehenden Schraubstockteil verschraubbaren HohlspindeU
einer in dieser axial verschiebbar gelagerten, den » Spanndruck ausübenden Druckstange, einer in
einer Verlängerung der Hohlspindel ax.al verschraubbaren
Antriebsspindel, einer zwischen Antriebsspindel und Hohlspindel eingeschalteten Drehmomentkupplung und einem zwischen Antriebsspindel
und Druckstange angeordneten Kniehebe.kraftverstärker dadurch gekennzeichnet,
daß dieser aus mehreren, konzentrisch zur Spindelachse angeordneten Kniehebelpaaren (28 bis 31) und einem von der »o
Antriebsspinde] (13, 23) verschiebbaren, sich konisch verjüngenden Druckbolzen (26, 26 e) besteht,
welcher der Anzahl der Kniehebel entsprechende Druckflächen (27,27 a) aufweist.
2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch >s gekennzeichnet, daß die Kniehebel je aus drei
Stahlkugeln, nämlich einer mittleren (28) und zwei Endkugeln (29) und zwei an den Enden mit
ί&δεΦί3ηηεη (30) versehenen Druckfedern
(31) bestehen, die sich mit diesen Pfannen an diesen Stahlkugeln abstützen, wobei an den beiden
isgiiSBss
Frfindune betrifft eine mechanische Spannein-L»ie
cn nc j Maschinenschraubstock zum
r'chtunS' '"^"werkstücken mit einer im feststc-
Umspannen
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- 1971-12-10 FR FR7144540A patent/FR2118037B1/fr not_active Expired
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