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Spindelgetriebene Spannvorrichtung insbesondere Schraubstock Die
Erfindung bezieht sich auf eine spindelgetriebene Spannvorrichtung, insbesondere
Schraubstock, zum lagemssigen Festhalten von Werkstücken verschiedener Art, mit
einer mindestens eine Spannbacke gegenüber der anderen Spannbacke oder einem Widerlager
( Anschlag ) bewegenden ( verschiebenden Gewindespindel.
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Es sind hydraulische oder pneumatische Bet&tigungseinrichtungen
für Schraubstäcke bekannt geworden, die als pneumatische oder hydraulische Spindeln
ausgebildet sind, einen komplizierten
Aufbau haben und die hydraulische
oder pneumatische Kraft direkt auf die Spannbacken übertragen.
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Die wesentlichen Nachteile dieser bekannten BetStigungseinrichtungen
liegen in der grossen Bauart, da die Kraft unmittelbar auf die Spannbacken übertragen
wird, und in einem völligen Verlust der Spannkraft bei Schlauchbruch in der Luft
oder ölzufuhr ; der Spannkraftverlust bei Schlauchbruch lässt sich zwar durch Rückschlagventile
vermeiden, doch ist diese Absicherungsart kompliziert und teuer und vom Funktionieren
des Rückschlagventiles abhängig sowie gilt nur für Störungen vor dem Rückschlagventil,
so dass die Arbeitsweise in der Spannausführung vielfach unzureichend und gestört
sein kann.
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Weiterhin erfordert diese BEtigungseinrichtung eine besondere Schraubstockbauart
und die Betätigungseinrichtung bildet in nachteiliger Weise ein festes Bestandteil
des Schraubstockes.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine spindelgetriebene Spannvorrichtung,
insbesondere Schraubstock, zu schaffen, der einfach und kostensparend aufgebaut
ist und bei sicherer und störungsfreier Spannausführung ein müheloses Spannen mit
günstiger Kraftübertragung ermöglicht.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird in der Schaffung einer einfach
und kostensparend aufgebauten Einrichtung zum Bewegen der Spannvorrichtungs-Gewindespindel
gesehen, die als Baueinheit an herkömmliche Spannvorrichtungen einfach abbaubar
ist.
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Gemäß der Erfindung ist eine spindelgetriebene Spannvorrichtung, insbesondere
Schraubstocks nach der eingangs erwähnten Art durch eine an dem bedienungsseitigen
Endbereich der Gewindespindel angeordnete, druckmittelbetätigte Bewegungseinrichtung
gekennzeichnet, die mit einem durch ein Druckmedium hin- und herbewegbaren, die
Gewindespindel axial verdrehenden Antriebsorgan mit der Gewindespindel verbunden
ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebsorgan der Bewegungseinrichtung
als quer ( reehtwinKlig) zur Gewinde
spindel verschiebbare Zahnstange
ausgebildet und mindestens an einem, vorzugsweise an beiden Enden mit einem Druckmittelzylinderkolben
versehen sowie mit einem auf der Gewindespindel angeordneten, mit derselben bewegungsstarr
verbundenen Zahnrad formschlüssig verbunden.
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Weiterhin lässt sich das Antriebsorgan als quer ( rechtwinklig) zur
Gewindespindel verschiebbare Reibleiste ausbilden und mindestens an einem, vorzugsweise
an beiden Enden mit einem Druckmittelzylinderkolben versehen sowie mit einem auf
der Gewindespindel angeordneten, mit derselben bewegungsstarr verbundenen oder mit
derselben ein Teil bildenden Reibrad kraftschlüssig verbinden.
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Das Antriebsorgan kann in einem an seinen beiden Stirnenden durch
jeweils einen mit einer Bohrung, vorzugsweise Gewindeöffnung als Mediums-Zufluss-
und -Abfluss ausgestatteten Deckel abgedichtet verschlossenen Zylindergehäuse in
Längsrichtung verschiebbar und axial um etwa 900 in eine Kuppelstellung mit der
Gewindespindel zur druckmittelbetätigten Spindelverdrehung und in eine Entkuppelstellung
zur manuellen Spindelverdrehung schwenkbar gelagert sein.
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Das Antriebsorgan hat dabei an seiner dem Verbindungsbereich mit der
Gewindespindel gegenüberliegenden Seite eine sich Uber die gesamte Antriebsorganlänge
erstreckende Längsnut, in die ein in einer bogenförmigen, vorzugsweise teilkreisförmigen,
rechtwinklig zur Antriebsorgan-Längsachse gerichteten Nut zur Verschwenkung des
Antriebsorganes in die beiden Schwenkstellungen schwenkbares und durch einen rechtwinklig
zur Längsrichtung des Antriebsorganes verlaufenden Schlitz herausragendes Gleitstück
einfasst, das an seinem aus dem Gehäuse herausragenden Endbereich mit einem Betätigungshebel
od.dgl.
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verbunden ist.
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Bei einem weiteren Merkmal ist die Bewegungseinrichtung als
lösbare
Baueinheit an die Spannvorrichtung anbaubar ausgeführt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den anderen UnteransprUehen.
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Der Gegenstand der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale
der einzelnen Ansprüche,sondern auch auf deren Kombination.
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Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung, insbesondere Schraubstock,
ist einfach und kostensparend aufgebaut und ermöglicht bei sicherer und störungsfreier
Spannausführung ein mttheloses Spannen.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der Konstruktion und
Arbeitsweise der druckmittelbetätigten, die Spannkraft mittelbar über die Gewindespindel
auf die Spannbacke oder -backen ausübenden Bewegungseinrichtung - durch den hohen
Ubersetzungseffekt der Gewindespindel kann die Bewegungseinrichtung bei Erbeugung
einer relativ hohen Spannkraft in den Baumaßen vorteilhafterweise klein gehalten
sein. Die Spannkraft auf die Spannbacken bleibt bei einem evtl. Defekt der Bewegungseinrichtung
durch die natürliche Selbsthemmung der Gewindespindel voll enthalten, so dass die
Wirkungsweise des Schraubstockes od.dgl.
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sicher ist.
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Die erfindungsgemässe Bewegungseinrichtung erfordert keine besondere
Schraubstockbauart, da die herkömmliche Gewindespindel als Übertragungselement benutzt
wird - die Bewegungseinrichtung lässt sich als Baueinheit an handbetätigte Schraubstücke
oder andere spindelgetriebene Spannelemente nachträglich in einfacher Weise ohne
grosse Veränderungen anbringen.
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Die Bewegungseinrichtung ist einfach und kostensparend aufgebaut,
zeigt eine störungsfreie Arbeitsweise und gewährleistet eine günstige Krafttlbertragung
- die verhältnismässig geringe
Druckmittelkraft der Bewegungseinrichtung
wird in eine hohe, durch die Gewindespindel als Übertragungselement zusätzlich unterstützte
Spannkraft übertragen.
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Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch eine an einer Spannvorrichtung
vorgesehene, der Verdrehung einer Gewindespindel dienende, druckmittelbetätigte
Bewegungseinrichtung, die mit einem hin- und herschiebbaren Antriebsorgan formschlüssig
mit der Gewindespindel verbunden ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf die an eine Spannvorrichtung,
insbesondere einen Schraubstock angebrachte Bewegungseinrichtung, Fig. 3 einen senkrechten
Langsschnitt durch die Bewegungseinrichtung mit Gewindespindel und Spannbacke eines
Schraubstockes.
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Eine erfindungsgemässe spindelgetriebene Spannvorrichtung, insbesondere
Schraubstock lo, weist eine mindestens eine Spannbacke 11 gegen die andere Spannbacke
oder ein Widerlager (nicht dargestellt ) bewegende (verschiebende ) Gewindespindel
12 auf, in deren bedienungseitige Endbereich eine druckmittelbet&tigte Bewegungseinrichtung
13 als pneumatisches oder hydraulischeß Spannaggregat angeordnet ist, die ein gesondertes
Bauteil bildet und herstellungsseitig an einer Spannvorrichtung lo angebracht oder
nachträglich eine, eine beliebig ausgeführte, jedoch mit einer Gewindespindel 12
arbeitende Spannvorrichtung anbaubar ist.
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Die Bewegungseinrichtung 13 besitzt ein durch ein Druckmedium, wie
Luft, öl oder eine andere Flußigkeit, quer, vorzugsweise
rechtwinklig
zur Gewindespindel 12 ( SpindellSngßachse) hin - und herbewegbares, die Gewindespindel
12 zum Spannen und zum Losen verdrehendes Antriebsorgan 14, das mit der Gewindespindel
12 bewegungsmässig verbunden ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebsorgan 14 als
Zahnstange ausgebildet und mindestens an einem Ende, vorzugsweise an beiden Enden
mit einem Druckmittelzylinderkolben 15,16 versehen und mit einem auf der Gewindespindel
12 angeordneten, mit derselben bewegungsstarr verbundenen Zahnrad 17 formschlüssig
verbunden.
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Das stangenförmige (leistenförmige ) Antriebsorgan 14 lagert schwenkbar
um seine Längsachse in der Bewegungseinrichtung 13, wodurch es mit der Gewindespindel
12 zur druckmittelbetätigten Spindelverdrehung kuppelbar und zur manuellen Spindelverdrehung
entkuppelbar ist ; in bevorzugter Weise ist das Antriebsorgan 14 in einem Winkelbereich
von etwa 9o0 schwenkbar vçrgesehen.
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Die Zahnstange 14 als Antriebsorgan besitzt zur störungsfreien Kupplung
und Entkupplung mit dem Zahnrad 17 im Querschnitt eine bogenförmige und dabei konvex
gewölbte Verzahnung 18.
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Die Zahnstange 14 lässt sich vorteilhafterweise von einer im Querschnitt
kreisförmigen, mit zwei sich gegenüberliegenden, winklig, vorzugsweise rechtwinklig
zu der untenseitigen Verzahnung 18 und-parallel zueinander verlaufenden Abflachungen
19 bilden, 50 dass die im Querschnitt gewölbte Verzahnung 18 in ihrer Krümmung dem
Radius des ursprünglichen Zahnstangendurchmessers entspricht.
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Die Zahnstange 14 lagert in einem Zylindergehäuse 20, das an seinen
beiden Stirnenden durch jeweils einen Deckel 21 abgedichtet verschlossen ist ; die
Deckel 21 sind lösbar durch Befestigungsmittel, wie Schrauben od.dgl., an dem Zylindergehäuse
20 gehalten.
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In jedem Deckel 21 ist eine Bohrung 22, vorzugsweise Gewindeöffnung,
als Mediumszu- und -abfluss ausgearbeitet, die in bevorzugter Weise im Deckelzentrum
liegt. An den beiden Enden der Zahnstange 14 ist jeweils durch mindestens ein Befestigungsmittel
23, wie Schraube, der Kolben 15,16 befestigt, der umlaufend abgedichtet an der Innenwandung
des Zylindergehäuses 20 anliegt.
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Zur Zahnstangen-Verschwenkung fasst der mit an beiden Stirnenden vorgesehenelagerzapfen
14a drehbar in die Kolben 15,16 ein und das Befestigungsmittel 23 ist in diese Lagerzapfen
14a gefUhrt.
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Das Gehäuse 2o hat vorzugsweise einen eckigen, wie quadratischen Querschnitt
und ist von einem Vierkantrohr gebildet - es kann Jedoch auch einen kreisförmigen
, ovalen oder polygonalen Querschnitt haben.
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Dieses Gehäuse 20 nimmt die Zahnstange 14 mit ihren beiden endseitigen
Kolben 15,16 axial hin- und herverschiebbar und axial schwenkbar auf.
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Für die FUhrung der Zahnstange 14 in Verschieberichtung, zur Sicherung
gegen axiales Verdrehen und Abheben aus dem Zahnrad 17 besitzt die Zahnatange 14
an ihrer oberen, der Verzahnung 18 gegenüberliegenden Seite eine über die gesamte
Zahnotangenlänge verlaufende Längsnut 24 , in die ein im mittleren L§ngsbereich
des Gehäuses 20 ortsfest gelagerfes, jedoch mit der Zahnstange in die beiden Schwenkstellungen
verschwenkbares Gleitstück 25 einfasst, vorzugsweise formschlüssig eingreift.
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Das Gleitstück 25 ist kulissensteinförmig ausgeführt und in einer
bogenförmigen, vorzugsweise teilkreisförmigen, rechtwinklig zur Zahnstangen-L&ngsrichtung
verlaurenden, die Zahnstange 14 im oberen Bereich im Abstand dazu überfassenden
Nut 26 des Gehäuses 20 mit der Zahnstange 14 schwenkbar gelagert und fasst aus einem
ebenfalls rechtwinklig zur Zahnstangen-LKngsrichtung verlaufenden Schlitz 27 aus
dem Gehause 20 heraus an dem aus dem Gehäuse 20 herausragenden Endbereich des Gleitstückes
25 ist ein Betätigungshebel 28 befestigt, mit dem die
Verschwenkung
des Gleitstückes 25 und somit der Zahnstange 14 in die beiden Stellungen ( Kuppelstellung
und Entkuppelstellung ) ausführbar ist.
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Die bogenförmige Führungsnut 26 und der Schlitz 27 für das Gleitstück
25 sind in einem in den Zylinderraum hineinragenden Ansatz 29 des Gehäuses 20 vorgesehen
und erstrecken sich auf der Längenhalbierenden des Gehäuses 20. Die Verschiebebeegung
jedes Kolbens 14,15 wird einerseits durch den Deckel 21 und andererseits durch den
Ansatz 29 begrenzt, die Anschlagfläche für den Kolben 15,16 bilden.
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Das mit der Zahnstange 14 zusammenwirkende Zahnrad 17 ist beispielsweise
durch ein Befestigungsmittel 30, wie Spannstift, Keil od.dgl., auf der Gewindespindel
12 befestigt oder als Teil der Gewindespindel 12 ausgebildet.
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Die Länge des Hubweges jedes Kolbens 15,16 bestimmt die Spannlänge,
in der die Spannbacke 11 durch die von der Zahnstange 14 verdrehte Gewindespindel
12 verschoben wird. Die Gewindespindel 12 ist an ihrem freien Ende mit einer Aufnahme
31, wie Vierkant, für eine Handkurbel oder ein Handrad außgestattet, so dass die
Spindel 12 bei entkuppelter Zahnstange 14 manuell verdreht und auf gewisse Spannbereiche
( Vorspannstellungen ) eingestellt werden kann ; das endgültige Spannen erfolgt
dann druckmittelbetätigt über die Zahnstange 14.
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An die vorteilhafterweise alsGewindeöffnungen ausgebildeten Bohrungen
22 wird für die Mediumszu- und -abfuhr beispielsweise eine Leitung angeschlossen.
Erhält ein Zylinderraum durch die Bohrung 22 eine DruckmittelzuRuhr, wird der in
diesem Raum befindliche Kolben 15 oder 16 beaufschlagt und bewirkt eine Verschiebung
der Zahnstange 14, die ihrerseits das damit kämmende Zahnrad 17 verdreht, welches
wiederum die Gewindespindel 12 mitnimmt und somit eine Verschiebung der Spannbacke
11 erfolgt.
Die Gewindespindel 12 verschiebt entsprechend ihrer
Steigung die Spannbacke 11.
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Der Spannweg der Spannbacke 11 ist entsprechend der Gewindespindelsteigung
und der Kolbenwege auf ein gewisses Maß begrenzt, was entsprechend der Grösse der
Bewegungseinrichtung und Spindellänge unterschiedlich sein kann. Durch die Bewegungseinrichtung
13 ( druckmittelbetätigtes Antriebsorgan 14 und Rad 17 ) wird lediglich der reine
Spannweg ausgeführt. Die Einstellung auf verschiedene Werkstückgrössen erfolgt durch
Direktbetätigung der Spindel 12 mittels Kurbel oder Handrad, welches in bekannter
Weise auf den Vierkant 31 am Spindelende aufgesteckt wird.
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Wird der Kolben 15 beaufschlagt, verschiebt sich die Zahnstange 14
nach rechts und versetzt die Gewindespindel 12 in eine Rechtsdrehung, was beispielsweise
ein Spannen ergibt ; erhält der Kolben 16 eine Druckmittelbeaufschlagung, wird die
Zahnstange 14 nach links verschoben und die Gewindespindel 12 zum Lösen in eine
Linksdrehung gebracht.
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Bei einer nicht dargestellten weiteren Ausführung ist das Antriebsorgan
14 als Reibleiste oder -stange ausgebildet, die mit einem Reibrad (Quetschrad) der
Gewindespindel 12 zusammenwirkt. Die druckmittelbetatigte Spindelverdrehung kann
somit über einen Zahnstangentrieb oder einen Friktionstrieb erfolgen.
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Die Bewegungseinrichtung 13 stellt eine Baueinheit dæ, die an die
verschiedensten Spannvorrichtungen durch Anflanschen od.dgl. festgelegt werden kann
und sich auch nachträglich bei Spannvorrichtungen noch anbauen lässt.
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Die erfindungsgemässe Bewegungsvorrichtung dient insbesondere zur
Bewegung einer Spannbacke gegenüber einer anderen feststehenden Spannbacke oder
einem Anschlag - sie kann jedoch auch bei entsprechender Ausbildung der Gewindespindel
( mit Links- und Rechtsgewinde) zwei Spannbacken gleichzeitig im Abstand zueinander
verschieben.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Gewindespindel 12 auch ohne
Zahnrad 17 auszustatten und dabei die Zahnstange 14 direkt in das Gewinde der Spindel
12 eingreifen zu lassen.