DE2216735C3

DE2216735C3 - Drive device for the clamping jaw of a clamping device for workpieces

Info

Publication number: DE2216735C3
Application number: DE19722216735
Authority: DE
Inventors: Walerij Grigorjewitsch Moskau Abaimow; Sergej Nikolaewitsch Kiselew; Alexej Saweljewitsch Novye Mytischtschi Moskowskoj Kotschinew; Wladimir Mefodjewitsch Nikiforow; Georgij Mesropowitsch Parsegow
Original assignee: WSESOJUSNY PROJEKTNO-TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT TJASCHELOWO MASCHINOSTROJENIJA MOSKAU
Current assignee: WSESOJUSNY PROJEKTNO-TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT TJASCHELOWO MASCHINOSTROJENIJA MOSKAU
Priority date: 1972-04-07
Filing date: 1972-04-07
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE2216735A1; DE2216735B2

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für die Spannbacke einer Spannvorrichtung für Werkstücke an Werkzeugmaschinen, mit einer der Hin- und Herbewegung der Spannbacke dienenden Gewindespindel, die über eine ausrückbare Kupplung mittels eines Zahnritzels drehantreibbar ist, welches mit der als 2'ahnstange ausgebildeten Kolbenstange einer doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheit in Zahneingriff steht. Eine solche Betriebseinrichtung ist aus dem UdSSR-Erfindersc^ein I 32 029 bekannt. The present invention relates to a drive device for the clamping jaw of a clamping device for workpieces on machine tools, with one of the to and fro movement of the clamping jaw serving threaded spindle, which can be disengaged via a Coupling can be driven in rotation by means of a toothed pinion, which is connected to the piston rod designed as a 2 'rack a double-acting piston-cylinder unit is in tooth engagement. Such an operating facility is known from the USSR inventor sc ^ an I 32 029.

Diese bekannte Antriebseinrichtung ist gegenüber Spannvorrichtungen vorteilhaft, welche die Kraft eines Hydrozylinders unmittelbar zum Einspannen ausnutzen. Bei diesen letzteren Spannvorrichtungen führt z. B. ein Lecken oder ein sonstwie hervorgerufener Druckverlust im hydraulischen System sofort zu einem Verlust der festen Einspannung des Werkstücks. Diese Gefahr besteht nicht bei der eingangs beschriebenen bekannten Antriebseinrichtung, da hier die Selbsthemmung zwischen Spannbacke und Gewindespindel ein Lösen der Einspannung verhindert.This known drive device is advantageous over clamping devices, which the force of a Use the hydraulic cylinder immediately for clamping. In these latter jigs z. B. leakage or any other pressure loss in the hydraulic system immediately results in a loss the fixed clamping of the workpiece. This risk does not exist with the known one described at the beginning Drive device, because here the self-locking between the clamping jaw and the threaded spindle Loosening of the clamping prevented.

Nachteilig ist jedoch bei dieser bekannten Ausbildung der kurze Hubweg der Spannbacke, welcher durch die Länge des Zahnstangengetriebes begrenzt ist. Da zur Aufreehterhaiiung der sicheren Selbsthemmung des Gewindeeingriffs zwischen Spannbacke und Gewindespindel die Gewindesteigung der letzteren nicht beliebig groß gemacht werden kann, kann eine Vergrößerung des Hubwegs der Spannbacke nur über eine Verlängerung der Zahnstange erreicht werden. Dies führt jedoch zu einer beträchtlichen Vergrößerung der Abmessungen der Spannvorrichtung, da nicht nur die Zahnstange selbst, sondern auch die doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einheit entsprechend länger werden muß. Trotz erheblicher Vergrößerung der Abmessungen bleibt jedoch de'- Hubweg der Spannbacke begrenzt.However, a disadvantage of this known design is the short stroke of the clamping jaw, which is limited by the length of the rack and pinion. As to ensure safe self-locking of the thread engagement between the clamping jaw and the threaded spindle, the thread pitch of the latter can not be made arbitrarily large, an increase in the stroke of the clamping jaw can only be an extension of the rack can be achieved. However, this results in a considerable increase in size the dimensions of the clamping device, as not only the rack itself, but also the double-acting one Piston-cylinder unit must be correspondingly longer. Despite a significant increase in dimensions however, de'- travel of the clamping jaw remains limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine Antriebseinrichtung für die Spannbacke einer Spannvorrichtung zu schaffen, die einerseits hydraulisch gespeist werden kann und dennoch ohne übermäßige Abmessungen große Hubwege der Spannbacke zu verwirklichen gestattet.The object of the present invention is to provide a drive device while avoiding the disadvantages described to create for the clamping jaw of a clamping device that is hydraulically fed on the one hand can be and still realize large stroke lengths of the clamping jaw without excessive dimensions allowed.

Ausgehend von einer Ausbildung der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kupplung als wahlweise umsteuerbare Freilaufkupplung ausgebildet ist, bei der in bei umsteuerbaren Kupplungen bekannter Weise zwischen zwei Kupplungshälften mit an den zueinander hin weisenden Stirnflächen vorgesehenen, in entgegengesetzte Richtungen asymmetrisch abgeschrägten Zähnen ein Schieberad hin und her beweglich ist, das mit beidseits entsprechend ausgebildeten Zähnen drehmomentübertragend in eine der beiden Kupplungshälften eingreift, wobei beide Kupplungshälften starr miteinander und mit dem Zahnritzel verbunden sind und das Schieberad mittels eines Keilwellenabschnitts der Gewindespindel drehfest und längsverschieblich auf dieser sitzt und zu seiner Verschiebung eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, die das Schieberad in einer mittleren Freilaufsteilung außer Eingriff mit dem Kupplungshälften hält und es in jeder Endstellung derart federelastisch an eine der Kupplungshälften andrückt, daß in einer Drehrichtung der Kupplungshälfte eine Mitnahme des Schieberades und in der anderen Drehrichtung ein Abgleiten der Zähne ohne Mitnahme des Schieberades erfolgt.Based on an embodiment of the type described at the outset, this object is achieved according to the invention proposed that the clutch designed as an optionally reversible overrunning clutch is, in the known manner in reversible clutches between two clutch halves with to the End faces facing each other are provided, asymmetrically beveled in opposite directions A sliding wheel can be moved back and forth with teeth that are appropriately trained on both sides Teeth engages torque-transmitting in one of the two coupling halves, both coupling halves are rigidly connected to one another and to the pinion and the sliding wheel by means of a spline shaft section the threaded spindle is non-rotatably and longitudinally displaceable on this and for its displacement a switching device is provided, which except for the sliding wheel in a central freewheel pitch Holds engagement with the coupling halves and so resiliently attaches it to one of the coupling halves in each end position presses that in one direction of rotation of the coupling half entrainment of the sliding wheel and in the other direction of rotation, the teeth slide off without entrainment of the sliding wheel.

Eine zweckmäßige praktische Verwirklichung der Umschalteinrichtung besteht aus einer schwenkbaren Schiebcgabel mit beidseilig angeordneten Blattfedern, die in eine umlaufende Nut des Schieberades greift.An expedient practical implementation of the switching device consists of a pivotable one Sliding fork with leaf springs arranged on both ropes, which engages in a circumferential groove of the sliding wheel.

Wie vorstehend angedeutet, ist es bei umsteuerbaren Kupplungen bekannt, zwischen zwei Kupplungshälften mit zueinander hin weisenden, asymmetrisch abgeschrägten Zähnen ein Schieberad hin und her beweglich anzuordnen. Ein Beispiel hierfür ist die aus der USA.-Palentschrift 32 00 919 bekannte Ausbildung, bei der das Schieberad mittels eines Gewindeabschnitts auf der Antriebswelle sitzt und hierdurch seine Hin- und Herverschiebung beim Anlaufen der Antriebswelle zwangsweise erfolgt. Es handelt sich hier also um eine nur zwangsweise umsteuerbare Kupplung mit zwei Abtrieben, die insbesondere in keiner der Antriebsrichtungen als Freilaufkupplungen wirken könnte. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dagegen wesentlich, daß die Kupplung eine wahlweise umsteuerbare Freilaufkupplung darstellt, die für jede Abtriebsdrehrichi:ung eine Uberholkupplung darstellt.As indicated above, it is known in reversible clutches, between two clutch halves with asymmetrically beveled teeth pointing towards each other, a sliding wheel can be moved back and forth to arrange. An example of this is the training known from USA.-Palentschrift 32 00 919, at which sits the sliding wheel by means of a threaded section on the drive shaft and thereby its back and forth It is forced to move out when the drive shaft starts up. So this is one only forcibly reversible clutch with two outputs, in particular in none of the drive directions could act as one-way clutches. In the subject matter of the present invention, however, it is essential that that the clutch is an optionally reversible overrunning clutch, which for each Abtriebsdrehrichi: ung represents an overrunning clutch.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es r.eigtThe invention is illustrated below by the description an exemplary embodiment further explained with reference to the accompanying drawings. It tends to

F i g. 1 eine Spannvorrichtung für Werkstücke in perspektivischer Darstellung,F i g. 1 a clamping device for workpieces in perspective representation,

F i g. 2 die umsteuerbare Freilaufkupplung der Spannvorrichtung nach F i g. 1, teilweise geschnitten,F i g. 2 the reversible overrunning clutch of the clamping device according to FIG. 1, partially cut,

Fig.3 die Umschalteinrichlung der Freilaufkupplung nach F i g. 2,3 the switching device of the overrunning clutch according to FIG. 2,

F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV von F i g. 3.F i g. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 3.

Die abgebildete Antriebseinrichtung für die Spannbacke 2 der Spannvorrichtung von Werkstücken, enthält ein Gehäuse 1, in dem die Spannbacke 2 in Längsführungen 3 verschieblich angeordnet ist. eine Gewindespindel 4, mit welcher die Spannbacke 2 kinematisch verbunden ist, ein Zahnstangengetriebe, bestehend aus einer Zahnstange 5 und einem Zahnritzel 6. Es genügt, wenn die Verzahnung des Zahnritzels 6 sich, wie in F i g. I ersichtlich, nur über einen Teil des Umfangs erstreckt. The illustrated drive device for the clamping jaw 2 of the clamping device for workpieces contains a housing 1 in which the clamping jaw 2 is arranged displaceably in longitudinal guides 3. a threaded spindle 4, with which the clamping jaw 2 is kinematically connected, a rack and pinion gear consisting of a rack 5 and a pinion 6. It is sufficient if the toothing of the pinion 6, as in FIG. I can be seen, only extends over part of the circumference.

Die Gewindespindel 4 ist mit dem Zahnritzel 6 über eine umsteuerbare Freilaufkupplung 7 verbunden. Für die hin- und hergehenden Verschiebungen der Zahnstange 5 sorgt ein Hydraulikzylinder 8, welcher von einer außen am Gehäuse 1 angeflanschten Pumpe 9 betätigt wird. Die Zahnstange 5 ist im Grunde die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 8.The threaded spindle 4 is connected to the pinion 6 via a reversible overrunning clutch 7. For the reciprocating displacements of the rack 5 is provided by a hydraulic cylinder 8, which of a pump 9 flanged to the outside of the housing 1 is actuated. The rack 5 is basically the piston rod of the hydraulic cylinder 8.

Die Kupplung 7 setzt sich aus zwei Kupplungshälften 10 und 11 und einem Schieberad 12, alle mit asymmetrisch abgeschrägten Zähnen 13, zusammen. Die eine Zahnflanke der Zähne 13 ist im wesentlichen axial orientiert, während die andere in bedeutendem Maße geneigt ist.The coupling 7 consists of two coupling halves 10 and 11 and a sliding wheel 12, all with asymmetrical beveled teeth 13, together. One tooth flank of the teeth 13 is essentially axial oriented, while the other is significantly inclined.

Der Neigungswinkel der geneigten Abschrägung wird in Abhängigkeit von dem Widerstand gewählt, der bei der Verschiebung des Schieberades 12! auf der Keilwellenverbindung entsteh!, und beträgt etwa 45°.The angle of inclination of the inclined bevel is selected depending on the resistance that when moving the sliding wheel 12! on the spline connection arise !, and is about 45 °.

Die Kupplungshälften 10 und 11, welche mit dem Zahnritzel 6 starr verbunden sind, sind an der Gewindespindel 4 gegen Längsverschiebungen gesichert angebracht, wobei die Abschrägungen der Zähne der Kupplungshälfte 10 gegenüber den Zähnen der Kupplungshälfte 11 nach entgegengesetzten Seiten geneigt sind. Das Schieberad 12 ist auf der Gewindespindel 4 zwischen den Kupplungshälften 10 und 11 auf einem Keilwellenabschnitt dieser Spindel verschiebbar angeordnet und weist ebenfalls asymmetrisch abgeschrägte Zähne auf; hierbei sind die Abschrägungen der Zähne, die sich an einer Stirnfläche dieses Schieberades befinden, entgegengesetzt zu den Abschrägungen der Zähne an der anderen Stirnfläche geneigt. Hierdurch ergibt sich eine Umsteuerung des A.btriebsdrehsinns, wenn das Schieberad 12 mit der einen oder der anderen Kupplungshälfte 10 bzw. 11 in Eingriff gebracht wird. Die Umkehrschaltungen der Kupplung 7 erfolgen mit Hilfe einer Umschlageinrichtung 14.The coupling halves 10 and 11, which are rigidly connected to the pinion 6, are on the threaded spindle 4 secured against longitudinal displacement, the bevels of the teeth of the Coupling half 10 inclined towards the teeth of the coupling half 11 on opposite sides are. The sliding wheel 12 is on the threaded spindle 4 between the coupling halves 10 and 11 on one Splined shaft section of this spindle is arranged displaceably and also has asymmetrically beveled Teeth open; here are the bevels of the teeth, which are located on one end face of this sliding wheel are inclined opposite to the bevels of the teeth on the other end face. Through this there is a reversal of the A.btriebsdrehsinns if the sliding wheel 12 with one or the other coupling half 10 or 11 is brought into engagement. The reverse circuits of the clutch 7 take place with the aid of a transfer device 14.

Diese Umschalteinrichtung 14 besteht aus einem Gabelhcbel 15, der auf einer in das Gehäuse 1 eingebauten Welle 16 starr angebracht ist. An den Enden des Hebels 15 sind Umschaltglieder 17 gelenkig aufgehängt, von f>< > denen jedes von zwei entgegengesetzten Seiten mittels Blattfedern 18 angedrückt wird.This switching device 14 consists of a fork lever 15, which is rigidly attached to a shaft 16 built into the housing 1. At the ends of the lever 15 switching elements 17 are hingedly suspended from f> < > each of which is pressed on from two opposite sides by means of leaf springs 18.

Beim Einspannen eines Werkstücks wird zunächst durch Drehen der Gewindespinde! 4 von Hand die Klemmbacke 2 bis zur Berührung mit dem Werkstück verschoben. Das Drehen der Spindel von Hand wird mit Hilfe eines Aufsteckschlüssels vorgenommen, welcher auf das Vierkantende 19 der Spindel 4 aufgesetzt wird.When clamping a workpiece, the first step is to turn the threaded spindle! 4 by hand die Clamping jaw 2 moved until it touches the workpiece. Turning the spindle by hand is done made with the help of a socket wrench, which is placed on the square end 19 of the spindle 4 will.

Um anschließend die Einspann- bzw. Lösebewegung der Spannbacke 2 hydraulisch durchzuführen, wird durch entsprechendes Drehen der Welle 16 der Umschaiteinrichtung 14 der Gabelhebel 15 in der gewünschten Richtung geschwenkt, zusammen mit ihm werden die Umschaltglieder 17 verschwenkt, welche das Schieberad 12 verschieben und an eine der Kupp- !ungshälften 10 und U andrücken. Hiernach wird mittels einer Steckverbindung 20 über ein Kabel der Elektromotor 21 der Pumpe 9 mit Strom versorgt.In order to then carry out the clamping or releasing movement of the clamping jaw 2 hydraulically, by rotating the shaft 16 of the switching device accordingly 14 of the fork lever 15 is pivoted in the desired direction, together with it the switching members 17 are pivoted, which move the sliding wheel 12 and press it against one of the coupling halves 10 and U. Hereafter, by means of a plug connection 20, the electric motor 21 of the pump 9 is supplied with power via a cable.

Unter Einwirkung der von der Pumpe 9 geförderten Druckflüssigkeit wird der Hydraulikzylinder 8 in Tätigkeit gesetzt, und die Zahnstange 5 beginnt, ihre hin- und hergehende Bewegung auszufünren. Hierbei ändert ein nicht dargestellter Hydraulikschieber am Ende jedes Hubs der Zahnstange 5 automatisch die Richtung des Druckflüssigkeitsstroms im Zylinder 8. Bei ihrer hin und hergehenden Bewegung wird die Stange 5 dem mit ihr kämmenden Zahnritzel 6 oszillierende Drehbewegungen mitteilen.Under the action of the pressure fluid delivered by the pump 9, the hydraulic cylinder 8 is activated is set, and the rack 5 starts to perform its reciprocating motion. This changes a hydraulic slide (not shown) at the end of each stroke of the rack 5 automatically sets the direction of the pressure fluid flow in the cylinder 8. When it moves back and forth, the rod 5 is with the communicate their meshing pinion 6 oscillating rotary movements.

Dank der Asymmetrie der Abschrägungen der Zähne der Kupplungshälften 10, 11 und des Schieberades 12, überträgt jede der Kupplungshälften 10 und 11 die Drehbewegung vom Zahnritzel 6 auf die Gewindespindel 4 in nur einer Richtung, und zwar in entgegengesetztem Sinne.Thanks to the asymmetry of the bevels of the teeth of the coupling halves 10, 11 and the sliding wheel 12, each of the coupling halves 10 and 11 transmits the Rotational movement from the pinion 6 to the threaded spindle 4 in only one direction, in the opposite direction Senses.

Dies erklärt sich dadurch, daß bei einem Drehsinn des Schieberades die axial orientierten Zahnflanken zum Tragen kommen und eine Mitnahme der Kupplungshälfte 10 bzw. 11 durch das Schieberad 12 bewirken, während beim entgegengesetzten Drehsinn des Schieberades die schrägen Zahnflanken aneinander abgleiten und das Schieberad gegenüber der Kupplungshälfte durchratscht. This is explained by the fact that the axially oriented tooth flanks in one direction of rotation of the sliding wheel come into play and cause the coupling half 10 or 11 to be carried along by the sliding wheel 12, while in the opposite direction of rotation of the sliding wheel, the inclined tooth flanks slide against each other and the sliding wheel rattles against the coupling half.

Dank der Feder 18 wird das Schieberad 12 jedesmal, wenn es mit der Kupplungshälfte 10 oder 11 außer Eingriff geht, wieder an die letztere angedrückt. Durch dieses intermittierende Arbeiten der Kupplung 7 vollführt die Spindel 4 eine aussetzende Drehbewegung, wobei sie eine unbegrenzte Verschiebung der Spannbacke 2 sicherstellt.Thanks to the spring 18, the sliding wheel 12 is every time it is disengaged from the coupling half 10 or 11 goes, pressed against the latter again. Through this intermittent work, the clutch 7 performs the spindle 4 an intermittent rotary movement, whereby it allows an unlimited displacement of the clamping jaw 2 ensures.

Nach dem Einspannen des Werkstücks wird die Steckverbindung 20 der Stromversorgung abgetrennt und die Pumpe hört mit ihrer Tätigkeit auf. Alsdann wird das Werkstück auf der Maschine bearbeitet.After the workpiece has been clamped, the plug connection 20 of the power supply is disconnected and the pump stops working. The workpiece is then processed on the machine.

Zum Ausspannen des Werkstücks nach Beendigung der Arbeit auf der Maschine wird mit Hilfe der Umschalteinrichtung 14 durch entsprechendes Drehen der Welle 16 die Kupplung umgesteuert. Das Zurückschieben der Klemmbacke 2 erfolgt im weiteren so wie es vorstehend beschrieben wurde.To unclamp the workpiece after finishing work on the machine, the switching device is used 14, the clutch is reversed by rotating the shaft 16 accordingly. Pushing back the clamping jaw 2 is carried out further as described above.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Drive device for the clamping jaw of a clamping device for workpieces on machine tools, with a threaded spindle used to move the clamping jaw to and fro, which can be rotated via a disengageable clutch by means of a toothed pinion, which is connected to the piston rod of a double-acting piston-cylinder unit, which is designed as a toothed rack is in tooth engagement, characterized in that the clutch is designed as an optionally reversible overrunning clutch, in which, in a manner known from reversible clutches, there is a sliding wheel between two coupling halves (10, 11) with teeth which are provided on the facing end faces and which are asymmetrically beveled in opposite directions (12) is movable back and forth, which engages with correspondingly designed teeth on both sides to transmit torque in one of the two coupling halves (10, 11), both coupling halves (10, 11) being rigidly connected to one another and to the pinion (6) and the slide berad by means of a splined shaft section of the threaded spindle (4) is rotatably and longitudinally displaceably seated on the latter and a switching device (14) is provided for its displacement, which keeps the sliding wheel (ϊ2) in a central free-wheeling position out of engagement with the coupling halves (10, 11) and it in each end position presses resiliently against one of the coupling halves (10 or 11) in such a way that the sliding wheel is entrained in one direction of rotation of the coupling half and the teeth sliding off without entrainment of the sliding wheel in the other direction of rotation.

2. clamping and adjusting device according to claim 1, characterized in that the switching device (14) a swiveling sliding fork (17) with leaf springs (18) arranged on both sides represents, which engages in a circumferential groove of the sliding wheel (12).