DE2249506B2 - Pneumatisch betätigbarer Schraubstock - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen pneumatisch betätigbaren Schraubstock zum Festsetzen von Werkstücken mit hohem Blockierungsdruck, mit einer fest mit der Schraubstock-Grundplatte verbundenen festen Backe und einer relativ dazu beweglichen Backe, die auf einem auf Führungen bewegbaren Schraubstockteil befestigt ist, sowie mit einer Schraubenspindel für große Relativbewegungen des bewegbaren Schraubstocktei- les und mit einer pneumatisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit, deren Kolbenstange an einem Ende einen Keil trägt, durch dessen Bewegung mit der Kolbenstange in der einen Richtung der bewegbare Schraubstockteil mit der bewegliehen Backe bei einer verhältnismäßig kleinen Relativbewegung zur festen Backe in die Blockierungsstellung bewegbar ist, wobei dieser bewegbare Schraubstockteil beim Zurückziehen des Keiles unter Federkraft in seine Ausgangslage zuplickführbar ist.

Es werden heutzutage Schraubstöcke zum vorübergehenden Festspannen von Werkstücken verwendet, wobei der Druck beispielsweise mit Hilfe von Luft oder Flüssigkeiten erzeugt wird. Druckluft weist bei zahlreichen Vorteilen den Nachteil auf, daß sie normalerweise nur mit relativ niedrigen Drücken (im allgemeinen etwa 6 bis 8 atü) verfügbar ist Um mit derartigen Drücken einen verhältnismäßig hohen Blockierungsdruck für Werkstücke erreichen zu können, wären Zylinder mit großen Abmessungen erforderlich, und zwar solche, die in Schraubstecken oder Werkzeugen von relativ gerin gen Ausmaßen nicht verwendet werden können.

Aus diesem Grunde hat man verschiedene Ausführungsformen entwickelt, bei denen zwischen einer pneumatisch betätigbaren Zylinder- Kolben-Fnheit und dem bewegbaren Schraubstockteil ein Hub-Verminde rungssystem vorgesehen wird, durch das der Hub des bewegbaren Schraubstockteiles im Vergleich zu dem des Kolbens herabgesetzt und zugleich der Hub- bzw Blockierungsdruck des genannten Schraubstockteües im umgekehrten Verhältnis erhöht wird.

Bei einer aus der GB-PS 805 923 bekannten schraub stockähnlichen Vorrichtung handelt es sich in der Hauptsache um ein tragbares Biegpger-ä! mit /W₁-. Spannbacken, von denen die bewegliche Spannbar auf äußerst komplizierte Weise über einen StoL'.. einen Doppelhebel und einen Nockenvorsprung ι ■ einer Zylinder-Kolben-Einheit in Verbindung sie: Diese an sich äußerst komplizierte und aufwend; Ausführungsform wirkt besonders klobig und unha: lieh, wenn man die Spannbacken und die zur Bewegm der beweglichen Spannbacke notwendigen Einriß tungsteile miteinander vergleicht

Eine ebenfalls verhältnismäßig weit vom Ann.e dungsgegenstand entfernt liegende Ausführungsioi zeigt die GB-PS 645 646, bei der ein Werkstück v, zwei um einen Drehpunkt schwenkbaren Backen fts· gespannt wird, die das Werkstück mit hakenartig! Nasen von oben her erfassen. Diese beiden nach Λ eines geraden Doppelhebelarmes ausgebildeten Spar:. backen sind an ihren unteren Enden an je einem Hebe; arm von zwei weiteren, winklig ausgeführten Doppe i hebelarmen angelenkt, deren andere Hebelarmende! mit den keilförmigen Flächen eines Nockens zusammenwirken, der am Ende einer Kolbenstange einer Zvlinder-Kolben-Einheit angebracht ist. Die Blockie rungskräfte dieser bekannten Ausführung sind stark bc grenzt; die ständige Beanspruchung der Gelenkteile der vorgesehenen Verbindungshebel ruft einen erhöh ten Verschleiß und somit eine ständig zunehmende Un genauigkeit zumindest einiger Schraubstockteile her vor.

Aus der GB-PS 1 196 415 ist ferner ein druckmittelbetätigter Schraubstock bekannt, bei dem Klemmbak ken vorgesehen sind, die durch die Bewegung eines Kolbens aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. Zu diesem Zweck ist die eine Backe direkt mit der Kolbenstange verbunden, während die relativ dazu bewegbaren anderen Backen über an den Enden mit Schrägflächen versehene Klingen od. dgl., über Rollen sowie über weitere entgegengesetzt zu den Klingen bewegbare und ebenfalls mit Schrägflächen versehene Platten od. dgl. indirekt von der Kolbenstange bewegt werden. Diese von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung stark unterschiedliche Ausführungsform ist konstruktiv aufwendig, verschleißanfäliig und weist eine relativ große Gesamtbaulänge auf.

Eine andere bekannte Ausführungsform (vgl. GB-PS 614 816) besitzt eine mit der Grundplatte fest verbundene obere Backe und eine darunterliegende, in Richtung auf die feste Backe bewegliche Backe, die bei-

spielsweise an einer Räche eines Keiles befestigt ist. Dieser Keil ist am Ende einer Kolbenstange angebracht und unter Abstützung auf der Grundplatte durch die Bewegung eines Kolbens quer zur Klemmrichtung des Schraubstockes verschiebbar, so daß sich dabei 5 dann die bewegliche Backe in gleicher Richtung bewegt und durch die Keilwirkung gleichzeitig in Richtung auf die feste Backe bewegt wird. Diese bekannte Ausführungsform bietet insgesamt nur eine kurze Versiellmöglichkeit; auf Grund der Anordnung insbesondere der verstellbaren Einstellteile zueinander besteht hier in starkem Maße die Gefahr, daß sich relativ zueinander verschiebbare Flächen miteinander verklemmen.

Weiterhin ist ein pneumatisch betätigbarer Schraubstock mit fester Backe und bewegbarer Backe bekannt, der mittels einer Schraubenspindel grob eingestellt und mittels eines pneumatisch betätigten Kolbens ein eingesetztes Werkstück bei kurzem Bewegungshub der beweglichen Backe festspannen kann. Der Kolben ist zu diesem Zweck Ober seine Kolbenstange mit einem relativ schlanken Keil fest verbunden, dessen Keüfläche in Verlängerung der Kolbenstange 'erläuft und mit einem Ende eines Winkelhebels zusammenwirkt, durch dessen anderes Ende die bewegbare Backe in einer Richtung parallel zur Achse der Kolbenstange hin- und herverschiebbar ist, wobei das Festklemmen der beweglichen Backe an dem Werkstück durch ein Zurückziehen des Kolbens und somit des Keiles erfolgt. Bei dieser sehr indirekten Übertragung des Kolbendruckes 3c auf die bewegliche Backe ergibt sich ein komplizierter Aufbau mit vielen verschleißanfälligen Teilen; hinzu kommt noch die unerwünscht große Gesamtbaulänge des Schraubstockes auf Grund der Anordnung der Zylinder-Kolben-Einheit.

Bei einer anderen bekannten Schraubstock-Ausführung der eingangs genannten Art (vgl. US-PS 2 335 743) ist die feste Schraubstockbacke im mittleren Bereich des Schraubstockes fest mit der Grundplatte verbunden. Zwischen dieser festen Backe und dem einen Ende des Schraubstockes befindet sich die auf Führungen bewegliche Backe, die mittels einer Schraubenspindel grob eingestellt werden kann. Auf der der beweglichen Backe entgegengesetzten Seite von der festen Backe ist am anderen Ende des Schraubstockes eine pneumatisch betätigbare Zylinder·Kolben-Einheit angeordnet, deren Achse etwa parallel zur Achse der erwähnten Führungen liegt, so daß der Kolben in Längsrichtung des Schraubstockes arbeitet. Am äußeren Ende der Kolbenstange befindet sich ein Kopf, der im wesentlichen V-Form besitzt und dessen zu beiden Seiten der Längsachse befindlichen Keilflächen so ausgebildet sind, daß sie zwei aneinander anschließende Teil-Keilflächen mit unterschiedlichem Keilwinkel besitzen. Jede Keüfläche wirkt über eine Rolle auf einen Arm eines Doppelhebels, der mit seinem anderen Hebelarm auf eine Querstrebe wirkt, die fest mit der Schraubenspindel verbunden ist. Auf diese Weise werden bei Vorwärtsbewegung des Doppelkeiles (mit der Kolbenstange) die Hebelarme auseinandergedrückt, so daß dann durch die Verbindungsglieder der bewegbare Schraubslockteil mit der beweglichen Backe auf die feste Backe zu bewegt wird. In der hohl ausgeführten Schraubenspindel befindet sich ferner eine Schraubenfeder, durch die der bewegbare Schraubslockteil beim Zurückziehen der Kolbenstange selbsttätig in die Ausgangslage zurückgeführt wird.

Ähnlich ist auci". der aus der US-PS 2 443 775 ( = GB-PS 593 894) bekannte Schraubstock aufgebaut Hierbei ist jedoch die feste Backe am Ende des Schraubstockes vorgesehen, während sich die bewegliche Backe mit dem zugehörigen Schraubstockteil zwischen der festen Backe und der Zylinder-Kolben-Einheit befindet. Ferner wirken hierbei die kurzen Hebelarme des Doppelhebels zunächst auf Zylinder-Bolzen, die dann ihrerseits eine Relativbewegung des bewegbaren Schraubstockteiles in Richtung auf die fette Eacke bewirken.

Beide zuletzt genannten bekannten Ausführungsformen besitzen im wesentlichen die gleichen Nachteile: Durch die Ausbildung und Anordnung der Doppelhebel und der Doppelkeile ergibt sich ein beträchtlicher konstruktiver Aufwand, der bei der zuerst genannten Ausführungsform noch durch die Ausbildung der Schraubenspindel mit der daran vorgesehenen Schraubenfeder und den zugehörigen Verbindungen zum Doppel keil erhöht wird. Nachteilig erweist sich außerdem wiederum, daß die Gelenkachsen der Doppe'hebel bei ständigem Gebrauch und verhältnismäßig großen Belastungen ein immer größec werdendes Spiel erhalten, so daß dadurch der ganze Schraubstock seine gewünschte Genauigkeit verliert. Auch bei fliesen bekannten Schraubstöcken ergibt sich durch die Anordnung der Zylinder-Kolben-Einheit in Längsrichtung des Schraubstockes eine unerwünscht große Gesamtbaulänge.

Ein Schraubstock der eingangs genannten Art wird im allgemeinen vorteilhaft dort verwendet, wo es um ein schnelles Ein- und Ausspannen von etwa gleich großen Werkstücken geht. Aus diesem Grunde wird mit der Schraubenspindel zunächst eine Grobeinstellung der Relativlage zwischen den beiden Spannbacken vorgenommen, und zwar so, daß die Werkstücke in der nicht blockierten Stellung des Schraubstockes sich zwar leicht einsetzen und herausnehmen lassen, daß jedoch andererseits nur eine relativ geringe Verschiebebewegung der beweglichen Backe hin zur festen Backe erforderlich ist, um das Werkstück zu blockieren. Derartige Schraubstücke haben sich vor allem bei der Serienfertigung von Werkstücken als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei jedoch stets die Möglichkeit besteht, mit Hilfe der Schraubenspindeln die Grundeinstellung der beiden Backen zueinander im Hinblick auf ein anderes Werkstück zu verstellen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführungsformen einen pneumatisch betätigbaren Schraubstock der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich vor allem durch seine bauliche Einfachheit und durch seine hohe Wirksamkeit auszeichnet

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß sich die Achsen der den Keil bewegenden Zylinder-Kolben-^C.inheit und der Führjngen des bewegbaren Schraubstockteiles schneiden, de- Keil direkt auf den mit der beweglichen Backe versehenen bewegbaren Schraubstockteil wirkt und der gewählte Keilwinkcl den Sciiubdruck des Keiles im umgekehrten Verhältnis zum Tangens dieses Winkeis erhöht.

Während bei den oben aufgeführten bekannten Schraubstöcken vielfach aufwendige Hebelsysteme zwischen dem die bewegliche Backe tragenden bewegbaren Schraubstockteil und der Kolbenstange erforderlich sind, wirkt bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Keil direkt auf den bewegbaren Schraubstockteil, was gegenüber den vergleichbaren bekannten Ausführungen bereits eine erhebliche konsiruktive Vereinfachung darstellt. Durch die Wahl des

Keilwinkels kann dabei der jeweils erforderliche Schubdruck des Keiles mit sehr einfacher Mitteln beeinflußt werden. Wesentlich ist hierbei jedoch noch, daß sich die Achsen der den Keil bewegenden Zylinder-Kolben-Einheit und der Führungen schneiden, so daß der Keil rechtwinklig oder schräg zur Bewegungsrichtung des beweglichen Schraubstockteiles, der die bewegliche Backe trägt, verschoben wird. Dies bedeutet, daß für die Verschiebung des Keiles und somit für den Blockierungsdruck der beweglichen Backe eine verhältnismäßig geringe Kolbenschubkraft erforderlich ist, was wiederum zu einer relativ kleinen Zylinder-Kolben-Einheit führt.

Betrachtet man weiterhin die Bauform des erfindungsgemäßen Schraubstockes, so läßt sich erkennen, daß dieser Schraubstock mit einer verhältnismäßig kleinen Gesamtlänge ausgeführt werden kann, was jedoch nicht auf Kosten einer sperrigen B?uform erfolgen muß, denn — wie bereits erwähnt — zur Erzielung des notwendigen Blockierungsdruckes genügt eine verhältnismäßig kleine Zylinder-Kolben-Einheit; im übrigen besteht die Möglichkeit, die Zylinder-Kolben-Einheit an einer Schraubstockseite anzubringen, an der sie nicht stört, so daß die Zugänglichkeit zum Schraubstock noch weiter verbessert werden kann.

Die direkte Kraftübertragung durch die Keilfläche hat sich in der Praxis als vollkommen ausreichend erwiesen, zumal auf Grund der günstigen Grobeinstellmöglichkeiten und der dadurch verhältnismäßig kleinen zu überbrückenden Entfernung zwischen beweglicher Backe und Werkstück nur ein verhältnismäßig kleiner Keilwinkel ausreicht, der dann jedoch einen äußerst großen Schubdruck hervorruft. Der gewählte Keilwinkel kann ohne Schwierigkeiten dem jeweils gewünschten Einsatzzweck bzw. Blockierungsdruck angepaßt sein, wobei außerdem die Möglichkeit besteht, bei Bedarf den Keil auszuwechseln, was auf einfache Weise erfolgen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein zweiteiliger beweglicher Schraubstockteil vorgesehen sein, der ein in geeigneter Stellung blockierbares Widerlager, das die mit dem Keil verbundene pneumatische Zylinder-Kolben-Einheit trägt, und einen die bewegliche Backe tragenden Backenträger enthält der mit dem Widerlager durch eine elastische Feder in Verbindung steht und unter direkter Einwirkung des Keiles bewcebar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausfühmngsform ist es ferner zweckmäßig, wenn der Keil mit rollender Reibberührung abgestützt ist, was beispielsweise durch Rollen, Kugeln od. dgl. erfolgen kann, wodurch in jedem Falle die Gefahr vermieden wird, daß sich die Keilfläche und die damit in Berührung stehenden Flächen des übrigen Schraubstockes festsetzen, wie es bei nur gleitender Reibung der Fall sein kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht (entsprechend der Schnittlinie A-A in F i g. 2) eines erfindungsgemäßen Schraubstockes,

F i g. 2 eine !eilweise geschnittene Aufsicht (entlang der Linie B-Bm Fig.!) aut den Schraubstock,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie C-C in F i g- 2.

Der in der Zeichnung veranschaulichte erfindungsgemäße Schraubstock enthält eine Grundplatte 1, die an ihrem einen Ende eine feste Backe 2 und auf ihrer Oberseite Laufbahnen für Führungen 3 trägt, auf denen der bewegliche Schraubstockteil läuft, der eine bewegliche Backe 4 trägt. Der auf den Führungen 3 laufende, bewegliche Schraubstockseil ist zweiteilig ausgeführt und enthält ein den einen Teil bildendes Widerlager 5 und einen den zweiten Teil darstellenden Backenträger ίο 6; beide Teile sind durch eine Feder 7 miteinander verbunden. Das Widerlager fi enthält eine in rechtwinkliger Stellung zu den Führungen 3 angeordnete pneumatische Zylinder-Kolben-Einheit 8 mit einer Kolbenstange 9, an derem Ende ein Keil 10 — beispielsweise durch Verschraubung — befestigt ist. Der Keil 10 besitzt einen relativ kleinen Keilwinkel a.

Außerdem enthält das Widerlager 5 eine Rolle 11, die an der Rückseite des Keiles 10 anliegt und dazu dient, den Keildruck aufzunehmen und die Reibung an der Rückseite des Keiles 10 herabzusetzen.

Der Backenträger 6, der die bewegliche Backe 4 trägt, enthält eine Rolle 12, die der Rolle 11 entspricht und dazu dient, den Schubdruck des Keiles aufzunehmen und die Reibung an der Schrägen Kcilflächc zu vermindern, wobei diese schräge Keilfläche eine Berührungstfäche bzw. Berührungslinie bildet, die als Tangente an der Rolle 12 anliegt und durch ihre Schräglage den Keilwinkel a bestimmt.

Ferner ist in üblicher Weise eine Schraubenspindel 13 für große Annäherungs- und Entfernungsbewegungen der Backen 2 und 4 zueinander vorgesehen. Bei Nichtbetätigung der Schraubenspindel 13 vsrklemmt sich das Widerlager 5 in seiner Stellung, wobei dann nur der Backenträger 6 durch die Zylinder-Kolben-Einheit 8 und den Keil 10 tatsächlich bewegt werden können.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Schraubstokkes dürfte somit klar sein: Wenn das Widerlager 5 auf den Führungen 3 blockiert ist und Druckluft in die äußere Kammer der Zylinder-Kolben-Einheit 8 eingeführt wird, dann wird der sich auf der Rolle 11 abstützende Keil 10 durch die Kolbenstange 9 verschoben, so daß entgegen der Wirkung des Federelementes 7 der die bewegliche Backe 4 tragende Backenträger 6 des beweglichen Schraubstockteiles über die Rolle 12 verschoben wird, wodurch eine Annäherung der beiden Schraubstockbacken 2 und 4 erreicht und somit ein dazwischen eingelegtes Werkstück blockiert wird

Bei dem erfindungsgemäßen Schraubstock wird also die Wirkung der pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheit durch die Anordnung des Keiles 10 im umgekehrten proportionalen Verhältnis zur Größe des Keilwinkels a verstärkt

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ab-Wandlungen möglich. So kann beispielsweise die rollende Reibung statt durch die Rollen 11 und 12 auch durch Mehrfachrollen, durch Rollen- bzw. Kugellagerungen oder durch beliebige andere geeignete Systeme erzeugt werden. Außerdem braucht die pneumatische Zylinder-Kolben-Einheit nicht unbedingt rechtwinklig zu den Führungen für den beweglichen Schraubstockteil angeordnet zu sein, sondern die Achsen von Zylinder-Kolben-Einheit und Führungen könnten auch schräg zueinander liegen.
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Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Pneumatisch betätigbarer Schraubstock zum Festsetzen von Werkstücken mit hohem Blockierungsdruck mit einer fest mit der Schraubstock-Grundplatte verbundenen festen Backe und einer relativ dazu beweglichen Backe, die auf einem auf Führungen bewegbaren Schraubstockteil befestigt ist, sowie mit einer Schraubenspindel für große Relativbewegungen des bewegbaren Schraubstockteiles und mit einer pneumatisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit, deren Kolbenstange an einem Ende einen Keil trägt, durch dessen Bewegung mit der Kolbenstange in der einen Richtung der beweg- bare Schraubstockteil mit der beweglichen Backe be' einer verhältnismäßig kleinen Relativbewegung zur festen Backe in die Blockierungsstellung bewegbar ist, wobei dieser bewegbare Schraubstockteil beim Zurückziehen des Keiles unter Federkraft in seine Ausgangslage zurückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achsen der den Keil (10) bewegenden Zylinder-Kolben-Einheit (8) und der Führungen (3) des bewegbaren Schraubstockteiles schneiden, der Keil (10) direkt auf den mit der beweglichen Backe (4) versehenen bewegbaren Schraubstockteil (6) wirkt und der gewählte Keilwinkel (a) den Schubdruck des Keiles im umgekehrten Verhältnis zum Tangens dieses Winkels erhöht.

2. Schraubstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiteiliger beweglicher Schraubstockteil vorgesehen ist, der ein in geeigneter Stellung blockierbar es Widerlager (5), das die mit dem Keil (10) verbundene pneumatische Zylinder-Kolben-Einheit (8) trägt, uno einen die bewegliche Backe (4) tragenden Backenträger (6) enthält, der mit dem Widerlager durch eine elastische Feder (7) in Verbindung steht und unter direkter Einwirkung des Keiles bewegbar ist

3. Schraubstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (10) mit rollender Reibberührung (z. B. Rollen 11,12) abgestützt ist.