DE2364912A1

DE2364912A1 - Spannvorrichtung mit kraftverstaerker, insbesondere fuer einen maschinenschraubstock

Info

Publication number: DE2364912A1
Application number: DE2364912A
Authority: DE
Inventors: Peter Preisenhammer
Original assignee: Saurer Allma GmbH
Current assignee: Saurer Allma GmbH
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1973-12-28
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE2364912B2; DE2364912C3

Description

PATENTANWÄLTE 89 Augsburg 22, den 27). NOV. 1973

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dr. iNG. E. LlEBAU

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DIPU-ING. U. L_ltLD/\U (Bei Rückantwort bitte angeben)

Ihr Zeichen

Firma

Saure r-Allraa GmbH

Allgäuer Maschinenbau

8960 K e m ρ t e η Leonhardstraße 19

Spannvorrichtung mit-Kraftverstärker, insbesondere für einen Maschinenschraubstock

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit Kraftverstärker, insbesondere für einen Maschinenschraubstock, mit einem am einen Ende des Kraftverstärkers unter Wirkung einer Schubstange einschiebbaren Primärstempel und einem dabei am anderen Ende in gleicher Richtung heraustretenden Sekundärstempel.

Kraftverstärker mechanischer oder mechanisch-hydraulischer Bauart (vgl. DT-AS 1 281 369 bzw. DT-OS 2 060 881) haben den Nachteil, daß der Sekundärstempel einen verhältnismäßig kurzen Krafthub ausführt. Dies ist auf das Kraftübersetzungsverhältnis des Kraftverstärkers zurückzuführen. Da bei Maschinenschraubstöcken die Hubbewegung der Schubstange in der Regel durch die Drehbewegung einer Antriebsspindel erzeugt wird, ist es bei Maschinenschraubstocken üblich, den Kraftverstärker am hinteren Ende einer im Schraubstockunterteil verschraubbaren Hohlspindel anzuordnen, über eine Rast- oder Rutschkupplung ist dann die Antriebsspindel zunächst über das Gehäuse des Kraftverstärkers mit der Hohlspindel verbunden. Auf diese Weise kann bei Drehung der Antriebsspindel zunächst die Hohlspindel in dem Schraubstockunterteil verschraubt xmd dabei der mit der Hohlspindel verbundene Schieber des Schraubstockes zunächst über einen _

Telegr.-Adr.: ELPATENT — Augsburg Postscheckkonto München 86510-809 Deutsche Bonk AG Augsburg Kto.-Nr. 08/34

Bankleitzahl 720 700 01

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größeren Anstellweg verschoben werden, so lange, bis er an dem Werkstück anliegt. Da dann' die zur Betätigung der Antriebsspindel erforderliche Kraft ansteigt, löst die Rastoder Rutschkupplung aus und die Hohlspindel bleibt stehen. Bei weiterer Drehung der Antriebεspindel wird dann durch die Schubstange das Primärglied in den Kraftverstärker hineinbewegt während gleichzeitig das Sekundärglied aus dem Kraftverstärker austritt und über eine in der Hohlspindel angeordnete Druckstange eine hohe Spannkraft auf den Schieber ausübt. Abgesehen davon, daß das Drehen der Antriebsspindel von Hand, insbesondere bei Serienfertigung, umständlich ist, bestehen nicht unerhebliche Schwierigkeiten, wenn man die Antriebsspindel motorisch antreiben will. Es müßte nämlich stets ein Getriebe zwischen der Antriebsspindel und dem elektrisch- oder pneumatischangetriebenen Motor vorgesehen sein. Auch könnte durch die häufige und rasche Drehbewegung der Antriebs- sowohl der Hohlspindel ein erhöhter Verschleiß auftreten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung mit Kraftverstärker der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und hoher Lebensdauer bei motorischer Betätigung der Schubstange einen großen Anstellhub mit geringer Anstellkraft und am Ende des Anstellhubes den üblichen Krafthub mit großer Spannkraft aufweist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kraftverstärker in einem in YerSchieberichtung der Stempel und der Schubstange in einem Gehäuse gleitenden Schieber angeordnet ist, daß zwischen dem Schieber und dem Gehäuse mehrere Stützglieder vorgesehen sind, deren vordere Enden an dem Schieber angelenkt sind und deren hintere Enden über Je eine Lenkerverbindung mit einem auf der

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mittels eines. Pneumatik- oder Hydraulikzylinders angetriebenen Schubstange angeordneten Druckring verbunden sind, daß das vordere Ende der Schubstange bis zum Erreichen der vordex'en Endstellung des Schiebers mit Abstand von dem Primärstempel angeordnet ist, daß das Gehäuse an seiner dem Schieber zugekehrten Innenwandung,Aussparungen aufweist, in welche die hinteren Enden der Stützglieder bei Erreichen der vorderen Endstellung des Schiebers unter Wirkung der Schubstange ausschwenkbar sind und sich dort an einer Stützfläche jeder Aussparung nach hinten abstützen, und daß die Lenkerverbindung oder die Verbindung zwischen Druckring und Schubstange so ausgebildet ist, daß sich die Schubstange bei ausgeschwenkten Stützgliedern um den Hub des Primärstempeis ohne Bewegung der Stützglieder nach vorne verschieben läßt.

Die Erfindung geht also von dem Gedanken aus, den Kraftverstärker verschiebbar anzuordnen und ihn mittels der pneumatisch- oder hydraulisch-angetriebenen Schubstange, die auch zur Betätigung des Primärgliedes dient, hin und her zu schieben, wobei die Schubstange auch noch zur Betätigung einer Verriegelungsvorrichtung dient, die den Kraftverstärker in seiner vorderen Endstellung gegen Verschiebung nach hinten sichert. Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung ist verhältnismäßig einfach in ihrem Aufbau und zu ihrem Antrieb können einfache pneumatische oder hydraulische Zylinder verwendet_vwerden. Sie weist einen großen Anstellhub und zusätzlich^Qch einen kurzen Krafthub mit hoher Endkraft auf.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. ,

Die Erfindung ist in folgendem anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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_ Zj. _

Es zeigen:

ig. 1 einen Längsschnitt durch die Spannvorrichtung bei Erreichen der vorderen Endstellung des Schiebers

Fig. 2 einen Längsschnitt zu Beginn des Krafthubes

lig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel.

In der-Zeichnung ist mit 1 ein Kraftverstärker bezeichnet, der wie es in der DT-AS 1 281 369 beschrieben ist hydraulischer oder wie es in der DT-¹OS 2 060 881 gezeigt ist, mechanischer Art sein kann. Der Kraftverstärker weist einen Primärstempel 2 und einen Sekundärstempel 3 auf, die koaxial in ihrer Achsrichtung A zueinander verschiebbar angeordnet sind. Der Sekundärstempel 3 kann beispielsweise auf den Schieber eines Maschinerischraubstockes einwirken. Der Kraftverstärker 1 ist in einem Schieber 4 angeordnet, der seinerseits in einem zylindrischen Gehäuse 5 verschiebbar gelagert ist. Mit dem Primärstempel 2 wirkt das vordere Ende 6a einer Schubstange 6 zusammen,'die in ihrer Achsrichtung mittels eines nicht dargestellten pneumatischen oder hydraulischen Zylinders verschiebbar ist. Zwischen dem Schieber 4 und dem Gehäuse 5 ist eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die ebenfalls durch die Schubstange 6 betätigbar ist. Zu diesem Zweck sind am Umfang des Schiebers 4 gleichmäßig verteilt- zwei oder mehr Stützglieder 7> vorteilhaft drei, vorgesehen. Das vordere Ende 7^a jedes Stützgliedes ist gelenkig mit dem Schieber 1 verbunden. Im Prinzip könnte hierfür ein Gelenkbolzen vorgesehen sein. Vorteilhaft ist jedoch die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform, bei welcher die vorderen Enden 7^a der Stützglieder 7 de eine zylindrisch gekrümmte Stützfläche 7b aufweisen, mit der

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sie sich unmittelbar an einem Absatz 8 des Schiebers abstützen, so daß die Stützfläche beim Ausschwenken des Stütz-Gliedes auf dem Absatz mit Linienberührung abwälzt. Zur Sicherung der Stützglieder gegen Verschiebung ist zwischen der Stützfläche 7b und dem Absatz 8 je eine Stahlkugel 9 vorgesehen, die in entsprechende Bohrungen lose eingesetzt sind. Hierdurch können hohe Kräfte bei geringstmöglichem Verschleiß übertragen werden, da sich die Stützglieder auf dem Absatz 8 abwälzen.

Die hinteren Enden 7c der Stützglieder 7 sind über eine Lenkerverbindung 10, 11 mit einem auf der Stange 6 angeordneten Druckring 12 verbunden. Der eine am Druckring angelenkte und im wesentlichen parallel zur Achsrichtung A verlaufende Lenker 11 ist nur begrenzt gegenüber der Achsrichtung nach außen oder innen verschwenkbar. Die Bewegung nach außen wird durch die Gehäuseinnenwandung 13 begrenzt, während die Bewegung nach innen teils durch den Schieber 4· und teils auch durch den Lenker 7 begrenzt ist, wenn dieser sich gegen die Fläche 14- des Schiebers anlegt. Der andere am Stützglied 7 angelenkte Lenker 10 ist so bemessen, daß er bei ausgeschwenktem Stützglied im wesentlichen senkrecht zur Achsrichtung verläuft, wie es in.Fig. 2 dargestellt ist. Hierdurch kann sich die Schubstange, die sich während der Verschiebung des Schiebers in Abstand a von dem Primärstempel befindet, bei weiterer Bewegung nach vorn gegen den Primärstempel anlegen und dann auch den Primärstempel in den Kraftverstärker hineinbew.egen, wie es in Fig. 2 mit den strichpunktierten Linien angedeutet ist.

Zu dem gleichen Zweck ist bei' dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem "der Lenker 10 fehlt, der Lenker 9' direkt am Druckring 12' angelenkt. Der Druckring 12' ist gegenüber der Schubstange 6¹ verschiebbar.

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An seiner dem Primärstempel 2' abgewandten Seite greift eine sich an der Schubstange 6''abstützende Druckfeder 16 an, welche den Druckring 12' nach vorn gegen einen an der Schubstange vorgesehenen Anschlag 17 drückt.

Das Gehäuse 5 weist an seiner dem Schieber zugekehrten Innenwandung 13 im Bereich der Stützgli.eder Aussparungen auf, in welche die hinteren Enden der Stützglieder bei Erreichen der vorderen Endstellung des Schiebers 4- unter Wirkung der Schubstange 6 und der Lenkerverbindung 9» 10 bzw. 10' ausschwenkbar sind. Solange sich der Schieber 1 in einer zurückgezogenen Stellung befindet, liegen die Stützglieder 7 an der Innenwandung 13 des Schiebers an und können nicht nach außen schwenken. Sobald der Schieber seine vordere Endstellung erreicht, gelangen die Stützglieder 7 in den Bereich der Aussparungen und können dann nach außen ausschwenken, wenn der Sekundärst emp el auf Widerstand stößt. ITm im PaIIe des Fehlens eines solchen Widerstandes das vollständige Heraustreten des Schiebers aus dem Gehäuse zu verhindern, ist noch der Anschlagring 19 vorgesehen.

Die Wirkungsweise der neuen Spannvorrichtung ist folgende:

Durch Zurückziehen der Schubstange 6 in Richtung B kann der Schieber beliebig weit in das Gehäuse 5 nach rechts rürückgezogen werden, wobei diese Bewegung lediglich durch den Hub des Pneumatik- oder Hydraulik-Zylinders begrenzt ist. In dieser Stellung kann dann zwischen die weitgeöffneten Spann- ' backen des Schraubstockes ein Werkstück bequem eingelegt werden. Anschließend wird der Pneumatik- oder Hydraulik-Zylinder unter Druck gesetzt, wodurch sich die Schubstange 6 nach links verschiebt, über den Druckring 12 und die Lenkerverbindung 10, 11 wird der Schieber 4· ebenfalls nach links verschoben, wobei das vordere Ende 6a der Schubstange in Abstand a von dem Primärstempel 2 verbleibt.

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Bei Erreichen der vorderen Endstellung des Schiebers 4 können die Stützglieder 7, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, nach außen in die Aussparungen 18 ausschwenken, wobei dieses Ausschwenken durch die Lenkerverbindung -10, bewirkt wird. Das vordere Ende 6a der Schubstange 6 bewegt sich während des Ausschwenkens in Richtung auf den Primärstempel 2, während der Schieber 4 nunmehr ruht. Der Schieber befindet sich nunmehr in Spannstellung. Wird weiterhin eine Kraft auf die.Schubstange 6 ausgeübt, so wird der Primärstempel 2 in den Kraftverstärker 1 hineinbewegt. Hierbei entsteht eine in Richtung B nach hinten gerichtete Reaktionskraft auf das Gehäuse des Kraftverstärkers und diese überträgt sich auf den Schieber 4. Der Schieber 4 kann jedoch nicht nach hinten ausweichen, da sich die Stützglieder 7 an der hinteren Stützfläche 19 der Aussparung 18 abstützen. Beim Eindrücken des Primärstempels 2 tritt der Sekundärst emp el 3 aus dem Kraftverstärker 1 aus und.führt einen verhältnismäßig kleinen Krafthub mit ca. 1,1 mm Weg aus, wobei jedoch die vom Sekundärstempel abgegebene Kraft um das Übersetzungsverhältnis des Kraftverstärkers höher ist, als die Kraft der Schubstange. Auf diese Weise kann beispielsweise die Kraft der Schubstange gegenüber der Kraft des Sekundärstempeis 1:7 betragen. Es wird praktisch die gesamte Kraft der Schubstange 6 nach der Verriegelung ohne Verlust auf den Kraftverstärker übertragen, wobei jedoch die Schubstange durch die ausgeschwenkten Stützglieder von der Reaktionskraft des Kraftverstärkers völlig entlastet wird und voll auf den Kraftverstärker wirken kann.

Während bei dem Hineindrücken des Primär Stempels bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Lenker aus der voll ausgezeichneten Lage in die strichpunktiert dargestellte Lage verschwenkt wird, verbleibt bei dem in Pig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Lenker 10'

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und der Druckring· 12' in der dargestellten Lage, während sich die Schubstange 6' weiter nach vorne bewegt. Die Druckfeder 16 gibt hierbei nach.

'Während der Anstellweg des Schiebers A-.abhängig ist von dem Hub des Pneumatik- oder Hydraulikzylinders, ist der, Krafthub des Sekundärstempels stets konstant und verhältnismäßig klein. Es muß also dafür gesorgt werden, daß. sich der Schieber 4 in seiner vorderen Endstellung befindet, wenn der Krafthub benötigt wird, d.h. wenn beispielsweise die bewegliche Spannbacke des Schraubstockes an dem Werkstück anliegt. Um hier eine Regulierung vornehmen zu können, ist das Gehäuse 5 mittels eines-Feingewindes 20 einstellbar. Zu diesem Zweck dienen die beiden beidseitig des Widerlagers 21 vorgesehenen Muttern 22.

Die Anwendung der neuen Spannvorrichtung ist nicht auf Haschinenschraubstöcke beschränkt. So kann sie unabhängig von einem Schraubstock zum Spannen eines Werkstückes, als Verschluß an Spritzwerkzeugen, beim Folien- und Prägestanzen sowie in sämtlichen Fällen verwendet \irerden, wo ein größerer Anstellhub mit kleiner Anstellkraft und ein kleiner Krafthub mit großer Endkraft erforderlich ist.

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Claims

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Patentansprüche

-: 1.λ Spannvorrichtung mit Kraftverstärker, insbesondere für / einen Maschinenschraubstock, mit einem am einen Ende des Krti ftverstärkers unter Wirkung einer Schubstange einschiebbaren Primärstempel und einem dabei am anderen Ende in gleicher Richtung heraustretenden Sekundärstempel, dadurch gekennzeichnet , daß der Kraftverstärker (1) in einem in Verschieberichtung der Stempel (2,5*2') und dei Schubstange (6,6') in einem Gehäuse (5) gleitenden Schieber (4) angeordnet ist, daß zwischen dem Schieber (4) und dem Gehäuse (5) mehrere Stützglieder (7) vorgesehen sind, deren vordere Enden (7a) an dem Schieber (4-) angelenkt sind und deren hintere Enden (7c) über je eine Lenkerverbindung (10,11,10') mit einem auf der mittels eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders angetriebenen Schubstange (6,6') angeordneten Druckring (12,12') verbunden sind, daß das vordere Ende (6a) der Schubstange (6,6') bis zum Erreichen der vorderen Endstellung des Schiebers (^zl-) mit Abstand (a) von dem Primärstempel (2) angeordnet ist, daß das Gehäuse (5) an seiner dem Schieber (4-) zugekehrten Innenwandung (13) Aussparungen (18) aufweist, in welche die hinteren Enden (7c) der Stützglieder (7) bei Erreichen der vorderen Endstellung des Schiebers (4-) unter Wirkung der Schubstange (6) ausschwenkbar sind und sich dort an einer Stützfläche (19) jeder' Aussparung (18) nach hinten abstützen, und daß die Lenkerverbindung (10,11) oder die Verbindung zwisehen Druekring (12*) und Schubstange (6¹) so ausgebildet ist, daß sich die Schubstange (6,6') bei ausgeschwenkten Stützgliedern (7) um den Hub des Primärsteinpels (2) ohne Bewegung der Stützglieder nach vorne verschieben läßt«

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lenkerverbindung (10,11) aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Lenkern besteht, von denen der eine am Druckring (12) angelenkte und im wesentlichen parallel zur Achsrichtung verlaufende Lenker (11) nur begrenzt gegenüber der Achsrichtung nach außen oder innen verschwenkbar ist, während der andere am Stützglied (7) angelenkte Lenker (10) so bemessen ist, daß er bei ausgeschwenktem Stützglied (7) im wesentlichen senkrecht zur Achsrichtung (A) verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ©kennzeichnet , daß der Druckring (12') verschiebbar . auf der Schubstange (6V) angeordnet ist und an seiner dem Primärstempel (2¹) abgewandten Seite eine an der Schubstange abgestützte Druckfeder (16) angreift, welche den Druckring nach vorn gegen einen an der Schubstange vorgesehenen Anschlag (17) drückt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die vorderen Enden (7^a) der Stütz-.glieder (7) ü'e eine zylindrisch gekrümmte Stützfläche (7t>) aufweisen, mit der sie sich unmittelbar an einem Absatz (8) des Schiebers (4) abstützen, so daß die Stützfläche (Tb-) beim Ausschwenken des Stützgliedes auf dem Absatz (8) mit Linienberührung abwälzt.
5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zur Sicherung der Stützglieder (7) zwischen Stützfläche (7t>) und Absatz (8) je eine Stahlkugel (9) in entsprechende Bohrungen lose eingesetzt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) mittels eines Feingewindes (20) in Achsrichtung (A) der Schubstange (6) verstellbar ist.

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