DE2364912C3 - Spannvorrichtung, insbesondere für einen Maschinenschraubstock - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere für einen Maschinenschraubstock mit einem in einem stationären Teil axial beweglichen Gehäuse angeordneten Kraftverstärker, mit einem am Ende des Kraftverstärkers unter Wirkung einer Schubstange einschiebbaren Primärstempel und einem dabei am anderen Ende in gleicher Richtung heraustretenden Sekundärstempel, sowie mit einer bei Anlage des Spannteiles am Werkstück sperrend wirkenden Einrichtung des Gehäuses gegenüber dem siationären Teil.

Bei einer derartigen bekannten Spannvorrichtung ■-, (DE-OS 20 60 881) ist das axial bewegliche Gehäuse am Ende einer Hohlspindel angeordnet, die in der Spindelmutter eines Schraubstockes, welche das stationäre Teil bildet, verschraubbar ist. Sobald das Spannteil des Schraubstockes, nämlich der bewegliche Spannbakken, an dem Werkstück anliegt, wirken die ineinandergreifenden Gewinde von Hohlspindel und Spindelmutter durch Selbsthemmung in axialer Richtung sperrend. Das Gehäuse, welches mittels einer Handkurbel drehend angetrieben wurde, läßt sich dann nicht weiter drehen. Bei Überschreiten eines gewissen Drehmomentes rastet eine Drehmomentkupplung aus, und es läßt sich dann eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Antriebsspindel weiterdrehen. Diese verschiebt eine Schubstange in axialer Richtung, die dann den

M Primärstempel in den Kraftverstärker einschiebt, wobei am anderen Ende in gleicher Richtung der Sekundärstempel austritt und über eine in der Hohlspindel angeordnete Druckstange auf das Spannteil einen hohen Spanndruck ausübt.

r> Bei Kraftverstärkern mechanischer oder mechanischhydraulischer Bauart, wie sie in Spannvorrichtungen insbesondere für Maschinenschraubstöcke verwendet werden (vergleiche auch DE-AS 12 81 369), führt der Sekundärstempel einen verhältnismäßig kurzen Krafthub aus. Dies ist auf das Kraftübersetzungsverhältnis des Kraftverstärkers zurückzuführen. Dieser kurze Krafthub, der nur 2 —3 mm beträgt, ist zu klein, damit Werkstücke bequem zwischen die Spanneinrichtung eingesetzt bzw. wieder herausgenommen werden

I) können. Aus diesem Grund sind bei bekannten Spannvorrichtungen die Kraftverstärker in der Regel, wie es oben beschrieben wurde, in einem am hinteren Ende einer in der Spindelmutter eines Schraubstockunterteiles «erschraubbaren Hohlspindel angeordnet. Um

ι» das Spannteil zunächst über einen größeren Ansteliweg (Anstellhub) so lange zu verschieben, bis es an dem Werkstück anliegt, ist es bei den bekannten Spannvorrichtungen erforderlich, das Gehäuse mit der Hohlspindel zu drehen. Abgesehen davon, daß das Drehen des

f> Gehäuses von Hand, insbesondere bei Serienfertigung, umständlich ist, bestehen nicht unerhebliche Schwierigkeiten, wenn man das Gehäuse motorisch antreiben will. Es müßte nämlich stets ein Getriebe zwischen dem Gehäuse und einem elektrisch oder pneumatisch

^r>o angetriebenen Motor vorgesehen sein. Infolge dieses Getriebes und des Gewindes zwischen Hohlspindel und Spindelmutter erfolgt der Anstellhub verhältnismäßig langsam, wobei auch durch die häufige Drehbewegung der Hohlspindel ein erhöhter Verschleiß auftreten kann.

V) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung, insbesondere für einen Maschinenschraubstock, der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und hoher Lebensdauer bei motorischer Betätigung der Schubstange einen großen

wi Anstellhub mit geringer Anstellkraft und am Ende des Anstellhubes den üblichen Krafthub mit großer Spannkraft aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Gehäuse in dem stationären Teil verschiebbar angeord-

''· net ist und daß als Sperreinrichtung zwischen dem Gehäuse und dem stationären Teil mehrere Stützglieder vorgesehen sind, deren vordere Enden an dem Gehäuse angelenkt sind und deren hintere Enden über je eine

Lenkerverbindung mit einem auf der hin- und hergehenden Schubstange angeordneten Druckring verbunden sind, daß das stationäre Teil in seiner dem Gehäuse zugekehrten Innenwandung Aussparungen aufweist, in welche die hinteren Enden der Stützglieder bei Erreichen der vorderen Endstellung des Gehäuses unter Wirkung der Schubstange schwenkbar einrasten und daß die Lenkerverbindung oder die Verbindung zwischen Druckring und Schubstange axial nachgiebig ausgebildet ist, so daß sich die Schubstange bei eingerasteten Stützgliedern um den Hub des Primärstempels ohne Bewegung der Stützglieder nach vorn verschieben läßt

Die Erfindung geht also von dem Gedanken aus, das den Kraftverstärker umgebende Gehäuse axial verschiebbar anzuordnen und es mittels einer pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Schubstange, die auch zur Betätigung des Primärgliedes dient, hin- und herzuschieben. Bei Erreichen der vorderen i£ndstellung des Gehäuses schwenken die hinteren Enden der Stützglieder selbsttätig in ihre Sperrstellung aus und rasten an dem stationären Teil ein. Das verschiebbare Gehäuse ist damit in axialer Richtung gesperrt und kann nunmehr die beim Krafthub auftretenden hohen Spannkräfte aufnehmen. Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung ist dabei verhältnismäßig einfach in ihrem Aufbau, und zu ihrem Antrieb können einfache, pneumatische oder hydraulische Zylinder verwendet werden. Sie weist den gewünschten großen Anstellhub und zusätzlich noch den kurzen Krafthub mit hoher Endkraft (Spannkraft) auf. Da während des Anstellhubes das Gehäuse nur axial verschoben wird, kann dieser Anstellhub verhältnismäßig rasch erfolgen, wobei auch der Verschleiß auf ein Minimum verringert ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Längsschnitt durch die Spannvorrichtung bei Erreichen der vorderen Endstellung des Gehäuses,

F i g. 2 einen Längsschnitt zu Beginn des Krafthubes,

Fig.3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Kraftverstärker bezeichnet, der, wie es in der DE-AS 12 81369 beschrieben ist, hydraulischer oder, wie es in der DE-OS 20 60 881 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 nicht dargestellten Schieber eines Maschinenschraubstockes einwirken, der das eigentliche Spannteil bildet. Der Kraftverstärker 1 ist in einem Gehäuse 4 angeordnet, das seinerseits in einem stationären, zylindrischen Teil 5 axial verschiebbar 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 Gehäuse 4 und dem stationären Teil 5 ist eine Sperreinrichtung vorgesehen, die ebenfalls durch die Schubstange 6 betätigbar ist. Zu diesem Zweck sind am Umfang des Gehäuses 4 gleichmäßig verteilt zwei, drei oder mehr Stützglieder 7 vorgesehen. Das vordere Ende 7a jedes Stützgliedes ist gelenkig mit dem Gehäuse 4 verbunden. Hierfür weisen die vorderen Enden 7a der Stützglieder 7 je eine zylindrisch gekrümmte Stützfläche Tb auf, mit der sie sich unmittelbar an einem Absatz 8 des Gehäuses abstützen, so daß die Stützfläche beim Ausschwenken des Stützgliedes auf dem Absatz mit Linienberührung abwälzt. Zur Sicherung der Stützglieder gegen Verschiebung ist zwischen der Stützfläche Tb 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 je eine Lenkerverbindung 10, 11 mit einem auf der Schubstange 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 Innenwandung 13 des stationären Teiles 5 begrenzt, während die Bewegung nach innen teils durch das Gehäuse 4 und teils auch durch den Lenker 7 begrenzt ist, wenn dieser sich gegen die Fläche 14 des Gehäuses 4 anlegt. Der andere am Stützglied 7 angelenkte Lenker 10 ist so bemessen, daß er bei ausgeschwenktem und eingerastetem Stützglied 7 im wesentlichen senkrecht zur Achsrichtung verschwenkt ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Hierdurch kann sich die Schubstange, die sich während der Verschiebung des Gehäuses 4 in Abstand a von dem Primärstempel 2 befindet, bei weiterer Bewegung nach vorn gegen den Primärstempel 2 anlegen und dann auch den Primärstempel 2 in den Kraftverstärker 1 hineinbewegen, wie es in F i g. 2 mit den strichpunktierten Linien angedeutet ist.

Zu dem gleichen Zweck ist bei dem in Fig. J dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem der Lenker U fehlt, der Lenker 10'direkt am Druckring 12' angelenkt. Der Druckring 12' ist gegenüber der Schubstange 6' verschiebbar.

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

Das stationäre Teil 5 weist an seiner dem Schieber zugekehrten Innenwandung 13 im Bereich der Stützglieder Aussparungen 18 auf, in welche die hinteren Enden 7cder Stützglieder 7 bei Erreichen der vorderen Endstellung des Gehäuses 4 unter Wirkung der Schubstange 6 und der Lenkerverbindung 9,10 bzw. 10' einrasten. Solange sich das Gehäuse 4 in einer zurückgezogenen Stellung befindet, liegen die Stützglieder 7 an der Innenwandung 13 des stationären Teiles 5 an und können niclii nach außen schwenken. Sobald das Gehäuse seine vordere Endstellung erreicht, gelangen die Stützglieder 7 in den Bereich der Aussparungen 18 und können dann nach außen ausschwenken, wenn der Sekundärstempel bei Anlage des Spannbackens am Werkstück auf Widerstand stößt. Um im Falle des Fehlens eines solchen Widerstandes das vollständige Heraustreten des Gehäuses 4 aus dem stationären Teil 5 zu verhindern, ist noch der Anschlagring 19 vorgesehen.

Die Wirkungsweise der neuen Spannvorrichtung ist folgende: Durch Zurückziehen der Schubstange 6 in Richtung B kann das Gehäuse 4 beliebig weit in das stationäre Teil 5 nach rechts zurückgezogen werden, wobei diese Bewegung ledielich durch den Hub des

Pneumatik- oder Hydraulik-Zylinders begrenzt ist. In dieser Stellung kann dann zwischen die weitgeöffneten Spannbacken des Schraubstockes ein Werkstück bequem eingelegt werden. Anschließend wird der Pneumatik- oder iiydraulik-Zylinder unter Druck gesetzt, wodurch sich die Schubstange ό nach links verschiebt. Über den Druckring 12 und die Lenkerverbindung 10,11 wird das Gehäuse 4 ebenfalls nach links verschoben, wobei das vordere Ende 6a der Schubstange in Abstand a von dem Primärstempel 2 verbleibt.

Bei Anlage des Spannbackens am Werkstück erreicht auch das Gehäuse 4 seine vordere Endstellung, und die Stützglieder 7 können, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, nach außen in die Aussparungen 18 ausschwenken und dort einrasten, wobei dieses Ausschwenken durch die Lenkerverbindung 10, 11 bewirkt wird. Das vordere Ende 6a der Schubstange 6 bewegt sich während des Ausschwenkens in Richtung auf den Primärstempel 2, während des Gehäuse 4 nunmehr ruht. Das Gehäuse 4 befindet sich jetzt in Spannstellung. Wird weiterhin eine Kraft auf die Schubstange 6 ausgeübt, so wird der Primärstcmpel 2 in den Kraftverstärker 1 hineinbewegt. Hierbei entsteht eine in Richtung B nach hinten gerichtete Reaktionskraft auf den Kraftverstärker 1, und diese überträgt sich auf das Gehäuse 4. Das Gehäuse 4 kann jedoch nicht nach hinten ausweichen, da sich die Stützgliedcr 7 an der hinteren Stützfläche 19 der Aussparung 18 abstützen. Beim Eindrücken des Primärstempcls 2 tritt der Sekundärstempel 3 aus dem Kraftverstärker 1 aus und führt einen verhältnismäßig kleinen Krafthub mit etwa 1,1 mm Weg aus, wobei jedoch die vom Sekundärstempcl 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 Sekundärstempels 1 :7 betragen. Es wird praktisch die gesamte Ki aft der Schubstange 6 nach dei Verriegelung ohne Verlust auf den Kraftverstärker übertragen, wobei jedoch die Schubstange durch du eingerasteten Stützglieder 7 von der Reaktionskraft dei

"' Kraftverstärkers 1 völlig entlastet wird und voll auf der Kraftverstärker wirken kanin.

Während bei dem Hineindrücken des Priniärslempels bei dem in Fig. 2daigestellten Ausführungsbeispiel dei Lenke: 10 aus der voll ausgezeichneten Lage in die

hi strichpunktiert dargestellte Lage verschwenkt wird verbleibt bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungs beispiel der Lenker 10' und der Druckring 12' in der dargestellten Lage, wenn sich die Schubstange 6' weitet nach vorne bewegt. Die Druckfeder 16 gibt hierbei nach

r> Während der Anstellhub des Gehäuses 4 abhängig isl von dem Hub des Pneumatik- oder Hydraulikzylinders ist der Krafthub des Sekundärstempels stets konstant und verhältnismäßig klein. Es muß also dafür gcsorgi werden, daß sich das Gehäuse 4 in seiner vorderen

in lindstellung 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 stationäre Teil 5 mittels eines Feingewindes 20 in

-^ir> Achsrichtung A der Schubstange 6 einstellbar. Zt diesem Zweck dienen die beiden beidseitig des Widerlagers 21 vorgesehenen Muttern 22.

Die Anwendung der neuen Spannvorrichtung ist nichl auf Maschinenschraubstock« beschränkt. So kann sie

in unabhängig von einem Schraubstock zum Spannen eines Werkstückes, als Verschluß an Spritzwerkzeugen, beim Folien- und Prägestanzen sowie in sämtlichen !"allen verwendet werden, wo ein größerer Anstellhub mit kleiner Anstellkrafl und ein kleiner Krafthub mit

π großer Endkraft erforderlich isl.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spannvorrichtung, insbesondere für einen Maschinenschraubstock, mit einem in einem stationären Teil axial beweglichen Gehäuse angeordneten Kraftverstärker, mit einem an einem Ende des Kraftverstärkers unter Wirkung einer Schubstange einschiebbaren Primärstempel und einem dabei am anderen Ende in gleicher Richtung heraustretenden Sekundärstempel, sowie mit einer bei Anlage des Spannteiles am Werkstück sperrend wirkenden Einrichtung des Gehäuses gegenüber dem stationären Teil, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) in dem stationären Teil (5) verschiebbar angeordnet ist und daß als Sperreinrichtung zwischen dem Gehäuse und dem stationären Teil mehrere Stützglieder (7) vorgesehen sind, deren vordere Enden (7a) an dem Gehäuse angelenkt sind und deren hintere Enden (7c) über je eine Lenkerverbindung (10, 11; 10') mit einem auf der hin- und hergehenden Schubstange angeordneten Druckring (12, 12') verbunden sind, daß das stationäre Teil an seiner dem Gehäuse zugekehrten Innenwandung (13) Aussparungen (18) aufweist, in welche die hinteren Enden der Stützglieder bei Erreichen der vorderen Endstellung des Gehäuses unter Wirkung der Schubstange (6) schwenkbar einrasten, und daß die Lenkerverbindung oder die Verbindung zwischen Druckring (12') und Schubstange axial nachgiebig ausgebildet ist, so daß sich die Schubstange bei eingerasteten Stützgliedern um den Hub des Primärstempels (2) ohne Bewegung der Stützglieder nach vorn verschieben läßt.

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 außeii oder innen verschwenkbar ist, während der andere am Stützglied (7) angelenkte Lenker (10) so bemessen ist, daß er bei eingerastetem Stützglied im wesentlichen senkrecht zur Achsrichtung (A) verschwenkt wird (F i g. I und 2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (12') verschiebbar auf der Schubstange (6') angeordnet ist und an seiner dem Primärstempel (2') abgewandten Seite eine an der Schubstange abgestützte Druckfeder (16) angreift, welche den Druckring nach vorn gegen einen an der Schubstange vorgesehenen Anschlag (17) drückt (F ig. 3).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Teil (5) mittels eines Feingewindes (20) in Achsrichtung (A) der Schubstange (6) verstellbar ist.