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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Spannvor richtung
für insbesondere spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke mit mindestens zwei Spannbacken,
von denen eine erste an der der zweiten Spannbacke zugekehrten Seite mit einer Mehrzahl
von rückstellfederbelasteten Kolben (Spannkolben) bestückt ist, die an ein hydraulisches
Steuersystem angeschlossen und bei Beaufschlagung mit dem hydraulischen Druck gegen
das Werkstück bewegbar angeordnet sind, wobei die Kolbenachsen um einen geringen
Winkel gegen die Werkstück auflageebene geneigt sind.
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Wenn man Werkstücke maschinell mit hohen Schnittleistungen zerspanen
will, ist ihre sichere Festlegung in einer Spannvorrichtung, die hohe Spannkräfte
auszuüben in der Lage ist, unabdingbare Voraussetzung. Für die Bearbeitung in engen
Toleranzen ist außerdem eine gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug möglichst starre
Einspannung des Werkstückes vorzusehen.
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Schließlich ist komplizierten Spannflächenformen der WerkstUcke Rechnung
zu tragen. Für einfache Anwendungsfälle genügt beispielsweise ein hydromechanischer
Schraubstock, bei dem man durch Austausch der Spannbacken die unterschiedlichen
Umfangskonturen der einzuspannenden Werkzeuge berUcksichtigen kann.
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Werden jedoch keine großen Serien gleicher Werkstücke bearbeitet,
sondern geringe Stückzahlen von sehr verschiedenen Werkstücken, wird die Spezialisierung
und Lagerhaltung von Spannbacken unwirtschaftlich.
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Zur Erzielung hoher Spannkräfte und zum Spannen von Werkstücken mit
unebenen und verwickelten Spannflächen ist
eine hydraulische Spannvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. Als notwendige zweite Spannbacke
wird ein starres Widerlager verwendet. Werden die Spannkolben mit dem Druck des
Hydrauliksystems beaufschlagt, legen sich ihre endseitigen Druckstücke an die entsprechenden
Werkstück stellen und drücken das Werkstück gegen eine feststehende starre Widerlager-Spannbacke.
Infolge der leichten Schrägstellung der Kolbenachsen gegen die Werkstückauflageebene
wird das Werkstück an der von den Spannkolben beaufschlagten Seite gegen die Werkstückauflageebene
gedrückt. Die starre Spannbacke hat den Nachteil, daß sie ein Werkstück mit beispielsweise
welliger Spannfläche nur an wenigen Punkten tangieren kann. Auch ist nicht sichergestellt,
daß das gesamte Werkstück auf der Auflageebene zum Aufliegen kommt. Die nachteilige
Folge hiervon ist beispielsweise ein Durchfedern des Werkstücks während der spanabhebenden
Verformung, wodurch eine Maßhaltigkeit nicht mehr einzuhalten ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Spannvorrichtung
der im Oberbegriff des Anspruches 1 in Bezug genommenen Art so zu verbessern, daß
ohne Schwierigkeiten Werkstücke mit den unterschiedlichsten Spannflächen sicher
und in vollkommener Auflage auf dafür bestimmten Auflagern gespannt werden können.
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Nach der Erfindung besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß in
der zweiten Spannbacke eine Mehrzahl von mit einem geschlossenen hydraulischen System
verbundenen und gegen die erste Spannbacke weisenden Kolben (Ausgleichskolben) angeordnet
ist - was an sich bekannt ist - und daß diese zweite Spannbacke entgegen Rückstellkraft
mit einer Bewegungskomponente gegen die Werkstückauflageebene verschieblich
an
einem raumfest haltbaren Lagerbock angelenkt ist, wobei die Gleitflächen zwischen
dem Lagerbock und der Spannbacke und/oder die Achsen der Ausgleichskolben bezüglich
der Werkstückauflageebene derart schräg angeordnet sind, daß bei Krafteinwirkung
von der ersten auf die, zweite Spannbacke letztere selbsttätig gegen die Werkstückauflageebene
bewegbar ist.
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Die in der zweiten Spannbacke vorgesehenen Ausgleichskolben haben
wegen ihres Anschlusses an ein geschlossenes hydraulisches System den Vorteil, Unebenheiten,
Vorsprünge od. dgl. in der Spannfläche des Werkstückes ausgleichen zu können. Denn
wenn einer der Kolben aufgrund einer weiteren Annäherung der Spannfläche des Werkstücks
in den zugehörigen Zylinder eingeschoben wird, kann ein oder können mehrere andere
Kolben entsprechend weit aus der zweiten Spannbacke heraustreten und so an einer
rückspringenden Stelle an das Werkstück treffen. Die zweite Spannbacke stellt so
gewissermaßen während des Spannvorgangs ein elastisches "Rasterkissen" dar und im
gespannten Zustand des Werkstücks eine dessen Spannkontur angepaßte starre "Rasterbacke".
Gemäß dem weiteren und wesentlichsten Erfindungsmerkmal, wonach die zweite Spannbacke
entgegen Rückstellkraft mit einer Bewegungskomponente gegen die Werkstückauflageebene
verschieblich an einem raumfest haltbaren Lagerbock angelenkt ist, wobei z.B. die
Gleitflachen zwischen dem Lagerbock und der Spannbacke bezüglich sler Werkstückauflageebene
derart schräg angeordnet sind, daß bei Krafteinwirkung von der ersten auf die zweite
Spannbacke letztere selbsttätig gegen die Werkstückauflageebene bewegbar ist, wird
von der zweiten Spannbacke eine Niederzugwirkung erreicht, die mit Sicherheit auch
schwierige Werkstücke auf die Werkstückauflage zieht. Die von den Spannkolben des
aktiven
Hydrauliksystems ausgeübten Druckkräfte teilen sich dabei
den Ausgleichskolben des passiven Hydrauliksystems mit, und das Werkstück wird aufgrund
der Schlittenführung der zweiten Spannbacke am festgehaltenen Lagerbock mit einer
aus der Spannkraft resultierenden Kraftkomponente gegen die Werkstück auflageebene
gezwungen.
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Es ist zwar grundsätzlich bekannt, an einem Schraubstock, dessen
eine Spannbacke derjenigen eines üblichen Maschinenschraubstockeb entspricht, an
der Gegenbacke eine Ausgleichskolbenanordnung mit einem geschlossenen hydraulischen
System vorzusehen, doch ist dies nicht in Verbindung mit hydraulischen Spannkolben-Spannbacken
bekannt und erst recht nicht im Zusammenhang mit der Ausgestaltung der zweiten Backe
als "Ausgleichs-Niederzugspannbacke". Die vorliegende Erfindung zeichnet sich daher
als besonders vorteilhaft durch die Kombination der im Anspruch 1 angegebenen, nur
zum Teil und dann auch nur für sich bekannten, Merkmale aus.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die zweite Spannbacke gegenüber ihrem Lagerbock mittels vorspannbarer Federn einer
Spanneinrichtung entgegen der Niederzugkraft abgestUtzt ist. Mit Hilfe der Spanneinrichtung
kann die Niederzugkraft auf das zu bearbeitende Werkstück eingestellt werden. Durch
mehr oder weniger starkes Vorspannen der Federn läßt sich das Verhältnis der Niederzugkraft
der zweiten Spannbacke zur Spannkraft der ersten Spannbackenanordnung einstellen,
wobei es möglich ist, die Vorspannkraft so gering einzustellen, daß sie praktisch
vernachlässigbar ist, wie es auch möglich ist, eine Vorspannung zu wählen, die den
Niederzug der zweiten Spannbacke ausschließt. Dank dieser weiten Grenzen der Einstellbarkeit
der Niederzugkraft ist eine solche hydraulische Spannvorrichtung
ebenso
zur Bearbeitung von Werkstücken geeignet, die keines Niederzugs bedürfen als auch
z.B. für sich in normalen Spannvorrrchtungen wölbende Werkstücke, die mittels der
Niederzugeinrichtung weitestgehend oder völlig geglättet werden können. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Feder-Spanneinrichtung sind Gegenstand der Merkmale
der Ansprüche 3 bis 5 und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
noch näher betrachtet.
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Von weiterem Vorteil ist eine Ausgestaltung der Erfindung dahingehend,
daß die Spannkolben und/oder die Ausgleichskolben in mehreren Reihen in der betreffenden
Spannbacke angeordnet sind. Die Kolben mehrerer Reihen einer Spannbacke können dabei
versetzt zueinander in dichter Packung ("auf Lücke") angeordnet sein. Mit Hilfe
dieser Merkmale läßt sich eine besonders dichte Rasterung der Angriffspunkte bzw.
Angriffsflächen der Kolben an den Spannflächen des Werkstückes erzielen bzw. es
lassen sich mit Hilfe mehrerer Kolbenreihen in jeder Spannbacke auch Werkstücke
mit extrem kompliziert gestalteten Spannflächen sicher halten.
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Es ist vorteilhaft, wen'0 die mehreren Reihen von Kolben einer Spannbacke
an eine gesonderte und unabhängig wirkende hydraulische Kanalanordnung angeschlossen
sind, wobei die Kanalanordnungen einer Spannbacke durch außen anschließ- und ggf.
absperrbare Verbindungsleitungen miteinander wirkverbindbar sein können. Man ist
auf diese Weise in der Lage, såmtliche Kolben einer Spannbacke gleichzeitig in Funktion
treten zu lassen als auch einzelne Reihen teilweise von dieser Funktion auszunehmen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung erfährt die Erfindung dadurch,
daß die Ausgleichskolben unabhängig voneinander
in einer mindestens
teilweise in die zweite Spannbacke eingeschobenen Stellung arretierbar sind. Wenn
ein Ausgleichskolben in die zweite Spannbacke eingeschoben wird, wird es einem oder
mehreren anderen Kolben ermöglicht, weiter aus der Spannbacke auszutreten. Als einzuschiebender
Kolben kommt ein solcher in Betracht, der ohnehin wegen seines begrenzten Hubs die
Werkstückspannfläche nicht tangieren kann.
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Dessen Außerfunktionsetzen ermöglicht es daher einem oder mehreren
anderen Kolben, die Werkstückspannfläche zu berUhren.
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Vorteilhafte Möglichkeiten der Arretierung eines oder mehrerer Ausgleichskolben
geben die Merkmale der Ansprüche 11 bis 13 an.
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Wegen des begrenzten Hubes sämtlicher Spannkolben ist es vorteilhaft,
wenn die Möglichkeit besteht, eine Schnell/-Grob-Zustellung der beiden Spannbacken
zueinander zur Verfügung zu haben. In diesem Sinne ist nach weiteren Merkmalen der
Erfindung vorgesehen, daß mindestens eine der beiden Spannbacken mit einer Verstellspindel
kuppelbar ist, deren Lagerbock unabhängig von der zugeordneten Spannbacke auf einer
Vorrichtungsgrundplatte verankerbar ist. Damit die Stellspindel und ihr Lagerbock
trotz einer wünschenswert schwachen Dimensionierung nicht einer zu hohen Belastung
ausgesetzt sind, ist weiterhin vorgesehen, daß die der Stellspindel zugeordnete
Spannbacke von mindestens einem Reibwiderlager abstützbar ist. Dieses Reibwiderlager
besitzt, was als besonders vorteilhaft angesehen wird, einen druckmittelbeaufschlagbaren
Bremsklotz, wobei das Druckmittel aus dem Hydraulikkreis der ersten Spannbacke abgezweigt
ist. Hieraus resultiert insbesondere der Vorteil, daß bei der Druckmittelbeaufschlagung
der Spannkolben gleichzeitig und ohne eine weitere Maßnahme ergreifen zu müssen
auch das Reibwiderlager in seine aktive Funktion gebracht wird.
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Die Vorrichtungsgrundplatte schließlich besitzt vorteilhafterweise
eine Vielzahl von T-Nuten in Kreuzrasteranordnung.
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Sie erlaubt es, die erste Spannbacke, die Lagerböcke der zweiten Spannbacke
und der Stellspindel sowie die Reibwiderlager mittels T-Nutleisten in diesen verschieb-,
umsteck- und verankerbar anzuordnen. Damit wird in sehr einfacher Weise die Möglichkeit
geschaffen, vor der Bearbeitung eines neuen Werkstückes mit Hilfe einer Grobrasterung,
ergänzt durch eine feinere Finstellung mittels der Spindel die beiden Spannbacken
der Spannvorrichtung in eine Voreinstellunp zum Werkstück zu bringen, in der anschließend
die hydraulische Einrichtung mit ihren Kolben auf einfacher Weise und rasch aktiviert
werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels noch im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig.
1 einen Längsschnitt durch die hydraulische Spannvorrichtung, Fig. 2 eine Aufsicht
auf die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 eine etwa im Maßstab 1 : 1 wiedergegebene
Teildarstellung (Ausgleichs-Niederzugs-Spannbacke) aus Fig. 1, Fig. 4 eine Ansicht
in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1 bzw. Fig. 3, Fig. 5 einen Teilschnitt nach
der Schnittlinie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 bis 11 verschiedene Schnittdarstellungen
der Reibwiderlageranordnung, wobei die Fig. 6 und 9 im Längsschnitt der Vorrichtung
gemäß Fig. 1 dargestellt sind.
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Die in ihrer Gesamtheit dargestellte Spannvorrichtung nach Fig. 1
für spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke 10 bzw. 110 (Fig. 2) umfaßt eine erste
Spannbacke 11 und eine zweite Spannbacke 12. Die erste Spannbacke 11 besitzt eine
Kanalanordnung 13, 14 zum Anschluß an ein hydraulisches System. An dieses hydraulische
System angeschlossen ist eine Mehrzahl von rückstellfederbelasteten Kolben 15, 16,
im fögenden "Spannkolben" genannt. Bei diesen Spannkolben handelt es sich um sogenannte
"Einschraubzylinder", die fertig bezogen in entsprechende Gewinde aufnahmen der
ersten Spannbacke 11 eingeschraubt werden können. Diese Einschraubzylinder enthalten
vom Druckmittel bewegbare Kolben. Jeder der Kolben 15 und 16 besitzt am freien Ende
eine Innengewindebohrung 17 zum Einschrauben eines Druckstückes 18. Hierdurch ist
es möglich, jeden Kolben mit einem speziellen Druckstück versehen zu können, welches
für den örtlichen Angriff an der Spannfläche lOa des Werkstücks 10 am besten geeignet
ist.
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Wie Fig. 2 veranschaulicht, ist die Kanalanordnung 13, 14 an eine
Hydraulikleitung 19 angeschlossen, die mit einer nicht dargestellten Hydraulikpumpe
verbunden wird. In drucklosem Zustand des Hydrauliksystems befinden sich alle Kolben
15 sowie die bezüglich Fig. 2 nicht sichtbaren, darunter liegenden Kolben 16 aufgrund
einer in den Einschraubzylindern eingebauten Rückstellfeder in zurückgezogener Stellung.
Bei Druckbeaufschlagung fahren sie (bezüglich Fig. 2 nach links) aus, und ihre Druckstücke
18 beaufschlagen, soweit erreichbar, die Spannfläche 10a des Werkstückes 10, wie
auch die Spannfläche 110a eines beispielhaften zweiten Werkstückes 110.
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Soll ein bestimmtes Druckstück z.B. die Spannfläche llOa kontaktieren
können, obwohl der normale Hub für den Kolben 15 nicht ausreicht, kann man zapfenförmige
Schraubstücke 20 als Verlängerungszapfen zwischen Kolben 15 und Druckstück 18 einschrauben.
Das gilt selbstverständlich auch für die Kolben 24, 25 der zweiten Spannbacke 12.
Die Verlängerungen erlauben z.B. das Spannen von sehr stark gerundeten oder zurückspringenden
Werkstücken. Die Druckstücke 18 können die verschiedensten Formen besitzen. Sie
können - wie dargestellt - kegelförmig-spitz oder ballig sein, sie können auch eine
im Druckstückkopf rotierbar gelagerte Kugel 21 mit einer Abflachungsfläche 21a (Fig.
3) aufweisen. Ein solches Druckstück nennt man "Kugelgelenkdruckstück". Dieses ist
in der Lage, sich automatisch an die Werkstück-Spannfläche 10a bzw.
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110a anzupassen.
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Als Gegenspannelement für die erste Spannbacke 11 dient die zweite
Spannbacke 12. Diese besitzt ebenfalls Kanalanordnungen 22 und 23, doch sind diese
nicht an eine Pumpe angeschlossen, sondern sind Bestandteil eines geschlossenen
hydraulischen Systems. An jede Kanalanordnung 22 und 23 ist, in einer Reihe nebeneinander
angeordnet, eirie Vielzahl von Kolben 24, 25 angeschlossen. Diese Kolben spannen
nicht aktiv; sie sind "Ausgleichskolben". Jeder Kolben 24 und 25'enthält am Ende
- wie die Kolben 15 und 1.6 - ein eingeschraubtes Druckstück 26. Weiterhin stehen
die Ausgleichskolben 24 und 25 unter Wirkung einer Druckfeder 27, die die Aufgabe
haben, die Kolben aus den zugehörigen Zylindern etwa gleichmäßig teilweise herauszudrücken,
um die Rückstellung nach einem Spannvorgang herzustellen.
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Da die Ausgleichskolben 24, 25 an ein geschlossenes hydraulisches
System angeschlossen sind, hat die Einwärtsbewegung
eines Kolbens
(z.B. 24) zur Folge, daß einer oder mehrere Kolben desselben Kanalsystems (sofern
die Systeme nicht miteinander wirkverbunden sind) aus der zweiten Spannbacke 12
heraustreten. Dadurch ist eine optimale automatische Anpassung der Anlage der Druckstücke
26 der Kolbenreihen der zweiten Spannbacke 12 an die betreffende Spannfläche lOb
des Werkstückes 10 bzw. liOb des Werkstückes 110 möglich.
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In Fig-. 1 sind jeweils zwei horizontal verlaufende und untereinander
liegende Reihen von Spannkolben 15, 16 und Ausgleichskolben 24, 25 dargestellt.
Sind die Kanalsysteme 13, 14 und die Kanalsysteme 22, 23 jeweils miteinander verbunden,
so wirken sämtliche Kolben sämtlicher Reihen gleichzeitig. Man kann jedoch auch
jedes der Kanalsysteme 13, 14, 22 und 23 ohne Verbindung miteinander anordnen oder
eine Verbindung absperrbar gestalten, so daß jeweils nur die Kolben einer einzigen
Kolbenreihe miteinander wirken.
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Die zweite Spannbacke 12 mit ihren Ausgleichskolben 24, 25 ist an
einem raumfest haltbaren Lagerbock 28, der hier auf einer Vorrichtungsgrundplatte
50 fest verankert ist, in nachfolgend anhand von Fig. 3 beschriebener Weise beweglich
angeordnet.
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Die zweite Spannbacke 12 und der Lagerbock 28 berühren auf der Rückseite
der Spannbacke 12 einander auf Gleitflächen 30 und 31. Die Ebene E dieser Gleitflächenpaarung
30/31 ist um den Winkel W, der im Ausführungsbeispiel 200 beträgt, aus der Vertikalen
bezüglich Fig. 3 und Fig. 1 im Uhrzeigersinn verdreht angeordnet. Demzufolge bildet
die Ebene E zur Werkstückauflageebene oder einer dazu Parallelen A einen Winkel
von 900 - WO (beim Ausführungsbeispiel also von 700).
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Somit ist die zweite Spannbacke 12 in ihrer Gesamtheit bei im
wesentlichen
horizontal (also in Richtung des Pfeiles IV) einwirkender Druckkraft aufgrund einer
vertikalen Kraftkom ponente nach unten gegen die Ebene A entlang der Gleitfläche
31 des Lagerbocks 28 verschiebbar. Sobald also über das Werkstück 10 (bzw. 110)
die von den Kolben 15 und 16 aufgebrachte Spannkraft auf die Kolben 24 und 25 einwirkt,
werden sich zunächst die Kolben an die Werkstückspannflächen lOb sowie llOb anschmiegen,
sodann wird sich die zweite Spannbacke 12 mit einer vertikalen Komponente nach unten
bewegen, wodurch das Werkstück auf die Werkstückauflagen 32 gezogen wird.
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Aufgrund der Schrägstellung der Gleitflächenpaarung 30/31 ergibt sich
außerdem eine horizontale Bewegungskomponente der zweiten Spannbacke 12 bezüglich
der Fig. 1 und 3 nach links, welcher Bewegung das betreffende Werkstück 10, 110
sowie die Spannkolben 15 und 16 folgen.
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Zur Aufnahme der bei der spanabhebenden Werkstückbearbeitung auftretenden
Querkräfte ist im Lagerbock 28 eine Paßfeder 33 eingebettet, die mit einer Nutführung
34 in der zweiten Spannbacke 12 zusammenwirkt. Es genügt eine solche Paßstück/Nut-Anordnung
30/34 etwa in der Längsmitte der Spannbacke 12 (siehe Fig. 2).
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Um die Niederzugkraft, die stets eine Komponente der Spannkraft ist
(und bei der anmeldungsgemäßen Vorrichtung bis zu 20 % derselben betragen kann)
beeinflussen zu können, ist die zweite Spannbacke 12 an ihrem Lagerbock 28 mit einstellbarer
Rückstellkraft angelenkt. Hierzu dienen Tellerfederpakete 35, welche zwischen Widerlagerstücken
36 und Spannstücken 37 spannbar gehalten sind. Das Spannstück 37 ist als Mutter
ausgebildet und sitzt auf einem Gewindeschaft 38 einer Spannschraube 39. Die Spannschraube
39, das Tellerfederpaket 35 sowie das Spannstück 37 sind im Lagerbock 28
aufgenommer,;
die Spannschraube 39 ist von oben her zum Zwecke einfacher Einstellung zugänglich.
Das Widerlagerstück 36 stellt die Verbindung zwischen der zweiten Spannbacke 12
und dem Lagerbock 28 her. Es sitzt spannbackenseitig in einer Nut 40 und ist mit
einem Gewindestift 41 darin gehalten. Ein anderer, mit einer Durchgriffsbohrung
42 für den Schaft der Spannschraube 39 versehener Abschnitt greift in eine Längsnut
43 des Lagerbocks 28 ein. Wird die Spannschraube 39 in Spannrichtung betätigt, so
nähert sich das Spannstück 37 dem Widerlagerstück 36. Dadurch wird die Vorspannkraft
des Tellerfederpaketes 35 erhöht und entsprechend die mögliche Niederzugkraft der
Spannbacke 12 verringert. Gleichzeitig aber erhöht sich dadurch die Anpreßkraft
der Ausgleichskolben (24, 25) an die Spannfläche lOb bzw. liOb der Werkstücke 10
und 110.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind zwei solcher in ihrer Gesamtheit
mit 44 bezeichnete Spanneinrichtungen in den seitlichen Endbereichen von Spannbacke
12 und Lagerbock 28 vorgesehen. Um eine Anzeige zu besitzen, ob beide .Spanneinrichtungen
mindestens etwa gleichermaßen eingestellt sind, besitzt jede Spanneinrichtung 44
einen Indikatorstift 45, der seitlich aus dem Lagerbock 28 in einer Längsführung
46 geführt ist und aus diesem sichtbar heraustritt. (Die Darstellung des, Indikatorstiftes
45 und der Längsnut 46 in Fig. 3 ist gegenüber den tatsächlichen Verhältnissen zum
Zwecke der Darstellung um 900 verdreht gezeichnet).
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Zur optimalen Ausnutzung der Anpassungsfähigkeit der Ausgleichskolben
24, 25 auch an komplizierte Spannflächen lOb bzw. 110b ist jeder einzelne Kolben
24 und 25 für sich auf Wunsch in dr zweiten Spannbacke 12 versenk- und arretierbar
angeordnet. Ein derartiges Versperren eines Kolbens 24
oder 25
wird man z.B. dann vornehmen, wenn feststeht, daß der betreffende Kolben die Spannfläche
des Werkstückes ohnehin nicht erreichen kann oder wenn feststeht, daß auf die Wirkung
dieses speziellen Kolbens verzichtet werden kann. Durch Einstecken des Kolbens in
die zweite Spannbacke 12 und dortiges Verriegeln können ein oder mehrere andere
Kolben einen größeren Hub ausführen, so daß der oder die Kolben auch rücksprinende
Teile der Werkstückspannfläche noch erreichen können, was sonst nicht der Fall wäre.
Will man für einen versenkten Kolben einen speziellerl anderen einen möglichst großen
Ilub ausführen lassen, so kann man, während man den zu versenkenden Kolben in die
Spannbacke 12 hineinschiebt, den anderen gleichzeitig herausziehen, so daß der Hub
der übrigen Kolben nicht beeinflußt wird (vgl. Fig. 5).
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Diese Verriegelungseinrichtung zeigen die Fig. 4 und 5.
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In der zweiten Spannbacke 12 sind zwei Reihen R1 und R2 von Kolben
24 und 25 angeordnet. Jeder Kolben 24 oder 25 besitzt einen zylindrischen Mantel
mit einer Abflachungsfläche 47.
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Jeweils zwischen vier Kolben 24 und 25 ist eine im wesentlichen quadratische
Scheibe 48 auf der Spannbacke 12 von einer Schraube 49 gehalten. Die Scheibe 48
überdeckt mit ihren vier langen Seitenkanten den Querschnittsbereich der zugeordneten
vier Kolben 24 und 25 um ein Maß, welches etwas geringer ist als die Stufentiefe
der Abflachungsfläche 47.
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Für'nicht versenkte Kolben, wie z.B. für den Kolben 25 (Fig. 5) dient
die Scheibe 48 wie ersichtlich zur unverlierbaren Rückhaltung des Kolbens 25. Wird
ein solcher "aktivierter" Kolben nunmehr inaktiviert, so braucht man lediglich diesen
Kolben in die Spannbacke 12 hineinzuschieben und ihn soweit um seine Kolbenachse
zu verdrehen, bis sein zylindrischer
Abschnitt unter der Scheibe
48 liegt. Dies ist in Fig. 5 am Beispiel des Kolbens 24 veranschaulicht, dem in
Fig. 4 der zweite KQlben 24 von links entspricht. Wenn es das betreffende Druckstück
26 erlaubt, kann man den Kolben durch Angriff am Druckstück herumdrehen. Falls dies
nicht der Fall ist, wird das Druckstück 26 entfernt und der Kolben mit Hilfe einer
besonderen, in das Gewinde 17 einzudrehenden Schraube verdreht.
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Als Grundelement der Spannvorrichtung ist eine sogenannte UVrjrr
chtungsbaukastengrundp at te'1 50 vorgesehen, die T-Nuten 51 und 52 in Kreuzrasteranordnung
aufweiset. Aui - dicker Vorrichtungsbaukastengrundplatte können mit entsprechenden,
in die T-Nuten 51 und 52 eingreifenden T-Nutleisten alle Einzelteile in Rasterabständen
schnellverstell- sowie -verschiebbar angeordnet werden. Es ist selbstverständlich
auch möglich, wie dies z.B. beim Lagerbock 28 ausgeführt ist, einzelne Teile der
gesamten Vorrichtung direkt in die Grundplatte 50 einzuschrauben.
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Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung der Vorrichtungsbaukastengrundplatte
besteht hier in der Möglichkeit der Schnellanpassung der ersten Spannbacke 11 an
das zu spannende Werkstück. Außerdem sieht die Erfindung eine irn nachfolgenden
beschriebene Spindelzustelleinrichtung 53 vor. Diese Spindelzustelleinrichtung 53
umfaßt einen an der Grundplatte 50 verstellbar verankerbaren Lagerbock 54 mit einem
Innengewinde 55 zur schraubverstellbaren Aufnahme einer Stellspindel 56.
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Das dan. Betätigungsende 57 der Stellspindel 56 abgewandte andere
Ende steckt in einer mit der ersten Spannbacke 11 verbundenen Stellspindel-Aufnahme
58 ein. Einzelheiten sind im rechten Teil der Fig. 1 diesbezüglich dargestellt.
Die
Stellspindel 56 kann nach Lösen einer Arretierschraube 59 aus
der Stellspindel-Aufnahme 58 herausgezogen werden. Der Lagerbock 54 ist auf T-Nutsteinen
oder T-Nutleisten 60 angeordnet, Die Spannbacke 11 ist auf mehreren T-Nutleisten
61 verschieblich gelagert und kann somit wie eine Schraubstockspannbacke betätigt
werden.
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Da die Spannvorrichtung mit erheblichen Spannkräften und mit Drücken
von 400 bar und mehr arbeitet, ist zur Entlattung, der 8pinde1zu.telieinrichtunrr'
53 e ne besondere Maßnahme getroffen. Diese besteht darin, daß clie rückwärtige
Seite der Spannbacke 11 über Reibwiderlager 62 abgestützt ist, von denen die dargestellte
Vorrichtung insgesamt vier Stück, jeweils zwei zu der einen und zu der anderen Seite
der, Spindelzustelleinrichtung 53, besitzt. Jedes dieser Reibwiderlager 62 ist über
Rohr- oder Schlauchleitungen 63, 64 und 65 an das Hydrauliksystem der Spannbacke
11 angeschlossen. Die Funktionsweise der eine "hydraulische Bremse" bildenden Reibwiderlager
62 veranschaulichen die Fig. 6 bis 11. Jedes Reibwiderlager 62 besitzt einen über
einen Stichkanal. 66 mit Ilydraulikflüssigkeit beaufschlagbarcn Kolben 67. Dieser
Kolben 67 ist auf der Oberseite eines U-förmigen Raumes 68 auf der der Spannbacke
11 zugekehrten Seite des Reibwiderlagers 62 vorgesehen. In diesem U-förmigen Raum
wird der in den Fig. 9 bis 11 dargestellte leistenförmige Bremsklotz 69 angeordnet.
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Seine obere Fläche 70 dient als Druckauflager für den Kolben 67, ihre
geschliffene Seitenfläche 71 liegt an der Rückfläche der Spannbacke 11 an. An der
Unterseite besitzt der Bremsklotz eine Leiste 77 mit hohem Reibwert. Innerhalb des
Bremsklotzes 69 sind in horizontalen Gewindebohrungen 72 Kugeldruckstücke 73 eingeschraubt.
Im Bremsklotz befindliche Bohrungen 81 werden von Halteschrauben 82 (Fig. 1) du-rchgriffen,
die ein
Reibwiderlager 62 dauerhaft mit der Spannbacke 11 verbindet
und ihren Zusammenhalt auch beim Versetzen gewährleisten. Die unter Federdruck stehenden
Kugeldruckstücke 73 stützen sich an der lotrechten Stegfläche 74 des U-Raumes 68
ab und gewährleisten, daß die geschliffene Fläche 71 stets an der RUckfläche der
Spannbacke 11 anliegt. Wenn nun der hydraulische Druck den Kolben 67 in Richtung
des Pfeiles 79 nach unten schiebt und der Kolben 67 den Bremsklotz 69 belastet,
ergibt sich durch Auflage der Leiste 77 eine hohe Reibkraft. Die vier Reibwiderlager
62 fangen also einen erheblichen Teil der Reaktionskraft der Spannbacke 11 ab. Die
Spindel 56 und ihre Lagerung haben demnach nur den um die Summe der von den Reibwiderlagern
62 erzeugten Reibungskräfte verminderten Anteil der Reaktions-Spannkraft aufzunehmen.
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Wie Fig. 7 zeigt, sind auch die Reibwiderlager 62 mit Hilfe von T-Schienen
76 in den T-Nuten 51 der Baukastengrundplatte 50 verschiebbar angeordnet. Vertikale
Aufnahmebohrungen 78 sind für Feststellschrauben vorgesehen.
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Nachzutragen bleibt noch, daß die Achsen 80 der Spannkolben 15 und
16 in Ausfahrrichtung der Kolben um einen geringen Winkel nach unten geneigt sind,
so daß die Spannkolben das Werkstück 10 bzw. 110 nach unten gegen die Werkstückauflageebene
A bewegen. Die Achsen der Ausgleichskolben-24 und 25 sind parallel zur Werkstückauflageebene
A angeordnet, was jedoch nicht unbedingt der Fall sein muß. Es ist lediglich darauf
zu-achten, daß die den Ausgleichskolben 24 und 25 über das Werkstück vermittelte
Spannkraft der Spannkolben 15 und 16 der zweiten Spannbacke 12 bei entsprechender
Belastung eine Bewegungskomponente in Richtung auf die Werkstückauflageebene A ermöglicht.
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Es ist keineswegs erforderlich, die erfindungsgemäße hydraulische
Spannvorrichtung so wie in den ein Ausführungsbeispiel betreffenden Zeichnung zu
realisieren. Dies bezieht sich insbesondere auf die nicht notwendige Verwendung
einer Baukastengrundplatte. Man kann, namentlich bei'nicht allzu hohen Spannkräften
auch eine einfachere schraubstockartige Ausführung vorsehen. Zweckmäßig enthält
dann die spindelverstellbare Backe einen Anschluß an ein hydraulisches Pumpensystem,
während die bei einem Schraubstock normalerweise feststehende Backe die Kolben des
geschlossenen hydraulischen Systems aufweisen könnte. Oder man kann die Spannbacken
11 und 12 direkt auf einem Maschinentisch befestigen.
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L e e r s e i t e