DE3502362C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannstock gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs.

Bei einem aus der AT-PS 2 70 337 bekannnten Spannstock dieser Gattung wird der Kolben pneumatisch beaufschlagt und gegen die Kraft einer Druckfeder verschoben. Bei dieser Verschie­ bung drückt der Kolben über seinen Innenkegel das aus einem Kugelkranz beatehende Druckglied radial nach innen zwischen zwei sich V-förmig erweiternde Schultern, wodurch das Druck­ rohr mit einer hohen Kraftübersetzung axial verschoben wird und die Spannzange schließt. Wird der Kolben nicht mit Druckluft beaufschlagt, so wird er durch die Feder in die Freigabestellung zurückbewegt und die Spannzange öffnet sich.

Die Druckschraubenfeder ist Verschleiß und Ermüdung unter­ worfen. Da sich die Spannzange automatisch öffnet, wenn kein pneumatischer Druck ansteht, öffnet sich die Spannzange auch bei einem unerwünschten Ausfall des pneumatischen Druckes. Dies kann zu Beschädigungen des Werkstückes, der Werkzeuge und der Bearbeitungsmaschine und insbesondere auch zu Ver­ letzungen der Bedienungsperson führen.

Aus der DE-AS 16 02 716 ist ein Spannstock bekannt, bei welchem das die Spannzange schließende Druckrohr durch Federkraft axial in die Spannstellung beaufschlagt wird. Zum Öffnen der Spannzange wirkt ein pneumatisch beaufschlagter Kolben auf das Druckrohr. Bei diesem Spannstock wird die Spannzange bei einem Ausfall des pneumatischen Druckes betriebssicher in der Schließstellung gehalten. Auch hier sind allerdings die den Schließdruck erzeugenden Federn Verschleiß und Ermüdung unterworfen. Eine Kraftübersetzung ist nicht vorgesehen, so daß eine hohe Federkraft für das Schließen der Spannzange notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannstock zu schaffen, der auch bei Ausfall des pneumatischen Druckes betriebssicher ist und eine hohe Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Spannstock der eingangs genann­ ten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs.

Bei dem erfindungsgemäßen Spannstock verschiebt der beidseitig pneumatisch beaufschlagte Kolben bei der Hubbewegung in seine eine Endstellung das Druckrohr nach vorn auf den Druckkegel der Spannzangen und spannt diese. Der Kolben bleibt in dieser Endstellung und hält somit die Spannzange geschlossen, bis er durch pneuma­ tische Druckbeaufschlagung in entgegengesetzter Rich­ tung in seine anderen Endstellung bewegt wird, in welcher er das Druckrohr freigibt. Die Spannzange kann sich dann elastisch aufspreizen und das Druckrohr zurückschieben, so daß sich die Spannzange öffnet. Das Öffnen der Spannzange macht also eine aktive Beauf­ schlagung des Kolbens mit pneumatischem Druck notwen­ dig. Ein Ausfall des pneumatischen Druckes während des Betriebes hat deshalb kein automatisches Öffnen der Spannzange zur Folge. Die Spannzange bleibt vielmehr geschlossen und die oben genannten Schäden können nicht auftreten.

Außerdem weist der Spannstock keine der Ermüdung und dem Verschleiß unterworfene Druckfeder auf, so daß seine Lebensdauer größer ist.

Der Kolben weist eine Hülse mit Innenkegel auf, die bei der Kolbenverschiebung ein Druckglied, vorzugsweise in Form eines Ringes von Kugeln radial nach innen zwischen zwei V-förmig gegeneinander abge­ schrägte Schultern drückt. Die eine der Schultern ist dabei axial am Gehäuse abgestützt, während die andere axial an dem Druckrohr abgestützt ist. Wird das Druck­ glied radial zwischen die Schultern eingedrückt, so verschiebt es das Druckrohr gegenüber dem Gehäuse und damit gegenüber der Spannzange. Wird der Kolben in entgegengesetzter Richtung bewegt, so gibt die Hülse das Druckglied frei, so daß es sich radial zwischen den zwei Schultern nach außen bewegen kann, um das Druck­ rohr für die Verschiebung durch die sich auseinander­ spreizende Spannzange freizugeben.

Der Innenkegel der mit dem Kolben verbundenen Hülse und die abgeschrägten Schultern weisen jeweils solche Keilwinkel auf, daß einerseits mit einem verhältnis­ mäßig geringen pneumatischen Druck eine hohe Schubkraft des Druckrohres und damit eine eine hohe Schließkraft der Spannzange erreicht wird und andererseits eine selbsthemmende Wirkung erzielt wird, die ein Zurück­ schieben des Druckrohres und über das Druckglied ein Zurückschieben des Kolbens beim Ausfall des pneumati­ schen Druckes verhindert.

Der Spannstock ist einfach aufgebaut und einfach zu montieren.

Der Spannstock eignet sich insbesondere für Bohr- und/oder Fräsmaschinen. Zur Bearbeitung von Stangen­ werkstoffen kann die Spannzange axial durchgehend hohl ausgebildet sein, so daß der Stangenwerkstoff durch den Spannstock hindurch zugeführt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt des Spannstockes.

Der Spannstock weist ein Gehäuse auf, das aus einer vorderen Gehäusehälfte 1 und einer hinteren Gehäuse­ hälfte 2 zusammengesetzt ist. Die beiden Gehäusehälften 1 und 2 sind durch einen Dichtungsring 16 abgedichtet.

Die vordere Gehäusehälfte 1 weist eine axiale Bohrung auf, in welcher durch einen Dichtungsring 12 abgedich­ tet ein Druckrohr 8 axial verschiebbar geführt ist. In dem Druckrohr 8 sitzt koaxial eine Spannzange 4. In an sich bekannter Weise weist das Druckrohr 8 an seinem axial vorderen Ende einen Innenkegel auf, der mit einem Druckkegel der Spannzange 4 zusammenwirkt. Die Spann­ zange 4 stützt sich gegen den Druck des Druckrohres 8 axial mit einer Schulter an einer Überwurfmutter 9 ab, die auf das vordere Gehäuseteil 1 aufgeschraubt ist.

In der dem hinteren Gehäuseteil 2 zugekehrten axialen Stirnfläche des vorderen Gehäuseteils 1 ist eine kreis­ ringförmige konzentrische Ausnehmung 10 mit recht­ eckigem Querschnitt ausgedreht. In der Ausnehmung 10 ist ein kreisringförmiger Kolben 3 axial verschiebbar gelagert und mit Dichtungsringen 13 und 14 gegenüber der koaxialen Innen- bzw. Außenwand der Ausnehmung 10 abgdichtet. Der Kolben 3 greift mit einem axialen An­ satz in eine konzentrische topfförmige Ausdrehung 20 des hinteren Gehäuseteiles 2. Ein Dichtungsring 15 dichtet den Kolben 3 gegen die Wand der Ausdrehung 20 ab.

Ein Anschluß 17 führt über einen Kanal auf der einen Seite (in der Zeichnung oberhalb) des Kolbens 3 in die Ausnehmung 10, während ein Anschluß 18 über einen Kanal auf der entgegengesetzten Seite (in der Zeichnung unterhalb) des Kolbens 3 in die Ausnehmung 10 führt. Wird Druckluft über den Anschluß 17 dem Raum oberhalb des Kolbens 3 zugeführt, so wird dieser (in der Zeich­ nung) nach unten gedrückt. Wird Druckluft über den Anschluß 18 dem kreisringförmigen Raum zwischen dem Kolben 3, der Außenwand des vorderen Gehäuseteiles 1 und der Stirnfläche des hinteren Gehäuseteiles 2 zuge­ führt, so wird der Kolben 3 (in der Zeichnung) nach oben gedrückt.

In den in die topfförmige Ausdrehung 20 hineingreifen­ den Ansatz des Kolbens 3 ist eine koaxiale Hülse 5 eingepreßt, die einen sich von der Spannzange 4 weggerichtet nach hinten öffnenden Innenkegel aufweist. Der Öffnungswinkel des Innenkegels bezogen auf die Mittelachse ist kleiner als 45°.

Im Bereich der topfförmigen Ausdrehung 20 ist auf das Druckrohr 8 ein Ring 6 aufgesezt, der sich in Richtung auf die Spannzange 4 axial an einer Schalter des Druck­ rohres 8 abstützt.

In den Boden der topfförmigen Ausdrehung 20 ist ein weiterer Ring 7 konzentrisch eingepreßt, in welchem das Druckrohr 8 gleitet. Die einander zugekehrten axialen Stirnflächen der Ringe 6 und 7 sind so abgeschrägt, daß sie in radialer Richtung V-förmig nach außen auseinan­ derlaufen. Der Kegelwinkel der konischen Abschrägung der Ringe 6 und 7 in bezug auf die Mittelachse liegt zwischen 45° und 90°, so daß die durch die beiden Ringe 6 und 7 gebildeten abgeschrägten Schultern einen Winkel von weniger als 90° zwischen sich einschließen.

Zwischen die beiden Ringe 6 und 7 ist ein Ring von Stahlkugeln 19 eingelegt. Die Kugeln 19 werden zwischen den jeweils aus gehärtetem Stahl bestehenden Ringen 6 und 7 sowie der ebenfalls aus gehärtetem Stahl beste­ henden Hülse 5 gehalten.

Wird der Kolben 3 pneumatisch (in der Zeichnung) nach unten gedrückt, so schiebt sich die Hülse 5 über die Kugeln 19 und drückt diese durch die Keilwirkung des lnnenkegels der Hülse 5 radial nach innen. Dabei drücken die Kugeln 19 die Ringe 6 und 7 auseinander, so daß der Ring 6 und mit diesem das Druckrohr 8 nach vorne (in der Zeichnung nach oben) geschoben werden und der Innenkegel des Druckrohrs 8 die Spannzange 4 schließt. Dieser Zustand ist in der Zeichnung gezeigt.

Wird der Kolben 3 durch Druckluftzuführung über den Anschluß 18 nach vorne (in der Zeichnung nach oben) geschoben, so gibt die Hülse 5 die Kugeln 19 frei, so daß diese radial nach außen ausweichen können. Die Spannzange 4 kann sich nun unter ihrer elastischen Eigenspannung auseinanderspreizen und öffnen, wobei sie mit ihrem Druckkegel das Druckrohr 8 zurückschiebt.

Fällt im geschlossenen Zustand der Spannzange 4 der pneumatische Druck aus, so bleibt die Spannzange geschlossen, da die Hülse 5 die Kugeln 19 radial nach innen gedrückt hält. Die Kegelwinkel der Ringe 6 und 7 sowie der Hülse 5 verhindern nach Art einer Selbst­ hemmung, daß die elastische Spreizkraft der Spannzange 4 das Druckrohr 8 zurück und über die Kugeln 19 die Hülse 5 mit dem Kolben 3 nach vorne (in der Zeichnung nach oben) schieben kann.

Die Spannhülse 4, das Druckrohr 8 und das hintere Ge­ häuseteil 2 sind axial durchgehend offen, so daß auch Stangenwerkstoffe von hinten durch den Spannstock zuge­ führt und gespannt werden können.

Claims (1)

1. Spannstock mit Druckspannung, mit einem Gehäuse, mit einer einen Druckkegel und eine Schulter aufweisenden Spannzange, mit einem axial verschiebbaren Druckrohr, das einen mit dem Druckkegel zusammenwirkenden Innenkegel aufweist, mit einem in dem Gehäuse axial verschiebbaren, pneumatisch beauf­ schlagbaren Kolben, der das Druckrohr ringförmig umschließt und einen Innenkegel aufweist, und mit zwei in radialer Richtung V-förmig nach außen auseinanderlaufenden Schultern, von denen die der Spannzange axial entgegengesetzte am Gehäuse und die der Spannzange axial zugekehrte am Druckrohr festgelegt ist und zwischen die ein Druckglied durch den Innenkegel des Kolbens radial verschiebbar ist, um das Druckrohr in Spannstellung der Spannzange zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) beidseitig pneu­ matisch beaufschlagbar ist und daß der Kegelwinkel des am Kolben (3) vorgesehenen Innenkegels und der von den V-förmig auseinanderlaufenden Schultern (Ringe 6, 7) eingeschlossene Winkel so gewählt sind, daß für das Zurückschieben des Druckrohres (8) aus der Spannstellung eine Selbsthemmung auftritt.