DE4116979A1

DE4116979A1 - Zentrier- und spannschrauben-vorrichtung

Info

Publication number: DE4116979A1
Application number: DE19914116979
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: JOHANN SPREITZER WERKZEUG NORM
Current assignee: JOHANN SPREITZER WERKZEUG NORM
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1992-11-26

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich tung mit gegenläufiger Umlenkung von system-logisch auf entsprechenden Grundelementen montierten Teilen einer mehrteiligen Zentrier- und Spannschrauben-Vor richtung mit lagen-orientierter, definierter Zuordnung von mindestens zwei verschraubten Maschinenteilen, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Vorrichtung zur gegenseitigen Verschiebung von Werkstücken und/oder Hilfswerkzeugen, mit Hilfe von mechanischen Getrieben, z. B. Ritzel-Zahnstangen-, Schnecken-Zahnstangen-Trieben, hydraulischen (pneumatischen) Trieben od. dgl., laut Oberbegriff von Anspruch 1.

In der Technologie der Universal-Systeme für die Bestückung z. B. eines Bearbeitungszentrums mit symmetrisch aufeinander zu bewegten und symmetrisch zentrierten Backen von Schraubstöcken od. dgl., wobei ein Platten wechsel von Aufspannkörper und Spannvorrichtung mit verschiedenen Spannelemeten systemlogisch auf entspre chende Grundelemente zu montieren sind, werden schon seit einiger Zeit erhebliche höhere Anforderungen an die Formbeständigkeit von Aufspanneinheiten usw. ge stellt und eine derzeit mangelhafte und unzureichende Funktion beanstandet.

Diese Forderungen gelten für alle Varianten von Grundelementen, Spannelementen und dgl. sowie gegebenen falls der Details. Im Besonderen ist die Forderung nach höherer Formbeständigkeit neuerdings in steigendem Maße im Zusammenhang mit dem Austausch bzw. Wechsel verschie dener Montage-Bedingungen bzw. Kombinationen erhoben.

Bei der Beurteilung dieser Forderungen bzw. mög licher Lösungswege ist vor allem zu berücksichtigen, daß in der Praxis des Standes der Technik mit einer hohen Zentrier- und Wiederholbarkeit schon bei Grenz werten der Genauigkeit, d. h. einer maximal zulässigen Abweichung, die Fehler in einem Bereich kleiner als 0,01 mm liegen müssen, wozu sowieso präzisionsgeschlif fene und kugelgelagerte Gewindespindeln, bzw. entspre chende Spanneinheiten oder Zubehör eingesetzt werden müssen. Im allgemeinen ist es mit den bisher zugängli chen Mitteln möglich, daß sich die Reproduzierbarkeit bei unterschiedlichen wiederholten größeren Stückzahlen der Werkstücke nur eingeschränkt erreichen läßt.

Bei den hier in Rede stehenden Feingewinde-Ju stier- und Spannschrauben handelt es sich um solche, die in der Regel zwei gegeneinander verschiebbare Führungsbacken, die im rechten Winkel zu ihrer Ober fläche geführt sind, wobei bekanntlich jeder derselben mit einem oder mehreren zugehörigen Spannbacken und gegebenenfalls zwischen ihnen Distanz- und/oder Funk tionseinheiten ebenfalls kraftschlüssig verbunden angeordnet sind und unter Antrieb stehen.

Bei einer hydraulischen Druckbeaufschlagung des mit den Spannvorrichtungen in Antriebskupplung stehen den Kolbens bewegen sich die beiden Backen, wie bekannt und üblich, symmetrisch aufeinander zu und zentrieren das Werkstück mittig. Der eine rechte Backen erfährt dabei seine Bewegung direkt durch einen Kolben, der durch ein Druckmittel aus einem Zylinder seitlich und unterhalb von der Zentrier- und Spannvorrichtrung ange ordnet ist und mit dem zugehörigen Schieber und dem Zentrierkörper eine Verschiebung verursacht, während eine untere Zahnstange unter Zwischenkupplung durch ein Zahnrad schließlich den dort betroffenen Zentrierkörper einwandfrei verbindet.

Bei nacheinander wechselweise verschieden hoch eingestellten Hydraulik-Drücken hat sich nun ergeben, daß sich die Mitten-Zentrierung des Werkstücks mit zunehmenden Druck-Änderung z. B. einseitig nach links abweichend verschiebt. Diese Verschiebung ist dadurch begründet, daß sich der "labile" linke Backen wegen der Nachgiebigkeit der Zahnelemente eines Zahnrads, einer unteren bzw. oberen Zahnstange verschiebt, während der rechte "starre" Backen, wie der Name sagt, seine unveränderte Lage behält bzw. wieder einnimmt.

Da eine einwandfreie "Mitten-Zentrierung" bei verschiedenen Drücken unverzichtbar ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Zentriervorrichtung für die kraftschlüssige Verbindung von Grundkörper und Lagerungsvorrichtungen der hier einschlägigen Spannvor richtung so zu verbessern, daß die Werkzeug- Kombination kompakt, dh. raumsparend ausgebildet ist und trotzdem im gleichen Zuge die Genauigkeits-Anforderungen in noch höherem Grade erfüllt werden als bei den bekannten bzw. praktisch eingeführten Vorrichtungen. Bei einem Schraub stock der hier vorwiegenden Bauart, vor allem unter sehr verschiedenen Arbeitsbedingungen, liegt das Gewicht der Aufgabe vordergründig auf der Vermeidung von Ver schiebungen des Werkstücks aus der Mitte, die durch unterschiedliche Spannungs-Wirkungen infolge von Bewe gungsunterschieden zwischen den Pneumatik-Versetzungen des Kolbens und der nicht ganz gleichen Getriebe-Ver setzung und letzten Endes zwischen den Backen entstehen.

Diese Aufgabe wird bei dem Anmeldungsgegenstand gemäß dem Oberbegriff des 1. Anspruchs durch die Kombi nation der dort enthaltenen Merkmale mit denen der Erfindung gemäß dem kennzeichnenden Teil des 1. Anspruchs gelöst. Weitere Besonderheiten oder Ergänzungen sind Gegenstände der Unteransprüche.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert, es stellen dar:

Fig. 1 Fälle für die Verwendung der Zentrier- und Spannschrauben- Vorrichtung in einem Maschinen schraubstock bei einer Kombi nation aus Grundkörper mit einem mechanischen Übertragungselement (gegenläufige Spindel) - (1a oder 1b) - oder in einer Doppel-Kom bination, wobei die Spannbacken auf den Führungsbacken in einem Falle normal, dh. symmetrisch und im anderen Falle seitlich versetzt in einer speziellen Ausbildung angebracht sind - (1c oder 1d) -;

Fig. 2 eine Ausbildung der gegenläufigen Zentrier- und Spannschrauben-Vor richtung mit hydraulischer (pneu matischer) Übertragung

a) im Schnitt
b) in Seitenansicht.

Fig. 3 die Ausbildung für Mitten-Zentrie rung mit Ausgleichselementen und Ausgleichsmitteln für Übertragungs- Verzerrungen zwischen rechtem und linkem Schieber

a) im Schnitt
b) in Seitenansicht.

Fig. 1a und 1b zeigen einen für die Verwendung als Einrichtung mit gegenläufiger Umlenkung von system logisch auf entsprechenden Grundelementen montierten Teilen einer mehrteiligen Zentrier- und Spannschrau ben-Vorrichtung mit lagen-orientierter, definierter Zuordnung von mindestens zwei verschraubten Maschinen teilen vorbereiteten Maschinen-Schraubstock in Ver bindung mit einer Vorrichtung zur gegenseitigen Ver schiebung von Werkstücken und/oder Hilfswerkzeugen von mechanischen Getrieben.

Die Einrichtung enthält einen Grundkörper (101), der die Führungsbacken (102, 103) und die Getriebegruppe der mechanischen Bauart für die Zentrierkörper, dh. auch die zwischen Enden und bei den mittleren Seitenwänden der Führungsbacken die Führungsteile als präzisions-gela gerte Schiebekörper angeordnet enthält, die auf der treibenden Getriebe-Einheit laufen und damit die Füh rungs-Backen in der Längsrichtung mit getrennten mecha nischen Übertragungs-Mitteln, verschieben, wobei Spann backen (112, 113) an inneren, einander gegenüber liegenden Absätzen der Führungsbacken montiert sind, sowie andere Spannbacken für andere Spannweiten, die mit den Führungs backen kraftschlüssig und lagensicher verbunden sind, wobei mit Hilfe unterschiedlicher Spannbacken und der verschiedenen Befestigungsmöglichkeiten die Spannweite des Maschinen-Schraubstocks innerhalb weiterer Abstands bereiche veränderbar ist, wovon der durch die Getriebe einstellung erreichbare Wert durch den Abstand der Führungselemente von dem Zentrierkörper und dem Präzi sionslager bestimmt ist und der verbleibende Teil der Abstandänderung durch unterschiedliche Spannbacken ver wirklicht wird.

In Fig. 2a ist die Zentrier- und Spannschrauben- Vorrichtung der hydraulischen Bauart dargestellt, die aus dem Spannbackenpaar (201, 202) mit Führungsbacken (203, 204) einschließlich Winkelabsätzen (205, 206) zusammengesetzt und im wesentlichen prinzipiell an das System der Fig. 1 angeglichen ist; in Fig. 2 b) ist die Seitenansicht dargestellt. Die Winkelabsätze (205, 206) sind in einer Flucht oberhalb der Abschlußplatte (207) mit den Durchbrüchen (208, 209) im linken bzw. rechten Abschnitt für die Zentrierkörper (210, 211) ausgestat tet, welch letztere zusammen mit den Schiebern (212, 213) die Führungsbacken (203, 204) in der Längsrichtung gegenläufig verschieben sollen.

Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß der Schie ber (213) durch den Kolben (214) bei Beaufschlagung mit hydraulischem Antrieb aus dem Druckmittel in dem Zylinder (215) mit Rückwand (216), oberer (217) und unterer Deckplatte (218), sowie Zylinderdeckel (219) ausgelenkt wird. Die Zylinder-Einheit ist in üblicher Weise mit Dichtungsmitteln (221, 222) ausgestattet. Gemeinsam mit der Abschlußplatte (207) und dem Gehäuse unterteil (223) ist das Zylinder-Gehäuse mit dem Gegen deckel (219a) ausgestattet und verschlossen. Auf dem Gehäuse-Unterteil (223) werden die Verschiebung des unteren Teils (224) des eigentlichen Schiebers (213) auf die Zahnstange (225), deren Bewegung über das Zahnrad (226) auf die obere Zahnstange (212) mit dem Zentrierkörper (210) übertragen, so daß die Winkelab sätze (205, 206) gegenläufig verschoben werden.

In Fig. 3 ist die Zentrier- und Spannschrauben- Vorrichtung weitgehend zu gleichen Teilen wie in Fig. 2 übernommen. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß der eigentliche Schieber aus dem unteren Teil (224) und dem Zusatzteil (Ausgleichselement) (251) zusammen gesetzt ist, wobei auf dem Bolzen (252), der mit Steck stift (254) gehalten ist, mit Spiel in der Bohrung (253) gefaßten Zusatzteils (251) infolge der Nachgiebigkeit der Haltung des Zwischen-Ausgleichs-Elements (256) auf dem Bolzen (252) seine Verschiebung mit Spiel angepaßt und somit beide gegenläufigen Verschiebungen aneinander angeglichen sind.

Claims

1. Einrichtung mit gegenläufiger Umlenkung von system logisch auf entsprechenden Grundelementen montierten Teilen einer mehrteiligen Zentrier- und Spannschrau ben-Vorrichtung mit Lagen-orientierter, definierter Zuordnung von mindestens zwei verschraubten Maschinen teilen, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Vorrich tung zur gegenseitigen Verschiebung von Werkstücken und/oder Hilfswerkzeugen, mit Hilfe von mechanischen Getrieben, z. B. Ritzel-Zahnstangen-, Schnecken-Zahnstan gen-Trieben, pneumatischen Trieben od. dgl., dadurch gekennzeichnet,
daß ein Maschinenschraubstock im Grundkörper (101), der die Führungsbacken (102, 103) und die Getriebegruppe der mechanischen, pneumatischen od. dgl. Bauart für die Zentrierkörper, d. h. auch die zwischen Enden und bei den mittleren Seitenwänden der Führungsbacken die Führungs teile als präzisions-gelagerte Schiebekörper angeordnet enthält, die auf der treibenden Getriebe-Einheit laufen und damit die Führungsbacken (102, 103) in der Längsrich tung mit getrennten, gemischt mechanisch/pneumatischen Übertragungs-Mitteln, nämlich einer Zylinder-Kolben- Schieber-Einheit mit Ausgleichs-Element (251) einerseits direkt und andererseits mittelbar über eine aus diesem Schieber und einem Zahnradgetriebe indirekt abgeleitete zweite Schiebereinheit in der Längrichtung gegenläufig verschieben,
wobei Spannbacken (112, 113) an inneren, einander gegen über liegenden Absätzen der Führungsbacken montiert sind, sowie andere Spannbacken für andere Spannweiten, die mit den Führungsbacken kraftschlüssig und lagensicher verbunden sind, wobei mit Hilfe unterschiedlicher Spann backen und der verschiedenen Befestigungsmöglichkeiten die Spannweite des Maschinenschraubstocks innerhalb weiterer Abstandsbereiche zu verändern ist, wovon der durch die Getriebeeinstellung erreichbare Wert durch den Abstand der Führungselemente von dem Zentrierkörper und dem Präzisionslager bestimmt ist und der verbleibende Teil der Abstandsänderung durch unterschiedliche Spannbacken verwirklicht wird.

2. Einrichtung einer Zentrier- und Spannschrauben-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbacken mit je einem unteren, nach innen gerichteten Winkelabsatz zusammen mit einem Gehäuse-Oberteil ausgestattet sind und mit Durchbrüchen im äußeren Bereich des Zentrier körpers symmetrisch zur Mitte ausgestattet sind, wobei eine entsprechende Grundplatte als Gehäuse- Unterteil dient,
so daß diese und die obere Platte zwischen sich und dem Zylinder, bestehend aus oberer und unterer Deck platte, sowie einer äußeren und inneren Abschlußplatte für hydraulische (pneumatische) Übertragung von Ge triebe-Bewegungen, letztere für die Führung des Kolbens als hydraulischem (pneumatischem) Antrieb für den zu dem zugehörigen Zentrierkörper nahe dem Kolben ange ordneten Schieber einerseits und dem zu der Gruppe aus Zahndrad und oberer, sowie unterer Zahnstange gehörenden Zentrierkörper nahen anderen Schieber andererseits, so daß beide bei Beaufschlagung des Kolbens mit pneumatischem Antrieb gegenläufig verscho ben werden.

3. Einrichtung einer Zentrier- und Spannschrauben- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse-Unterteil in den eigentlichen Schieber und einem Zusatzteil aufge teilt ist, der auf dem Schieber mittels einem parallel zu der Achse der Spannbacken-Paare gehaltenen Steck stift mit seinem Bolzen gehalten ist, der ein größeres Spiel zwischen einer Bohrung für den Bolzen aufweist, wodurch ein Zwischen-Ausgleichs-Element als elastische Halterung dem zugeordneten Zentrierkörper zuläßt.