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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Maschinenschraubstock, betätigt mittels
Druckluft als Geber der Eingangsdruckkraft und mittels Hydrauliköl als Mittel
für deren
Verstärkung,
mit einer Baugruppe für
die Verstärkung
der Eingangsdruckkraft im Gebiet einer feststehenden Schraubstockbacke, wobei
eine pneumatisch/hydraulische Baugruppe (PHB) als eine Einheit für die Verstärkung der
Eingangsdruckkraft mit einem pneumatischen Kolben, dessen Arbeitshub
gegen den Arbeitshub einer beweglichen Schraubstockbacke gerichtet
ist, und mit einem hydraulischen Kolben, dessen Arbeitshub synchron
und übereinstimmend
mit dem Arbeitshub der Schraubstockbacke ist, versehen ist; ein
Stabkolben ist zum pneumatischen Kolben an der Seite gegenüber seiner
Arbeitsfläche
angeschlossen, wobei der Stabkolben mit dem pneumatischen Kolben
aus einem Stück
gebildet ist; ein Schraubstockbolzen ist zum hydraulischen Kolben
an der zur beweglichen Schraubstockbacke zugewandten Seite angeschlossen,
wobei der Schraubstockbolzen mit dem hydraulischen Kolben aus einem
Stück gebildet
ist; der hydraulische Kolben weist an seiner zum Stabkolben orientierten
Seite ein axiales mittiges Loch auf, das sich mit einem entsprechend
vergrößerten Durchmesser
in den Bereich des Schraubstockbolzens erstreckt, um eine zylindrische
hydraulische Kammer zu bilden; mindestens zwei durchlaufende Durchgänge sind
in der Wand des Schraubstockbolzens bzw. des hydraulischen Kolbens
zum Fördern
des Hydrauliköls
von der zylindrischen hydraulischen Kammer und eine äußere ringförmige Ecke,
die durch den Schraubstockbolzen und den hydraulischen Kolben gebildet
wird, vorgesehen; und der Stabkolben wirkt mit dem mittigen axialen
Loch bzw. der hydraulischen Kammer des hydraulischen Kolbens/Schraubstockbolzens
zusammen.
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Der
Maschinenschraubstock des oben angegebenen Typs ist aus
FR 1.359.934 (Torossian)
bekannt. Unter anderem sind zwei Leitungen zur Versorgung mit Druckluft
für die
Durchführung
des Arbeits- bzw. Rückkehrhubs
des Kolbens und zur Zuführung
des Hydrauliköls
vorgesehen, ein pneumatischer Abschnitt davon muss von einem hydraulischen
Abschnitt demontiert werden, was alles Nachteile für die Praxis
sind.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen pneumatisch/hydraulischen
Schraubstock, insbesondere einen Schraubstock des oben angegebenen
Typs zu schaffen, der jede gewünschte
Verbindung von Schraubstöcken
in Baugruppen von parallelgekuppelten Schraubstöcken ermöglicht, die horizontal oder
vertikal sowie zweidimensional oder dreidimensional angeordnet sein
können,
wobei keine Zuführung
der Druckluft an der Seite des Schraubstocks mit einer beweglichen
Backe vorhanden ist und große
Spannkräfte
in kleinen Schraubstöcken erreicht
werden.
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Erfindungsgemäß wird die
angeführte
Aufgabe durch die folgenden baulichen Merkmale erreicht.
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Im
pneumatischen Kolben und im Stabkolben ist ein axialer Durchgang
vorgesehen, der an der Seite des pneumatischen Kolbens lösbar abgedichtet ist,
zweckmäßigerweise
durch einen Gewindezapfen.
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Erfindungsgemäß sind der
Durchgang des Stabkolbens, die hydraulische Kammer des hydraulischen
Kolbens/Schraubstockbolzens, die durchlaufenden Durchgänge und
eine an der Arbeitsseite des hydraulischen Kolbens gebildete Kammer
der PHB mit Hydrauliköl
gefüllt,
das in dieser Position ein bauliches Element des Schraubstocks bildet.
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Erfindungsgemäß ist zwischen
den pneumatischen Kolben und den hydraulischen Kolben eine Druckfeder
eingesetzt, die als eine Rückholfeder wirkt,
wenn die Druckluft abgestellt wird.
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Erfindungsgemäß ist an
dem Schraubstockbolzen eine Schraubstockspindel aufgesteckt, die
die Rotationsfreiheit hält.
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Erfindungsgemäß ist ein
Außenende
der Schraubstockspindel als ein trommelförmiger Knopf gebildet, der
an seiner äußeren Mantelfläche in Verbindung
mit der Schraubstockspindel eine ringförmige Schulter für das Anliegen
einer stützenden,
in einem Schraubstockjoch angeordneten Druckfeder und an seiner
inneren Mantelfläche
eine ringförmige Schulter
für die
Abnahme der axialen Druckkraft des Schraubstockbolzens bildet.
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Der
pneumatische Abschnitt und der hydraulische Abschnitt der Baugruppe
für die
Verstärkung den
Eingangskraft des Schraubstocks sind zu einer einzigen Konstruktion
verbunden.
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Die
Kraft, die durch Druckluft am pneumatischen Kolben, d.h. einen Kolben
mit einer größer Arbeitsfläche erzeugt
wird, wird somit durch diesen Kolben mittels eines Kolbens mit einer
kleineren Arbeitsfläche
ausgeübt.
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Der
Schraubstockbolzen ist ein Element des Schraubstocks zur Übermittlung
der Kraft des hydraulischen Kolbens zur Schraubstockspindel.
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Nachstehend
wird die Erfindung mittels eines in der beigelegten Zeichnung gezeigten
Ausführungsbeispiels
ausführlich
offenbart, wo die einzige Figur
einen Aufriss eines vertikalen
zentralen Längsschnitts
eines horizontal eingebauten erfindungsmäßigen Schraubstocks im Standby-Zustand
darstellt.
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Der
Schraubstock enthält
ein Schraubstockbett 1, dessen äußere Form ein Parallelepiped
ist, im Wesentlichen ein U-Profil, dessen Stege an einem Ende des
Körpers
eine feststehende Schraubstockbacke 2 unterstützen, die
mit den Stegen des Schraubstockbetts 1 zweckmäßigerweise
so verbunden ist, dass ein Verbund gebildet wird. Der Restteil der
oberen Fläche
der Schraubstockbettstege trägt eine
bewegliche Schraubstockbacke 3, die bei der Bewegung dadurch
auch gesteuert wird.
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Von
dem Ende des Schraubstockbetts 1 mit der feststehenden
Schraubstockbacke 2 ist eine pneumatisch/hydraulische Baugruppe
(PHB) 4 in den Hohlraum des profilierten Schraubstockbetts 1 koaxial
mit ihm eingeführt
und auf die nachstehend beschriebene Weise daran angebracht.
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Die
PHB 4 besteht aus einem Gehäuse 5, dessen Querschnitt
zweckmäßiger-,
aber nicht notwendigerweise entsprechend dem Hohlraum des Schraubstockbetts 1,
in den es eingebaut ist, gestaltet ist. Im Wesentlichen ist das
Gehäuse 5 ein
hülsenförmiges Element
mit einer (profiliertem) äußeren Mantelfläche und
einem stufenförmigen
zylindrischen inneren Hohlraum, der eine Kammer 6 mit einem
zweckmäßigerweise
größeren Durchmesser und
eine daran angeschlossene Kammer 7 mit einem zweckmäßigerweise
kleineren Durchmesser umfasst. Das Gehäuse 5 ist dabei so
gerichtet, dass die Mündung
der Kammer 6 in die Richtung des nächsten Endes des profilierten
Schraubstockbetts 1 offen ist. Das Gehäuse 5 hat ein Bodenelement 8,
das die Schlusswand der Kammer 7 ist. Im Bodenelement 8 ist
ein Durchgang 9 vorgesehen.
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Von
der Seite der PHB 4 ist in den Durchgang 9 des
Bodenelements 8 des Gehäuses 5 ein Schraubstockbolzen 10 eingelegt,
der das zentrale Element des Schraubstocks zum Verbinden der PHB 4 und
der beweglichen Schraubstockbacke 3 ist. In die Kammer 7 ist
ein Kolben 11 eingelegt. Der Kolben 11 bestimmt
im Hinblick auf das Bodenelement 8 des Gehäuses 5 der
PHB 4 eine hydraulische Arbeitskammer 7a.
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Wie
aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Schraubstockbolzen 10 mit
dem Kolben 11 aus einem Stück gebildet. Der Kolben 11 hat
ein axiales mittiges Loch 12, das an der Seite des Schraubstockbolzens 10 breiter
wird, um eine Kammer 13 zu formen, die in den Bereich des
Schraubstockbolzens 10 reicht und mit dem Loch 12 verbunden
ist. In der Wand des Schraubstockbolzens 10, der die Kammer 13 formt,
und/oder im Kolben 11 sind zwei oder mehr im Wesentlichen
radiale Durchgänge 14 vorgesehen, die
die Kammer 13 und die Mantelfläche des Tandemelements Schraubstockbolzen 10/Kolben 11 verbinden,
zweckmäßigerweise
an ihrer Kontaktlinie, d.h. im ringförmige Ecke. Dadurch ist eine
Kommunikation zwischen den Kammern 7a, 13 hergestellt.
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Von
der Seite der Kammer 6 ist in das Loch 12 des
Kolbens 11 ein Stabkolben 15 eingelegt. Aus den
weiter unten erklärten
Gründen
ist der Stabkolben 15 hohl, so dass er im Wesentlichen
ein Rohr ist. In die Kammer 6 ist ein Stabkolben 16 eingelegt,
der auch zentrisch gelocht ist. Der stabförmige Kolben 15 ist
zweckmäßiger-,
aber nicht notwendigerweise mit dem scheibenförmigen Kolben 16 in
einem Stück
gebildet und weist einen gemeinsamen zentralen Durchgang 17 auf.
Die sich an der äußeren Seite
des Kolbens 16 befindende Mündung des Durchgangs 17 ist
mit einem Gewindezapfen 18 abgedichtet.
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Zwischen
den Kolben 11, 16 ist eine auseinanderziehende,
d.h. Druckfeder 19 angebracht.
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Die
Kammer 6 ist an ihrer Mündung
mit einem Deckel 20 abgedichtet. Der Kolben 16 bestimmt im
Hinblick auf den Deckel 20 der PHB 4 eine pneumatische
Arbeitskammer 6a. Außerdem
ist die PHB 4 mit dem Deckel 20 an das Schraubstockbett 1 befestigt,
wobei der Deckel 20 zu diesem Zweck an der Stirnseite des
profilierten Bettes 1 befestigt ist und seine Kontur zweckmäßigerweise
der Kontur des Bettes entspricht. Der Deckel 20 weist ein
zentrales Gewindeloch 21 auf.
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Ein
Lüftungsloch 6b für die Kammer 6 ist nahe
am Treffpunkt der Kammern 6, 7 vorgesehen.
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Am
anderen Ende des profilierten Schraubstockbetts 1, d.h.
gegenüber
der PHB 4, ist ein Schraubstockjoch 22 zwischen
die Stege des Bettprofils eingelegt. Das Joch 22 weist
ein zentrales axiales Loch 23, das sich über einen
kleineren axialen Teil des Joches erstreckt, und eine zentrale axiale
Lagerung 24, die sich über
einen größeren axialen
Teil des Joches erstreckt, auf.
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Die
axiale Abmessung des Schraubstockbolzens 10 ist so groß, dass
er durch das Joch 22 reicht. Zwischen der äußeren Mantelfläche des
Schraubstockbolzens 10 und dem Loch 23 des Joches 22 besteht
ein beträchtlicher
Spalt.
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Von
der Seite des Joches 22 ist eine rohrförmige Schraubstockspindel 25 auf
den Schraubstockbolzen 10 aufgesteckt, wobei die Wanddicke
der Spindel der Größe des oben
erwähnten
beträchtlichen
Spaltes angepasst ist. Die Schraubstockspindel 25 weist
am überwiegenden
Teil ihrer Länge
ein äußeres Gewinde
auf, das mit einem inneren Gewinde eines Trägers 26 der beweglichen
Schraubstockbacke 3 zusammenwirkt.
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Im
Gebiet der Mündung
des Joches 22 ist die Schraubstockspindel 25 flanschartig
auf den Durchmesser der Lagerung 24 erweitert, so dass
zwischen der flanschartigen Erweiterung der Spindel 25 und dem
Bodenelement der Lagerung 24 ein ringförmiger axialer Raum besteht,
in den eine auseinanderziehende, d.h. Druckfeder 27 eingesetzt
ist. Zwischen die Feder 27 (ein bezüglich der Drehung ortsfestes Element)
und die flanschartige Erweiterung der Spindel 25 (eines
rotierenden Elements) ist zweckmäßigerweise
ein Axiallager eingesetzt.
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Der
Schraubstockbolzen 10 schließt mit einem zylindrischen
Ansatzstück
für die
Aufnahme eines ringförmigen
Abstandhalters 28 und einem Gewindeansatzstück für die Aufnahme
einer Gewindemutter 29 ab. Der äußere Durchmesser des Abstandhalters 28 überschreitet
den Durchmesser des Schraubstockbolzens 10, so dass der
Schraubstockbolzen 10 und der Abstandhalter 28 zusammen
eine Kammer für
die Aufnahme eines Axiallagers bilden, das den Schraubstockbolzen 10 (ein
bezüglich
der Drehung ortsfestes Element) von der (drehbaren) Spindel 25 trennt.
Die Spindel 25 schließt
im Gebiet der Gewindemutter 29 mit einem trommelförmigen Knopf 30 ab.
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Ein
Bestandteil des vorgeschlagenen Schraubstocks ist auch eine Füllung des
Hydrauliköls,
die in der Zeichnung nicht besonders dargestellt ist. Im dargestellten
Zustand des Schraubstocks sind die Kammer 7a, die Durchgänge 14,
die Kammer 13 und die Kammer 17 mit Hydrauliköl gefüllt.
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An
das Gewindeloch 21 ist die Druckluftzufuhr mit einem an
sich bekannten Zweipositionen-Steuer-Schalter ON/OFF (nicht dargestellt)
angekoppelt.
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Durch
die Drehung des Knopfes 30 wird Träger 26 der beweglichen
Schraubstockbacke 3 entlang der Spindel 25 entweder
in die eine oder in die andere Richtung in bezug auf die feststehende Schraubstockbacke 2 versetzt,
wodurch die Schraubstockweite A für die Aufnahme des Werkstücks angepasst
wird. Für
die Einspannung des Werkstücks
in den Schraubstock ist ein Arbeitshub B der beweglichen Schraubstockbacke 3 vorgesehen. Somit
ist die Weite (A–B)
die Einspannweite des Werkstücks.
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Wenn
man Druckluft in die Kammer 6a einlässt (ON-Position), stößt die Luft
gegen den Kolben 16, der sich entlang der Kammer 6,
nach links in der Zeichnung, zu bewegen beginnt. Dabei schiebt der rohrförmige Kolben 15,
der in der Kammer 13 als ein Tauchkolben funktioniert,
das Hydrauliköl
aus der Kammer 13 hinaus. Das geschieht durch die Strömung des Öls aus der
Kammer 13 durch die Durchgänge 14 in die Kammer 7a,
was eine Verschiebung des Kolbens 11 entlang der Kammer 7,
nach rechts in der Zeichnung, zur Folge hat. Dabei wird die Feder 19 gepresst.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die gegenseitige Annäherung der
Kolben 16, 11 beendet wird, wenn sie zusammentreffen.
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Da
der Schraubstockbolzen 10 mit dem Kolben 11 verbunden
ist, bewegt er sich zusammen mit ihm. Gleichzeitig drückt das
Abstandstück 28 mittels des
entsprechenden Axiallagers die Spindel 25 vor sich, und
die Spindel 25 zieht den auf ihr aufgehängten Träger 26 und die daran
befestigte bewegliche Schraubstockbacke 3. Die Bewegung
der Spindel 25 wird durch Zusammenpressen der Druckfeder 27 im Joch 22 begleitet.
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Offensichtlich
ist das der Arbeitshub der beweglichen Schraubstockbacke 3 und
er ist auf die Weite B eingestellt.
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Die
Eingangskraft des Schraubstocks ist die Kraft der Druckluft am Kolben 16.
Die Kraft des Kolbens 16 ist zugleich die Kraft des Kolbens 15,
die das Hydrauliköl
in der Kammer 13 presst. Mittels der Durchgänge 14 entsteht Öldruck auch
in der Kammer 7a, wo das Öl auf den Kolben 11 wirkt.
Das Verhältnis der
Arbeitsflächen
der Kolben 11, 15 und der Hübe der Kolben 15, 11 ist
der Multiplikator der Eingangskraft des Schraubstocks.
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Durch
Auslassen der Druckluft (OFF-Position) aus der PHB 4 ist
die Kraft, die an den Kolben 16 wirkt, entfernt. Die akkumulierte
Energie der Druckfedern 19, 27 wird aktiviert
und die Federn beginnen den anfänglichen
Zustand der PHB 4 wieder herzustellen, bis er schließlich erreicht
wird.
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Die
Größe der Spannkraft
hängt von
der maximal zulässigen
elastischen Deformation des Arbeitsstücks ab. Ihr wird das Ausmaß des Arbeitshubs der
Schraubstockbacke 3 d.h. die Dimension B angepasst. Der
Zustand, in dem eine der Federn 19, 27 vollständig zusammengepresst
wäre, wird
durch einen vorausbestimmten Abstand zwischen dem inneren Bodenbereich
der Spindel 25 und dem gegenüberliegenden Bodenelement 8 des
Gehäuses 5 der PHB 4 verhindert.