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Einspannvorrichtung, insbesondere für unregelmäßig geformte Gegenstände
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspannvorrichtung, insbesondere zum Einspannen
unregelmäßig geformter Gegenstände.
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Bei derartigen Gegenständen entstehen bei Verwendung eines gewöhnlichen
Schraubstocks meist verschiebende Kräfte oder Drehmomente, die ein sicheres Festhalten
und Bearbeiten unmöglich machen können.
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Durch die Erfindung wird die Möglichkeit einer einwandfreien Einspannung
auch unregelmäßig geformter Gegenstände geschaffen. Sie besteht im wesentlichen
darin, daß jede der Klemmen eine eigene, unabhängig von den anderen verschiebliche
Steuerung besitzt und daß eine Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist, welche bei Betätigung
des Antriebs des Schraubstocks an allen diesen Steuergliedern in der von diesen
gerade eingenommenen Stellung zugleich angreift.
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Diese Anordnung gestattet es in vorteilhafter Weise, die Einspannung
eines Gegenstands in zwei aufeinanderfolgende Schritte zu teilen. Beim ersten Schritt
werden die Klemmen unabhängig voneinander und vorzugsweise selbsttätig nur so weit
bewegt, daß sie sich dem Gegenstand gerade anlegen, beim zweiten dagegen sind sie
miteinander gekuppelt und üben gemeinsam einen gleich starken Druck auf den Gegenstand
aus.
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Die Erfindung sei im folgenden an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele ausführlich erläutert. In allen Figuren tragen gleiche oder
einander entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern.
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Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schraubstocks,
dessen wesentliche Teile im Querschnitt dargestellt sind. Fig. i a zeigt einen Horizontalschnitt
längs der Linie X-X in Fig. i.
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Mit i ist eine Schraubzwinge bezeichnet, welche als
Träger
des Schraubstocks dient und in üblicher Weise an einem Arbeitstisch, einer Drehbank
o. dgl. befestigt wird. Das Fußstück 2 der Schraubzwinge besitzt eine Bohrung 3
für die Antriebsspindel 4, 4' sowie auf seiner Oberseite, konzentrisch zur Bohrung
3, einen Stutzen 5 mit Innengewinde, in welchen eine Säule 6 eingeschraubt ist.
Der obere Teil dieser Säule ist massiv, ihr unterer Teil bildet ein Rohr, in dessen
Wandungen Längsschlitze 7 vorgesehen sind, deren Anzahl der am Schraubstock vorhandenen
Klemmenzahl entspricht.
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Am oberen Ende der Säule 6 sind gabelartig gespaltene Arme 8 vorgesehen,
deren freie Enden mit Bohrungen 9 für Bolzen io versehen sind. Auf diesen Bolzen
io sind die Klemmen ii gelagert, welche in an sich bekannter Weise als doppelarmige
Hebel ausgebildet sind. Am unteren Hebelarm einer jeden Klemme ist ein Steuergestänge
12 angelenkt.
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Die Steuergestänge 12 durchdringen mit reichlich Spiel zwei Platten
13, die mit entsprechenden Bohrungen 14 versehen und auf die beiden Stirnseiten
eines senkrechten Hohlzylinders 15 aufgeschraubt sind, dessen Innenwandung die Gestänge
12 nahezu berühren. Auf der Innenseite des Gestänges liegen in ringförmiger Anordnung
und mit etwas Spiel nach allen Seiten Keilstücke 16, deren Profil konkav ist und
sich von unten nach oben verjüngt. Diese Keilstücke bilden den einen Teil einer
Kupplungsvorrichtung. Der andere Teil wird durch Längsleisten 17 einer auf der Antriebsspindel
4 befindlichen Mutter 18 gebildet, die sich von oben nach unten keilförmig verjüngen
und die Längsschlitze 7 *der Säule 6 durchdringen (Fig. i a). Die Schlitze 7 dienen
als Führung und verhindern gleichzeitig eine Drehung der Mutter 18. Die unteren
Enden der Gestänge 12 sind mit Druckfedern i9 bewehrt, welche die Gestänge nach
unten zu drücken suchen und damit im schließenden Sinne auf die Klemmen i i einwirken.
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Unterhalb der Gestänge 12 befindet sich eine Öffnungsvorrichtung,
bestehend aus einer kreisförmig ausgebohrten Platte 2o, die von einer kräftigen
Feder 21 nach oben gedrückt wird, wobei sie unter Überwindung des entgegengerichteten
Drucks der Federn i9 die Gestänge 12 in einem den Schraubstock öffnenden Sinne bewegt.
An der Platte 2o befinden sich Handgriffe 22, mit deren Hilfe man die Feder 21 zusammendrücken
kann, wodurch die Federn i9 in die Lage versetzt werden, im schließenden Sinne auf
das Steuergestänge der Klemmen zu wirken. Die an den Handgriffen 22 angelenkten
gefederten Doppelhebel 23, deren untere Arme Haken 24 bilden, dienen der Feststellung
der Platte 20 in ihrer unteren Endstellung (vgl. die entsprechende Ansicht in Fig.
2). An ihrer Stelle kann jede andere Feststellvorrichtung verwendet werden.
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In Fig. i ist der erfindungsgemäße Schraubstock mit geöffneten Klemmen
dargestellt. Beim Einspannen eines Gegenstands der eingangs bezeichneten Art wird
zunächst die Öffnungsvorrichtung durch Herabdrücken der Handgriffe 22 ausgeschaltet
und durch die Haken 24 unter der Wirkung der Feder 25 selbsttätig in ihrer unteren
Endstellung am Boden des Fußstücks 2 fest gestellt. Dadurch werden die Schließfedern
i9 freigegeben, und unter ihrem Druck bewegen sich die Gestänge 12 nach unten, bis
alle Klemmen ii an dem einzuspannenden Gegenstand anliegen.
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Nunmehr wird die Spindel 4 durch Drehen am Handgriff 4' betätigt,
wobei die Mutter 18 mit ihren Keilleisten 17 sich den Keilstücken 16 anlegt, welche
dabei ihrerseits die Gestänge 12 gegen die Innenwandung des Mantels 15 pressen
und damit fixieren. Die durch diesen Kupplungsvorgang vereinigten Teile folgen dem
Zug der Spindel 4 nach unten, und sämtliche Klemmen ii wirken mit gleicher Kraft
auf den einzuspannenden Gegenstand.
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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für besonders große Beanspruchungen.
Die Steuergestänge der Klemmen und die Kupplungsvorrichtung werden hier in einem
starken Gehäuse 26 o. dgl. geführt. Zu diesem Zweck ist der zylindrische Mantel
15 der Kupplungsvorrichtung mit senkrechten Führungsleisten 27 versehen, welche
in entsprechenden Nuten 28 des Gehäuses 26 gleiten. Bei der '-Mutter 18 kommen in
diesem Falle die Führungsleisten (vgl. Ziffer 17 in Fig. i) in Wegfall. Im übrigen
entsprechen diese Teile etwa der Anordnung nach Fig. i.
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Das Gehäuse 26 bildet oben eine topfartige Erweiterung 29, an deren
oberem Rand die Lagerung für die Klemmen ii vorgesehen ist. Sie ist z. B. als ein
Ring 3o ausgebildet, auf welchen die Klemmen ir aufgesetzt und ringsum verschieblich
angeordnet sind. Die Klemmen sind auch hier wieder als doppelarmige Hebel ausgebildet.
Zu ihrer Steuerung dienen Keilstücke 31, welche am oberen Ende der Gestänge 12 sitzen
und in entsprechende Ausschnitte 32 der Klemmen ii eingreifen. Längs der äußeren
Stirnflächen dieser Keilstücke befinden sich Schlitze 33, welche mit unten im Ausschnitt
32 der Klemmen ii gelagerten Rollen 34 zusammenwirken. Als inneres Widerlager für
die Keilstücke 31 dient ein zylindrischer Block 35, welcher an einer mittleren Überbrückung
36 des Topfs 29 befestigt ist und unten ein Widerlager für die Spindel 4 bildet.
Infolge dieser Anordnung werden die Klemmen ii in beiden Bewegungsrichtungen der
Keilstücke 31 mitgenommen.
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Auch die Öffnungsvorrichtung ist bei dieser Ausführung im Gehäuse
26 untergebracht. Die ihrer Betätigung dienenden Handgriffe 22 sind durch Schlitze
37 aus dem Gehäuse 26 herausgeführt. Die Haken 24 der gefederten Hebel 23 greifen
hier am Gehäuseboden an. Die Anordnung der Schraubzwinge (vgl. Ziffer i in Fig.
i) ist in Fig. 2 zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen.
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Fig. 2 a zeigt eine Draufsicht auf den Schraubstock der Fig. 2 mit
nur zwei eingezeichneten Klemmen ii sowie unter Weglassung der Platte 13, welche
in Fig. 2 b gesondert dargestellt ist. Fig. 2 c ist ein Horizontalschnitt in der
Ebene Y-Y der Fig. 2 und läßt erkennen, daß die Mutter 18 auch als Stumpf einer
Pyramide ausgebildet sein kann, der mit einer der Seitenzahl der Pyramide entsprechenden
Anzahl von Keilstücken 16 zusammenwirkt.
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Fig. 3 a und 3 b zeigen eine Abwandlung des zuvor beschriebenen Beispiels,
bei welcher jede einzelne der Klemmen ii außer der Schwenkbeweglichkeit noch
eine
Vertikalverschieblichkeit ihres Gelenks besitzt. Fig. 3 a zeigt eine beispielsweise
Anordnung in Seitenansicht mit Schnitt durch den Gehäusetopf 29, Fig. 3 b einen
Schnitt längs der Linie Q-Q in Fig. 3 a.
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Der Gelenkzapfen 3o, welcher dem Ring 30 in Fig. 2 entspricht,
ist an einer Schiebehülse 38 befestigt, welche durch Drehen einer Schraube 39 auf
und ab bewegt werden kann und in einer Nut des Führungsteils 40 geführt ist. Das
Führungsteil 4o ist seinerseits in zwei Nuten .11, 42 des Gehäusetopfs 29 kreisverschieblich
geführt.
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Die Erfindung ist auch bei solchen Schraubstöcken anwendbar, deren
Klemmen als Gleitbacken o. dgl. ausgebildet sind.
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Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Art in zwei verschiedenen
Schnitten. Fig. 4a ist ein Schnitt längs der Linie R-R in Fig.4b. Bei diesem Beispiel
weisen die Gestänge 12 an ihrem oberen Ende eine schiefe Ebene 43 auf. Die Klemmen
ii sind mit einem Schlitz 44 versehen, in welchen das zugehörige Gestänge 12 mit
dem Oberteil, welches die schiefe Ebene bildet, hineinragt. In jedem der Schlitze
44 ist auf einem Zapfen 45 eine Rolle 46 gelagert, mit welcher sich die Klemmen
ri unter der Wirkung einer (nicht gezeichneten) Feder zwangsläufig der schiefen
Ebene43 anlegen. Das Schließen des Schraubstocks erfolgt bei der Aufwärtsbewegung,
das Öffnen bei der Abwärtsbewegung der Gestänge 12. Die Klemmen ii werden auf Schienen
.l7 geführt, die bei 48 auf dem Gehäuse 26 befestigt sind.
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Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
in Fig. 5 dargestellt.
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Die Platte 20 der Öffnungsvorrichtung wird durch einen bei 49 gelagerten
Fußhebel 50 über ein bei 51 an diesen Hebel angelenktes Gabelgestänge 52
gesteuert, welches bei 53 von beiden Seiten an einen an der Platte 20 vorgesehenen
Halter 54 angreift. An den Fußhebel 5o ist ein bei 55 gefederter kleinerer Fußhebel
56 angelenkt, der eine Klinke 57 zum Feststellen des Hebels 50 trägt. Diese
Klinke wirkt mit Rasten 58 zusammen, die am Gehäuse 26 vorgesehen sind. Nach dem
Ausklinken, welches durch Druck auf den Fußhebel 56 erfolgt, kehrt die Platte 20
unter dem Druck der Feder 21 in ihre obere Endstellung zurück, wobei die Klemmen
ii in die Öffnungsstellung bewegt werden (Fig. i und 2).
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Der Antrieb der Kupplungsvorrichtung erfolgt durch einen außerhalb
des Gehäuses 26 bei 59 gelagerten Fußhebel 6o, an welchen im Innern des Gehäuses
26 bei 61 eine Stange 4 angelenkt ist, die im übrigen der Antriebsspindel 4 der
früher besprochenen Ausführungsbeispiele entspricht.
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An den Fußhebel 6o ist bei 62 ein kleinerer doppelarmiger Fußhebel
63, 64 angelenkt, welcher zur Lösung einer Feststellvorrichtung für den Fußhebel
6o dient. Diese Feststellvorrichtung besteht einerseits aus einem am Gehäuse 26
befestigten, kreisförmig um die Lagerachse 59 des Hebels 6o als Mittelpunkt gebogenen
Arm 65, welcher einen im Hebel 6o vorgesehenen Schlitz 66 mit etwas Spiel durchdringt,
andererseits aus zwei Kurvenklemmen 67, die auf Ansätzen 68 des Hebels 6o zu beiden
Seiten des Schlitzes 66 drehbar gelagert sind und in ihrer schwerpunktsbestimmten
Ruhelage dem Arm 65 lose anliegen (Fig. 5a).
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Bei der Abwärtsbewegung des Fußhebels 6o werden die Kurvenklemmen
67 im Sinne des kleiner werdenden Krümmungsradius bis zu der erwähnten Ruhelage
gedreht, so daß die Bewegung des Hebels 6o in keiner Weise durch den Arm 65 gehemmt
wird. Bei der geringsten Aufwärtsbewegung des Hebels 6o dagegen werden die Kurvenklemmen
67 im Sinne des größer werdenden Krümmungsradius gedreht und dadurch sofort fest
gegen den Arm 65 gepreßt und durch Anschläge 69 in dieser Stellung festgehalten,
in der sie jede weitere Aufwärtsbewegung des Hebels 6o verhindern.
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Diese vorzugsweise als Rollen ausgebildeten Anschläge 69 sind hier
in einem am Lastarm des Doppelhebels 63, 64 vorgesehenen Schlitz 7o angebracht,
durch welchen hakenartig gebogene Verlängerungen 71 der Kurvenklemmen 67 hindurchgreifen.
Soll die Feststellung des Fußhebels 6o gelöst werden, so wird durch Druck auf den
Kraftarm des Hebels 63, 64 dessen Lastarm nach oben geschwenkt, wobei die beiden
Hakenarme 71 durch die Rollen 69 zusammengedrückt und die beiden Kurvenklemmen 67
im Sinne des kleiner werdenden Krümmungsradius gedreht werden. Dadurch kann auch
die Aufwärtsbewegung des Fußhebels 6o, bei welcher die Entkuppelung der Klemmengestänge
12 vom Schraubstockantrieb erfolgt, ungehindert vor sich gehen.
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Diese Ausführung des erfindungsgemäßen Schraubstocks gestattet es,
den zu bearbeitenden Gegenstand so lange mit beiden Händen festzuhalten, bis er
in genau der gewünschten Lage eingespannt ist. Bei der praktischen Verwirklichung
wird man vorteilhaft die Hebelpaare in verschiedene Ebenen verlegen oder sie auf
beide Seiten des Gehäuses verteilen. In diesem Falle müßten dann auch statt einer
Schlitzung 37 deren zwei oder mehrere im Gehäuse vorgesehen werden. In Fig. 5 sind
die Hebelpaare 50, 56 und 6o, 63, 6.1 zur Vermeidung entbehrlicher Nebenfiguren
sämtlich in einer Ebene dargestellt.
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Besonders vorteilhafte Möglichkeiten bietet die Erfindung auch in
den Fällen, in welchen Hohlkörper, sei es von innen, sei es zugleich von innen und
von außen, erfaßt und eingespannt werden müssen. In solchen Fällen erlaubt es die
Erfindung auch, verschieden geformte Klemmen nebeneinander einzusetzen, etwa so,
daß eine oder mehrere kürzere auf der einen Seite von außen, eine andere, entsprechend
längere gleichzeitig auf der gegenüberliegenden Seite von innen angreift.
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Die Erfindung ist nicht anf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Es fallen unter sie auch alle diejenigen Ausführungen, bei denen bowdenzugähnliche
Kraftübertragungen vorhanden sind, auf welche die Kupplungsvorrichtung in der erfindungsgemäßen
Weise einwirkt. Diese Ausführungen ermöglichen es, mit sehr großen Klemmenabständen
zu arbeiten.
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Weitere sehr vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben
sich bei Anwendung eines hydraulischen Antriebs für die Betätigung des Schraubstocks,
z. B. in Form einer hydraulischen Presse, Öldruckpresse
o. dgl.,
mit einer der Klemmenzahl des Schraubstocks entsprechenden Anzahl von Druckstempeln.
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Hierbei wirkt die Presse zugleich in zweierlei Weise, nämlich einmal
als Antrieb und zweitens als selbsttätige Kupplung. Jeder der Druckstempel wirkt
mit einem Klemmengestänge zusammen. Dabei kann die Anordnung ähnlich wie bei den
früher besprochenen Ausführungen getroffen sein, und die zugehörige Klemme wird
nach dem Auftreffen des Stempels auf das untere Ende ihres Gestänges unter Überwindung
ihrer Federung zunächst nur bis zum Anliegen an den einzuspannenden Gegenstand bewegt.
Die anderen Gestänge dagegen, deren Klemmen einen weiteren Weg bis zum Anliegen
haben, werden unabhängig von den übrigen weiterbewegt. In dem Augenblick jedoch,
in welchem auch die letzte Klemme dem Gegenstand fest anliegt, sind alle Steuergestänge
selbsttätig und ohne mechanische Hilfsmittel miteinander gekuppelt und bewegen sämtliche
Klemmen gleichzeitig um den gleichen Betrag weiter, so daß die Steigerung des Anpreßdrucks
an allen Stellen des einzuspannenden Gegenstands gleich groß ist. Bei dieser Anordnung
erfolgt, wie schon bei anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen, das Schließen
des Schraubstocks bei der Aufwärtsbewegung, das Öffnen bei der Abwärtsbewegung der
Gestänge bzw. Stempel.
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Als Öffnungsvorrichtung könnte in diesem Fall ein einfaches Handventil
dienen, bei dessen Öffnung der Druckmittelrücklauf freigegeben wird.
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Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich, wenn die Steuergestänge
an die Druckstempel angelenkt oder wenn die Druckstempel zugleich als Steuergestänge
ausgebildet werden. Schließlich können die beschriebenen Ausführungsbeispiele in
verschiedenster «'eise miteinander kombiniert werden.