DE894948C - Spannvorrichtung, insbesondere zum Einspannen der zu schweissenden Werkstuecke bei Stumpfschweissmaschinen - Google Patents

Spannvorrichtung, insbesondere zum Einspannen der zu schweissenden Werkstuecke bei Stumpfschweissmaschinen

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DE894948C
DE894948C DEL10131A DEL0010131A DE894948C DE 894948 C DE894948 C DE 894948C DE L10131 A DEL10131 A DE L10131A DE L0010131 A DEL0010131 A DE L0010131A DE 894948 C DE894948 C DE 894948C
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DE
Germany
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clamping
clamping device
screw
screw sleeve
piston
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Expired
Application number
DEL10131A
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English (en)
Inventor
Ernst Wittkowski
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426Fixtures for other work
    • B23K37/0435Clamps

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Description

  • Spannvorrichtung, insbesondere zum Einspannen der zu schweißenden Werkstücke bei Stumpfschweißmaschinen Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, vorzugsweise für Stumpfschweißmaschinen, zum Einspannen der zu schweißenden Werkstücke. Dort hat die ,Spannvorrichtung die Aufgabe, die Werkstücke durch Handbetätigung oder motorisch mit großer Spannkraft schnell ein- bzw. auszuspannen.
  • Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art werden die Spannbewegungen und -kräfte, sofern diese sich noch in den unteren Grenzen bewegen, von Hand mittels Handrad über Spindel und Spindelmutter oder mittels Exzenter oder Kniehebel erzeugt. Bei größeren Spannkräften tritt an Stelle des Handantriebes der elektromotorische oder hydraulische Antrieb. Bei dem ersteren werden die Spannkräfte und Bewegungen über ein mechanisches Getriebe mittels Gewindespindel und Mutter, bei dem letzteren über ein hydraulisches Getriebe mittels Zylinder und Kolben erzeugt. Beide Antriebsarten erfordern in den bekannten Ausführungen verhältnismäßig hohe Antriebsleistungen, da diese der verlangten Spannbackengeschwindigkeit und der Spannkraft entsprechen müssen. Eine ganz erhebliche Verringerung der Antriebsleistung kann durch Anordnung eines Zweiganggetriebes erzielt werden, dabei erfolgt die Bewegung der :Spannbacke über dem Schnellgang, bis diese sich auf das Werkstück aufsetzt, und die Erzeugung der Spannkraft über dem Langsamgang. Gelöst wurde diese Aufgabe bisher praktisch hydraulisch durch Anordnung zweier Pumpen, einer Niederdruckpumpe zum Heben und Senken der Spannbacke und einer Hochdruckpumpe zum Erzeugen der Spannkraft, die nacheinander zur Wirkung gelangen, oder durch Anwendung eines Druckübersetzers, der zur Erzeugung des Spanndruckes in Tätigkeit tritt. Die hydraulischen Spannvorrichtungen sind jedoch verhältnismäßig teuer, sofern das Druckmittel nicht einer schon vorhandenen Anlage entnommen werden kann, und ihre Anwendung lohnt sich sonst nur bei größeren Spannkräften.
  • Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die je nach Größe der verlangten Spannkraft von Hand oder motorisch betätigt werden kann. Sie wendet das vorerwähnte Zweigangprinzip an. Erfindungsgemäß wird das Heben und Senken der Spannbacke durch Drehbewegung einer Schraubspindel in einer Mutter direkt ausgeführt, das Spannen dagegen durch rückläufige Axialbewegüng einer Schraubhülse auf der Schraubspindel über eine hydrostatische Kraftübersetzung mittels Zylinder und auf die Schraubspindel wirkenden Kolben.
  • Der hydrostatische Druck im Zylinderdruckraum wird durch einen oder mehrere kleine Kolben erzeugt, die durch die rückläufige Bewegung der Schraubhülse auf der Schraubspindel in den Zylinderraum gedrückt werden. Als Druckmittel werden erfindungsgemäß Weichmipolam oder ähnliche plastische Massen verwendet. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf die zweckmäßige Ausbildung der hydrostatischen Übersetzung und der Schraubhülse und anderer nachstehend näher beschriebener Einzelheiten.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise für Handbetrieb dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Spannvorrichtung mit gehobener Spannbacke, Abb.2 die Spannvorrichtung mit geschlossener Spannbacke, Abb. 3 einen '.Querschnitt längs der Linie A-B in Abb. i und Abb. q. eine andere Ausbildung der Spannvorrichtung im Längsschnitt bei geschlossener Spannbacke.
  • Das Gehäuse i trägt unten die feste Spannbacke2 und in seiner Führung die bewegliche Spannbacke 3. Die Bewegung der beweglichen Spannbacke erfolgt über die Schraubspindel q:, die Schraubhülse 5 und über das Kegelräderpaar 6 und 7 mittels des Handkreuzes B. Ebenso kann der Antrieb -auch motorisch erfolgen. Die Schraubspindel q. führt sich drehbar mit ihrem Gewindeende in der Spannbacke 3 und mit ihrem anderen Ende in dem Kolben 9. In dem letzteren hängt die Schraubspindel .auf der Ringfläche lo, des Kolbens und- legt sich, sofern die Backe auf das Werkstück drückt, gegen den Konus i i, durch den dann die Spindel .selbsthemmend gemacht und blockiert wird. Die Schraubhülse 5 führt sich axial verschiebbar auf der Schraubspindel und mittels Gewinde in dem Kegelrad 6. Das Gewinde der Schraubhülse 5 ist dem auf der Schraubspindel q. in der Gangrichtung entgegengesetzt. Bei der Drehung der Schraubhülse 5 wird die Schraubspindel über den Keil i2 mitgenommen.
  • Die Schraubhülse 5 besitzt an ihrer Ansatzfläche eine oder mehrere federnde Raststifte 13, die sich in entsprechende keilförmige Nuten 1q. des Kegelrades 6 legen, wodurch eine beschränkte Mitnahme der Schraubhülse auch in der Drehrichtung erreicht wird, in der die Schraubhülse sich aus dem Kegelrad 6 herausschrauben kann. Das Herausschrauben der Schraubhülse aus dem Kegelrad erfolgt jedoch erst bei einem bestimmten Drehmoment, wenn die Spannbacke auf das Werkstück stößt und die Schraubhülse dadurch an einer weiteren Drehbewegung gehindert wird. Das Kegelrad 6 ist in dem Gehäuse r drehbar gelagert und stützt sich axial gegen das Kugellager 15 ab. Der Kolben 9 führt sich im Zylinder 16. Im Kolben 9 führen sich- ein oder mehrere kleine Kolben 17, die sich mit ihrem freien Ende gegen die Schraubhülse 5 legen. Der Raum über den Kolben 9 und 17 ist mit einer Druckflüssigkeit gefüllt, vorzugsweise mit Weichmipolam oder einer ähnlichen plastischen Masse, die in bezug auf Bearbeitung der Zylinder und Kolben geringere Ansprüche als etwa Öl stellt, keine Leckverluste ergibt und ebenso wie Öl praktisch inkompressibel ist. Der Kolben 9 trägt ferner einen Flansch, durch den beispielsweise drei symmetrisch angeordnete- Bolzen i8 (Abb. 2) herausführen. Diese Bolzen hindern den Kolben am Drehen um seine Achse und tragen Federn i9, die ihn unter Überwindung des Gewichtes der Spannbacke und der Reibkräfte in der Spannbackenführung in denZylinder hineindrücken und dort einen kleinen hydrostatischen Druck erzeugen, der ausreicht, die Kolben 17 stets gegen die Schraubhülse 5 zu drücken. Die Wirkung der Spannvorrichtung ist folgende: Die Spannbacke 3 ist, wie in Abb. i dargestellt, gehoben. Zur Abwärtsbewegung wird das Drehkreuz 8 von dem Bedienenden in Pfeilrichtung sinngemäß von oben nach unten bewegt. Dadurch wird die Schraubspindel q. über die Schraubhülse 5 aus dem Gewinde der Spannbacke herausgeschraubt und die letztere nach unten bewegt. Dabei hat die Schraubhülse 5 unter Umständen das Bestreben, die Drehbewegung nicht mitzumachen, sondern sich in dem Gewinde des Kegelrades 6 nach oben zu bewegen. Sie wird daran gehindert, erstens durch die Reibung in ihrem Gewinde, zweitens durch die Kolben i7, die unter dem durch die Kraft der Federn i9 erzeugten hydrostatischen Druck stehen, und drittens gegebenenfalls durch die Raststifte 13.
  • An sich ist das Drehmoment für den Abwärtsgang der Spannbacke verhältnismäßig gering und kann unter Umständen an der Schraubhülse negativ, also rückdrehend sein, je nach der Steigung des Gewindes der Schraubspindel. In diesem Fall müßte das selbsttätige Senken der Spannbacke durch einen selbsthemmenden Antrieb zwischen dem die Schraubhülse tragenden Teil (Kegelradpaar 6 und 7) und dem Handkreuz vermieden werden. Die Raststifte 13 können gegebenenfalls also auch fortfallen. Trifft die Spannbacke schließlich auf das Werkstück 2o (Abb. 2) auf, so wird die Spindel nach oben in den Kegel zr gegen den Kolben 9 gepreßt und blockiert. Bei weiterer Drehung des Handkreuzes wird die Schraubhülse 5 nunmehr, gegebenenfalls durch Überwindung der Rasten 13, nach oben geschraubt, da sie nun selbst durch die feststehende Schraubspindel an der Drehbewegung gehindert ist. Dabei werden die Kolben 17 in den Druckraum des Zylinders 16 hineingedrückt und erzeugen dort einen hydrostatischen Druck, der auf die Fläche des Kolbens 9 wirkt und über die Schraubspindel4 die Spannkraft erzeugt. Die Kraft, mit der die Schraubhülse gegen die Kolben 17 wirkt, wird dabei im Verhältnis der Fläche des Kolbens 9 abzüglich der Fläche der Kolben 17 zu der der Kolbenfläche 17 verstärkt. Das Gewinde der Schraubhülse muß selbsthemmend sein, wenn, wie gesagt, nicht schon ein selbsthemmender Antrieb vorgelegt ist. Zum Entspannen wird das Handkreuz sinngemäß nach oben entgegen Pfeilrichtung bewegt. Dabei wird zunächst die Schraubhülse nach unten bewegt, wobei die Kolben 17 nachfolgen, der hydrostatische Druck im Zylinderraum abfällt, der Kolben 9 druckentlastet und durch die Federn i9 bis zum Anschlag angehoben wird. Wenn die Schraubhülse sich bis zu ihrem Ansatz in das Kegelrad 6 eingeschraubt hat und gegebenenfalls die Raststifte 13 eingefallen sind, wird sie von dem Kegelrad selbst mitgenommen. ,Dabei nimmt sie über den Keil 12 die Schraubspindel q. mit, die sich nun in die Spannbacke einschraubt und die letztere dadurch von dem Werkstück abhebt.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist die @Schraubhülse 21 (Abb. q.) beispielsweise in dem Kegelrad 6 verschiebbar gelagert und wird von diesem mittels des Keiles 22 formschlüssig mitgenommen. Dagegen führt sie sich nun auf der Schraubspindel 23 mittels Gewinde, welches die gleiche Gangrichtung wie das sich in der Spannbacke führende Gewinde hat. Die Kolben 17 legen sich nicht mittelbar, sondern über das Axialkugellager 24 gegen die Schraubhülse 21. Die Axialbewegung der letzteren ist nach unten durch den Ansatz 25 auf der Schraubspindel begrenzt. Dieser Ansatz trägt die keilförmigen Rasten 26, wie sie schon zuvor beschrieben wurden, während die Schraubhülse 21 die entsprechenden keilförmigen Nuten 27 enthält.
  • Beim .Spannen wird die Spannbacke durch Abwärtsbewegen des Handkreuzes nach unten bewegt. Dabei wird die Schraubspindel 23 über die Schraubhülse 21 mitgedreht, bis sich die Spannbacke auf das Werkstück aufsetzt. Dann wird die Schraubspinde123, wie zuvor beschrieben, gegen Drehung blockiert und die Schraubhülse nach Überwindung der Rast nach oben geschraubt, wobei sie die Kolben 17 in .den Zylinderraum 16 hineindrückt und dort einen hydrostatischen Druck erzeugt. Dieser überträgt sich auf den Kolben 9 und verstärkt damit die Kraft an der Schraubhülse im Verhältnis der Fläche des Kolbens 9 zur Fläche der Kolben 17. Von dem Kolben 9 wird die Kraft über die Spindel 23 auf die Spannbacke 3 übertragen.
  • Beim Entspannen wird die Schraubhülse 21 entgegengesetzt gedreht und dabei zunächst nach unten geschraubt, wobei die Kolben 17 nachfolgen, der hydrostatische Druck abfällt und Kolben und Schraubspindel druckentlastet werden. Sobald sich die Schraubhülse 21 gegen den Anschlag z5 der Schraubspinde123 legt, wird die letztere von ihr formschlüssig mitgenommen, und dann schraubt sich die Schraubspindel in die Spannbacke hinein und bewegt diese wieder nach oben.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Spannvorrichtung, insbesondere zum Einspannen der zu schweißenden Werkstücke bei Stumpfschweißmaschinen, mit Zweiganggetriebe, und zwar einem Schnellgang für die Bewegung der Spannbacke bis zum Aufsitzen auf das Werkstück und einem Langsamgang für die Erzeugung der Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß das Heben und Senken der Spannbacke durch Drehbewegung einer Schraubspindel in einer Mutterdirekt ausgeführt wird, das Spannen dagegen durch rückläufige Axialbewegung einer Schraubhülse auf der Schraubspindel über eine hydrostatische Kraftübersetzung mittels Zylinder und auf die Schraubspindel wirkenden Kolben.
  2. 2. Spannvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d-aß zur Erzeugung des hydrostatischen Druckes im Zylinderdruckraum ein oder mehrere kleine Kolben vorgesehen sind, die durch die rückläufige Bewegung der Schraubhülse auf der Schraubspindel in den Zylinderraum gedrückt werden.
  3. 3. Spannvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse auf einem als Keilwelle ausgebildeten Teil der Schraubspindel gelagert und mit Außengewinde mit dem Innengewinde in der Nabe eines einen Teil eines Kegelradgetriebes . darstellenden Kegelrades im Eingriff steht. q..
  4. Spannvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse mit Innengewinde auf einem Gewindeteil der Schraubspindel sitzt und mittels eines Keils mit einem Kegelrad eines Kegelradgetriebes gekuppelt ist.
  5. 5. Spannvorrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubspindel mit der Schraubhülse durch ineinandergreifende federnde Raststifte und keilförmige Nuten untereinander gekuppelt sind.
  6. 6. Spannvorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Kolben (17) in symmetrischen Durchbohrungen des Druckkolbens (i9)- gelagert sind, die mit dem Druckraum (16) des Druckzylinders in Verbindung stehen. 7.
  7. Spannvorrichtung nach Anspruch i, a und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Kolben gegen eine mittels eines Axialkugellagers (aq.) auf der Schraubhülse (5) .gelagerte Scheibe anliegen. B.
  8. Spannvorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubspindel an ihrem einen Ende in der Spannbacke mittels Gewinde und an ihrem anderen Ende mittels eines Konus (i i) im Druckkolben (9) geführt ist.
  9. 9. Spannvorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (9) durch Federn (i9) belastet ist, die ihn in den Zylinder hineindrücken und dadurch einen kleinen hydrostatischen Druck erzeugen, der die kleinen Kolben (i7) gegen die Schraubhülse (5) drückt.
DEL10131A 1951-09-18 1951-09-18 Spannvorrichtung, insbesondere zum Einspannen der zu schweissenden Werkstuecke bei Stumpfschweissmaschinen Expired DE894948C (de)

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DE (1) DE894948C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770260A (en) * 1970-10-23 1973-11-06 Roehm Guenter H Machinist vise with independent hydraulic-cylinder structure
US3779538A (en) * 1970-10-17 1973-12-18 Roehm Guenter H Machinist vise

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3779538A (en) * 1970-10-17 1973-12-18 Roehm Guenter H Machinist vise
US3770260A (en) * 1970-10-23 1973-11-06 Roehm Guenter H Machinist vise with independent hydraulic-cylinder structure

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