EP1824641A1 - Spannelement für werkstücke, insbesondere schraubstock - Google Patents

Spannelement für werkstücke, insbesondere schraubstock

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EP1824641A1
EP1824641A1 EP05817441A EP05817441A EP1824641A1 EP 1824641 A1 EP1824641 A1 EP 1824641A1 EP 05817441 A EP05817441 A EP 05817441A EP 05817441 A EP05817441 A EP 05817441A EP 1824641 A1 EP1824641 A1 EP 1824641A1
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EP
European Patent Office
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clamping
pressure medium
medium cylinder
clamping element
carriage bed
Prior art date
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EP05817441A
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English (en)
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EP1824641B1 (de
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Andreas SCHÄR
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Original Assignee
Expander Holding AG
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Publication date
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Publication of EP1824641B1 publication Critical patent/EP1824641B1/de
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00—Vices
    • B25B1/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B1/18—Arrangements for positively actuating jaws motor driven, e.g. with fluid drive, with or without provision for manual actuation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00—Vices
    • B25B1/24—Details, e.g. jaws of special shape, slideways
    • B25B1/2405—Construction of the jaws
    • B25B1/2431—Construction of the jaws the whole jaw being pivotable around an axis perpendicular to the actioning direction of the vice
    • B25B1/2442—Construction of the jaws the whole jaw being pivotable around an axis perpendicular to the actioning direction of the vice around a horizontal axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00—Vices
    • B25B1/24—Details, e.g. jaws of special shape, slideways
    • B25B1/2405—Construction of the jaws
    • B25B1/2473—Construction of the jaws with pull-down action on the workpiece

Definitions

  • the invention relates to a clamping element for workpieces, in particular pag ⁇ stock, with a first clamping jaw and a second clamping jaw, which are mounted on a carriage bed.
  • Such clamping elements namely vices, are known in practice as follows.
  • the previous vices generate mechanical, hydraulic or pneumatic way a clamping force, which is taken over the object to be clamped, so in general a workpiece from the effective as an abutment jaw ing jaws.
  • This results in a bending moment on a slide bed guiding the clamping jaws, which must be absorbed by the rigidity of this slide bed.
  • This leads to elastic deformations of the carriage bed, which are at the expense of the machining accuracies.
  • For highly accurate workpieces it is therefore necessary in the known vises, the carriage bed getting stiffer and harder to build.
  • the problem underlying the invention is to provide a clamping element, in particular a vice, in which a bending moment on the carriage bed is prevented by design.
  • the clamping element according to the invention is characterized in that the resultant of the forces acting on the clamping jaws clamping forces of the jaws in the carriage bed einteil ⁇ th forces in the plane of the neutral fiber of the carriage bed.
  • the introduction of force into the carriage bed according to the invention can be achieved by supporting the first clamping jaw and / or second clamping jaw on a carriage bed by means of a respective hinge pin, with bores for the hinge pins in a neutral fiber of the carriage bed are arranged.
  • the clamping jaws are designed as a one-armed lever or as a two-armed lever, only pressure or tensile forces on the Schlit ⁇ tenbett arise. Accordingly, the actuator exerts tensile or compressive forces on the jaws.
  • the clamping jaws are preferably designed as two-armed lever, wherein in each case one lever arm, a clamping surface is associated and the other lever arm acts on a push rod.
  • the tensioning device is duplexed onto a side of the neutral fiber opposite the workpiece, while acting on the pushrod instead of the workpiece
  • the construction according to the invention also offers a further advantage. Due to the deflection of the carriage bed and also due to the compressive forces on the clamping jaws, the clamping jaws are "tilted outwards" in the case of known clamping elements, which has been compensated in the known clamping elements by relatively complicated measures, so-called low-tensile elements or pull-down jaws Clamping elements, these measures are no longer necessary, especially when the hinge pins are arranged for the clamping jaws so that there is a downward movement component on the clamping surfaces.
  • actuator can preferably serve a pressure cylinder.
  • a toggle mechanism, spindle drives or other mechanical, hydraulic, pneumatic or magnetic solutions are conceivable.
  • the known vices are operated partly via an external Hydraulikver ⁇ supply directly with pressure medium.
  • vices are used in which by means of a spindle, a hydraulic piston is actuated.
  • the jaw is then assigned a piston of larger diameter zu ⁇ .
  • the force exerted by the spindle is amplified in the ratio of the areas of the two pistons and is available as a clamping force.
  • Such vices are also referred to as vices with hydraulic shear reinforcement.
  • the clamping element according to the invention has to avoid the disadvantage described above for a however also independently conceivable development in addition to a first pressure medium cylinder which actuates one of the two clamping jaws, via a further pressure medium cylinder, which actuates the respective other clamping jaw.
  • the second clamping jaw has its own pressure medium supply and in turn develops a clamping force in addition to the clamping force of the first clamping jaw.
  • the total clamping force is thus increased by the clamping force available by the second clamping jaw.
  • the further pressure medium cylinder is preferably hydraulically or pneumatically coupled to the first pressure medium cylinder. It only needs a single pressure medium supply to be provided. In addition, the same pressure medium pressure results at both pressure medium cylinders. So it is the simplest constructive, if the other pressure medium cylinder and the first pressure medium cylinder are connected to each other via a bypass line. This solution is particularly suitable for vices with hydraulic power amplification, in which the spindle force is converted into the pressure medium pressure for the first and the further pressure medium cylinder. If then the piston surfaces of the first pressure medium cylinder and of the further pressure medium cylinder are identical, the same clamping forces result for both clamping jaws.
  • the further pressure cylinder is preferably arranged in a carriage bed of the clamping element.
  • sled beds are U-shaped profiles, on the upper sides of the jaws are performed.
  • the carriage bed there is sufficient space below the clamping jaws to accommodate the further pressure cylinder, so that the overall size of the clamping element does not change in total.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a clamping element, namely a vise, with the inventive features in perspective Darstel ⁇ development
  • FIG. 2 shows the vise of FIG. 1 in rear view
  • FIG. 3 shows the vise of FIG. 1 in side view
  • FIG. 4 shows the vise of FIG. 1 in plan view
  • FIG. 5 shows the vice according to FIG. 1 in a sectional view in the plane V-V according to FIG. 2, FIG.
  • Fig. 6 shows a second embodiment of a clamping element, namely a
  • Fig. 7 shows another embodiment of a clamping element, namely a vise, with the features of the invention in longitudinal section.
  • a vise 10 1 to 5 is a vise 10.
  • This vise 10 has a carriage bed 11 and a "fixed” clamping jaw 12 and a displaceable clamping jaw 13.
  • the "fixed” clamping jaw 12 is only there insofar as it is not confirmed when clamping a workpiece directly over a longer way, which will become apparent from the following description.
  • the jaw 13 When the jaw 13 is a jaw with hydraulic power boost.
  • the clamping jaw 13 is actuated via a spindle 14 by means of the spindle 14.
  • the clamping jaw 13 is moved on to the workpiece until it comes to bear against the workpiece.
  • the spindle 14 only exerts a pressure on a hydraulic fluid in a hydraulic cylinder 15, which in turn acts on a further piston surface within the clamping jaw 13 in a manner known per se.
  • the jaw 13 has a connection option for an external hydraulic line. This is already the case with the prior art in order to be able to connect the present clamping jaw 13, if necessary, to an external hydraulic line.
  • a bypass line 17 At this hydraulic connection via a hydraulic fitting 16, a bypass line 17 is connected.
  • a further pressure medium cylinder 18 is provided below the clamping jaw 13, which is acted upon by the pressure medium via the bypass line 17, which is connected to the further pressure medium cylinder 18 via a further hydraulic screw connection 19.
  • the clamping jaw 13 is designed as a two-armed lever and held by a Ge steering pins 20 on the carriage bed 11.
  • the upper lever arm of Spannba ⁇ bridge 13 is connected to the pressure medium cylinder 15 and the spindle 14 and a pressure plate 21 for clamping the workpiece.
  • Clamping jaw 13 is a cylinder bore 22 of the further pressure medium cylinder 18 is provided, in which a piston 23 is guided.
  • the second clamping jaw 12 is also designed as a two-armed lever, wherein the upper lever arm carries a pressure plate 24 for clamping the workpiece.
  • the clamping jaw 12 is in turn pivotally connected to the Schlit ⁇ tenbett 11 via a hinge pin 25.
  • a push rod 27 is attached via a hinge pin 26, which in turn is actuated by the piston 23 of the further pressure medium cylinder 18.
  • holes 29 are provided in the carriage bed 11 in a conventional manner. Accordingly, 27 holes 30 are also provided in the push rod, so that in each case by repositioning the hinge pin 25 and 26, the clamping jaw 12 is offset and so the span of the vise can be adjusted. Further, in the carriage bed 11, one of the number of bores 30 in the push rod 27 ent speaking number of holes 31 is provided whose diameter is dimensioned to a sufficient extent greater than the diameter of the Gelenkbol ⁇ zens 26, so that this upon actuation of the push rod 27th can move freely in the respective bores 31. Alternatively, a slot may be provided in this area in the carriage bed 11.
  • the hinge pins 25 and 26 are arranged farther outward than the clamping surfaces 21 and 24. When clamping the workpiece, therefore, movement components are produced on the clamping surfaces 21 and 24 on the carriage bed 11, which exert a pull-down effect on the workpiece to be clamped ,
  • the vise 10 described so far works as follows.
  • the pressure plate 21 is first brought into contact with the workpiece by actuating the spindle 14. Then, the first hydraulic piston 15 is effective and effected
  • the hydraulic pressure generated in the first pressure medium cylinder 15 is guided via the bypass line 17 to the further pressure medium cylinder 18, so that the push rod 27 actuates the second clamping jaw 12 via the steering bolt 26.
  • the pressure plate 24 also tilts against the workpiece and in turn unfolds a pressure force or clamping force on the workpiece determined by the pressure in the pressure medium cylinder 18 and the piston surface of the piston 23 and the ratio of the lever arms to the clamping jaw 12.
  • a further special feature of the vise shown is that the bores 29 are arranged in the neutral fiber 32 (relative to the area moment of inertia) of the carriage bed 11. As a result, no bending forces are introduced into the carriage bed 11. Rather, the carriage bed 11 is charged only to train.
  • the clamping surfaces 21, 24 on the one hand and the push rod 27 on the other hand are arranged opposite sides of the neutral fiber 32.
  • the clamping force can also be applied via an external hydraulic supply.
  • an additional connection for the external hydraulic supply is provided at a suitable location, for example on the bypass line 17.
  • Fig. 6 shows an embodiment of a vise 33, in which the clamping jaws 34 and 35 are formed as a one-armed lever and via joints 36, 37 are mounted on the carriage bed 11.
  • the joints 36, 37 are again arranged in the neutral fiber 32.
  • the clamping jaws 34, 35 are actuated via tie rods 38 running parallel to the neutral fiber 32 and which are pulled together by means of a pressure medium cylinder 39.
  • the vise 40 shown in Fig. 7 with two jaws 41, 42 The one jaw 41 is articulated on the carriage bed 11, wherein the joint 43 is again in the neutral fiber 32 of the carriage bed 11.
  • the other clamping jaw 42 is mounted on the carriage bed 11 via a pressure medium cylinder 44, the actuation direction of which is arranged in the neutral fiber 32 and which acts on the clamping jaw 42 by means of a joint 45, which again lies in the neutral fiber 32.
  • the clamping jaws 41, 42 are designed as two-armed levers, wherein each of the one lever arm, the clamping surface 21, 24 zuge ⁇ is assigned. At the other lever arm, the clamping jaws 41, 42 are coupled to one another via a push rod 46 extending parallel to the neutral fiber 32.
  • the push rod 46 is, as in the embodiment according to FIGS. 1 to 5, on the clamping surfaces 21, 24 opposite side of the neutra ⁇ len fiber 32nd

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Gripping On Spindles (AREA)

Description

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P AT E N T A N W Ä LT E
Spannelement für Werkstücke, insbesondere Schraubstock
Die Erfindung betrifft ein Spannelement für Werkstücke, insbesondere Schraub¬ stock, mit einer ersten Spannbacke und einer zweiten Spannbacke, welche an einem Schlittenbett gelagert sind.
Derartige Spannelemente, nämlich Schraubstöcke, sind aus der Praxis bekannt wie folgt. Die bisherigen Schraubstöcke erzeugen auf mechanischem, hydrauli¬ schem oder pneumatischem Weg eine Spannkraft, die über den zu spannenden Gegenstand, also im Allgemeinen ein Werkstück von den als Gegenlager wir¬ kenden Spannbacken aufgenommen wird. Dabei entsteht ein Biegemoment auf ein die Spannbacken führendes Schlittenbett, welches durch die Steifigkeit die- ses Schlittenbettes aufgefangen werden muß. Dieses führt zu elastischen Ver¬ formungen des Schlittenbettes, welche zu Lasten der Bearbeitungsgenauigkei¬ ten gehen. Für hochgenau zu bearbeitende Werkstücke ist es deshalb bei den bekannten Schraubstöcken notwendig, das Schlittenbett immer steifer und damit schwerer zu bauen. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß aufgrund verbesser- ter Werkzeuge heutzutage höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten und damit einhergehende höhere Bearbeitungskräfte auf das Werkstück einwirken, die mit einer Erhöhung der vom Schraubstock auszuübenden Spannkraft aufgefangen werden müssen. Diese erhöhte Spannkraft bedingt wiederum ein größeres Bie¬ gemoment.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Spannele¬ ment, insbesondere einen Schraubstock, zu schaffen, bei dem konstruktionsbe¬ dingt ein Biegemoment auf das Schlittenbett vermieden ist.
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PAT E NTANWÄLT E
Zur Lösung dieses Problems ist das erfindungsgemäße Spannelement dadurch gekennzeichnet, daß die Resultierenden der infolge der auf die Spannbacken einwirkenden Spannkräfte von den Spannbacken in das Schlittenbett eingeleite¬ ten Kräfte in der Ebene der neutralen Faser des Schlittenbettes liegen.
Beim Spannen eines Werkstücks ergibt sich ein Kraftkreislauf vom Werkstück über die Spannbacken und das Schlittenbett infolge der Spannkräfte. Erfin¬ dungsgemäß ist nun dafür gesorgt, daß die dabei in das Schlittenbett eingeleite¬ te Kraft in der Ebene der neutralen Faser des Schlittenbettes liegt. Dadurch werden im Schlittenbett nur noch reine Zug- oder Druckkräfte in Längsrichtung des Schlittenbettes wirksam. Ein Biegemoment auf das Schlittenbett tritt nicht mehr auf.
Die erfindungsgemäße Krafteinleitung in das Schlittenbett kann nach einer kon- struktiven Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die erste Spannbacke und/oder zweite Spannbacke mittels jeweils eines Gelenkbolzens an einem Schlittenbett abstützen, wobei Bohrungen für die Gelenkbolzen in ei¬ ner neutralen Faser des Schlittenbettes angeordnet sind. Hierdurch reduziert sich der Hebelarm, mit dem Kräfte infolge der Spannkräfte in das Schlittenbett eingeleitet werden, auf null, so daß ein Biegemoment vollständig vermieden ist. Je nach dem, ob die Spannbacken als einarmige Hebel oder als zweiarmige Hebel ausgebildet sind, ergeben sich nur Druck- bzw. Zugkräfte auf das Schlit¬ tenbett. Dementsprechend übt das Betätigungsorgan Zug- oder Druckkräfte auf die Spannbacken aus.
Die Spannbacken sind vorzugsweise als zweiarmige Hebel ausgebildet, wobei jeweils dem einen Hebelarm eine Spannfläche zugeordnet ist und der andere Hebelarm auf eine Schubstange einwirkt. Die Spannvorrichtung wird als gleich¬ sam auf eine dem Werkstück gegenüberliegende Seite der neutralen Faser dup- liziert, nur daß hier anstelle des Werkstücks auf die Schubstange eingewirkt
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wird. Sind die Hebelarme jeweils an den Spannbacken gleich lang ergeben sich gleich Kräfte auf die Schubstange und das Werkstück. Bei bekannten Schraub¬ stöcken wirkt aufgrund der Montageart der festen Spannbacke immer auch eine Kraftkomponente senkrecht zur Spannkraft auf das Schlittenbett ein. Dieses ist mit der vorstehend beschriebenen Weiterbildung vermieden. Schon dadurch ergibt sich unabhängig vom Grundgedanken der Erfindung eine erhebliche Re¬ duktion des auf das Schlittenbett einwirkenden Biegemomentes, so daß diese Weiterbildung auch unabhängig vom Grundgedanken vorteilhaft eingesetzt wer¬ den kann.
Die erfindungsgemäße Konstruktion bietet darüber hinaus noch einen weiteren Vorteil. Aufgrund der Durchbiegung des Schlittenbettes und auch aufgrund der Druckkräfte auf die Spannbacken werden bei bekannten Spannelementen die Spannbacken nach außen „abkippen". Dieses wurde bei den bekannten Spann- elementen durch relativ komplizierte Maßnahmen, sogenannte Niederzugele¬ mente oder Niederzugbacken, kompensiert. Bei dem erfindungsgemäßen Spannelement sind diese Maßnahmen nicht mehr erforderlich, insbesondere wenn die Gelenkbolzen für die Spannbacken so angeordnet sind, daß sich an den Spannflächen eine nach unten gerichtete Bewegungskomponente ergibt.
Als Betätigungsorgan kann vorzugsweise ein Druckmittelzylinder dienen. Auch eine Kniehebelmechanik, Spindeltriebe oder andere mechanische, hydraulische, pneumatische oder magnetische Lösungen sind denkbar.
Die bekannten Schraubstöcke werden zum Teil über eine externe Hydraulikver¬ sorgung direkt mit Druckmittel betätigt. Darüber hinaus werden aber auch Schraubstöcke verwendet, bei denen mittels einer Spindel ein Hydraulikkolben betätigt wird. Der Spannbacke ist dann ein Kolben größeren Durchmessers zu¬ geordnet. Hierdurch wird die durch die Spindel ausgeübte Kraft im Verhältnis der Flächen der beiden Kolben verstärkt und als Spannkraft zur Verfügung ge-
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stellt. Derartige Schraubstöcke werden auch als Schraubstöcke mit hydrauli¬ scher Kraftverstärkung bezeichnet.
Bei Schraubstöcken mit hydraulischer Kraftverstärkung, aber auch bei direkt hydraulisch angetriebenen Schraubstöcken, ist die zur Verfügung stehende Spannkraft bzw. die Kraftübersetzung durch den Hydraulikdruck und den zur Verfügung stehenden Bauraum für die Kolbenflächen begrenzt.
Das erfindungsgemäße Spannelement verfügt zur Vermeidung des vorstehend beschriebenen Nachteils nach einer allerdings auch unabhängig denkbaren Weiterbildung neben einem ersten Druckmittelzylinder der eine der beiden Spannbacken betätigt, über einen weiteren Druckmittelzylinder, der die jeweils andere Spannbacke betätigt.
Die zweite Spannbacke verfügt demnach über eine eigene Druckmittelversor¬ gung und entfaltet ihrerseits eine Spannkraft zusätzlich zur Spannkraft der ers¬ ten Spannbacke. Die Gesamtspannkraft ist damit um die durch die zweite Spannbacke zur Verfügung stehenden Spannkraft erhöht.
Vorzugsweise ist der weitere Druckmittelzylinder mit dem ersten Druckmittelzy¬ linder hydraulisch bzw. pneumatisch gekoppelt. Es braucht so nur eine einzige Druckmittelversorgung vorgesehen zu werden. Darüber hinaus ergibt sich an beiden Druckmittelzylindern der gleiche Druckmitteldruck. So ist es konstruktiv am einfachsten, wenn der weitere Druckmittelzylinder und der erste Druckmittel- Zylinder über eine Bypaßleitung miteinander verbunden sind. Diese Lösung bie¬ tet sich insbesondere auch für Schraubstöcke mit hydraulischer Kraftverstär¬ kung an, bei denen die Spindelkraft in den Druckmitteldruck für den ersten und den weiteren Druckmittelzylinder umgesetzt wird. Wenn dann noch die Kolben¬ flächen des ersten Druckmittelzylinders und des weiteren Druckmittelzylinders identisch sind, ergeben sich für beide Spannbacken gleiche Spannkräfte.
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Der weitere Druckmittelzylinder ist vorzugsweise in einem Schlittenbett des Spannelements angeordnet. In der Praxis sind Schlittenbette U-förmige Profile, auf deren Oberseiten die Spannbacken geführt sind. In dem Schlittenbett ist un- terhalb der Spannbacken genügend Raum vorhanden, den weiteren Druckmit¬ telzylinder aufzunehmen, so daß sich die Baugröße des Spannelementes insge¬ samt nicht verändert.
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf konstruktive Ausgestaltun- gen des Spannelementes.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spannelementes, nämlich einen Schraubstock, mit den Erfindungsmerkmalen in perspektivischer Darstel¬ lung,
Fig. 2 den Schraubstock gemäß Fig. 1 in Rückansicht,
Fig. 3 den Schraubstock gemäß Fig. 1 in Seitenansicht,
Fig. 4 den Schraubstock gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 5 den Schraubstock gemäß Fig. 1 in einer Schnittdarstellung in der Ebene V-V gemäß Fig. 2,
Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spannelementes, nämlich einen
Schraubstock, mit den Erfindungsmerkmalen im Längsschnitt,
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Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spannelementes, nämlich einen Schraubstock, mit den Erfindungsmerkmalen im Längsschnitt.
Bei dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Spannelement handelt es sich um einen Schraubstock 10. Dieser Schraubstock 10 weist ein Schlittenbett 11 und eine „feste" Spannbacke 12 sowie eine verschiebliche Spannbacke 13 auf. Da¬ bei ist die „feste" Spannbacke 12 nur insoweit fest, als daß sie beim Spannen eines Werkstücks nicht direkt über einen größeren Weg bestätigt wird, was aus der nachfolgenden Beschreibung noch weiter deutlich wird.
Bei der Spannbacke 13 handelt es sich um eine Spannbacke mit hydraulischer Kraftverstärkung. Betätigt wird die Spannbacke 13 über eine Spindel 14. Mittels der Spindel 14 wird die Spannbacke 13 solange an das Werkstück herangefah¬ ren, bis sie zur Anlage an den Werkstück kommt. Sodann übt die Spindel 14 nur noch einen Druck auf eine Hydraulikflüssigkeit in einem Hydraulikzylinder 15 aus, die ihrerseits eine weitere Kolbenfläche innerhalb der Spannbacke 13 än¬ dert in an sich bekannter Art beaufschlagt. Die Spannbacke 13 verfügt über eine Anschlußmöglichkeit für eine externe Hydraulikleitung. Dieses ist bereits beim Stand der Technik der Fall, um die vorliegende Spannbacke 13 gegebenenfalls auch an eine externe Hydraulikleitung anschließen zu können. An diesen Hydraulikanschluß ist über eine Hydraulikverschraubung 16 eine Bypaßleitung 17 angeschlossen. Unterhalb der Spannbacke 13 ist ein weiterer Druckmittelzy- linder 18 vorgesehen, welcher über die Bypaßleitung 17, die über eine weitere Hydraulikverschraubung 19 an dem weiteren Druckmittelzylinder 18 angeschos- sen ist, mit Druckmittel beaufschlagt wird.
Die Spannbacke 13 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet und über einen Ge¬ lenkbolzen 20 am Schlittenbett 11 gehalten. Der obere Hebelarm der Spannba¬ cke 13 ist mit dem Druckmittelzylinder 15 und der Spindel 14 sowie einer Druck- platte 21 zum Spannen des Werkstücks verbunden. Am unteren Hebelarm der
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Spannbacke 13 ist eine Zylinderbohrung 22 des weiteren Druckmittelzylinders 18 vorgesehen, in der ein Kolben 23 geführt ist.
Die zweite Spannbacke 12 ist ebenfalls als zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei der obere Hebelarm eine Druckplatte 24 zum Spannen des Werkstücks trägt. Die Spannbacke 12 ist ihrerseits über einen Gelenkbolzen 25 gelenkig mit dem Schlit¬ tenbett 11 verbunden. Am unteren Hebelarm ist über einen Gelenkbolzen 26 eine Schubstange 27 angebracht, die ihrerseits durch den Kolben 23 des weiteren Druckmittelzylinders 18 betätigbar ist.
Um die Spannweite des Schraubstocks 10 einstellen zu können, sind in an sich bekannter Weise Bohrungen 29 im Schlittenbett 11 vorgesehen. Entsprechend sind ebenfalls in der Schubstange 27 Bohrungen 30 vorgesehen, so daß jeweils durch Umstecken der Gelenkbolzen 25 und 26 die Spannbacke 12 versetzt und so die Spannweite des Schraubstocks angepaßt werden kann. Ferner ist im Schlittenbett 11 eine der Anzahl der Bohrungen 30 in der Schubstange 27 ent¬ sprechende Anzahl von Bohrungen 31 vorgesehen, deren Durchmesser um ein ausreichendes Maß größer bemessen ist als der Durchmesser des Gelenkbol¬ zens 26, damit dieser sich beim Betätigen der Schubstange 27 frei in der jewei- ligen Bohrungen 31 bewegen kann. Alternativ kann in diesem Bereich in dem Schlittenbett 11 auch ein Langloch vorgesehen sein.
Die Gelenkbolzen 25 und 26 sind weiter außen angeordnet, als die Spannflä¬ chen 21 und 24. Beim Spannen des Werkstücks ergeben sich daher auf die Spannflächen 21 und 24 auf das Schlittenbett 11 gerichtete Bewegungskompo¬ nenten, die einen Niederzugeffekt auf das zu spannende Werkstück ausüben.
Der insoweit beschriebene Schraubstock 10 arbeitet nun wie folgt. Die Druck¬ platte 21 wird zunächst durch Betätigen der Spindel 14 in Anlage an das Werk- stück gebracht. Sodann wird der erste Hydraulikkolben 15 wirksam und bewirkt
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die Kraftverstärkung der Spannkraft. Gleichzeitig wird der dabei erzeugte Hyd¬ raulikdruck im ersten Druckmittelzylinder 15 über die Bypaßleitung 17 zum wei¬ teren Druckmittelzylinder 18 geführt, so daß die Schubstange 27 über den Ge¬ lenkbolzen 26 die zweite Spannbacke 12 betätigt. Die Druckplatte 24 kippt dabei ebenfalls gegen das Werkstück und entfaltet ihrerseits eine durch den Druck im Druckmittelzylinder 18 sowie die Kolbenfläche des Kolbens 23 und das Verhält¬ nis der Hebelarme an der Spannbacke 12 bestimmte Druckkraft bzw. Spann¬ kraft auf das Werkstück.
Eine weitere Besonderheit bei dem gezeigten Schraubstock ist, daß die Boh¬ rungen 29 in der neutralen Faser 32 (bezogen auf das Flächenträgheitsmoment) des Schlittenbettes 11 angeordnet sind. Hierdurch werden keine Biegekräfte in das Schlittenbett 11 eingeleitet. Vielmehr wird das Schlittenbett 11 lediglich auf Zug belastet. Die Spannflächen 21 , 24 einerseits und die Schubstange 27 an- derseits sind dabei einander gegenüberliegenden Seiten der neutralen Faser 32 angeordnet.
Alternativ zur mechanischen Betätigung über die Spindel 14 kann die Spann¬ kraft aber auch über eine externe Hydraulikversorgung aufgebracht werden. Zu diesem Zweck wird an geeigneter Stelle beispielsweise an der Bypaßleitung 17 ein zusätzlicher Anschluß für die externe Hydraulikversorgung vorgesehen.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Schraubstock 33, bei dem die Spannbacken 34 und 35 als einarmige Hebel ausgebildet sind und über Gelen- ke 36, 37 am Schlittenbett 11 gelagert sind. Die Gelenke 36, 37 sind wieder in der neutralen Faser 32 angeordnet. Betätigt werden die Spannbacken 34, 35 über parallel zur neutralen Faser 32 verlaufende Zugstangen 38, welche mittels eines Druckmittelzylinders 39 zusammengezogen werden.
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Der in Fig. 7 gezeigte Schraubstock 40 mit zwei Spannbacken 41 , 42. Die eine Spannbacke 41 ist gelenkig am Schlittenbett 11 gelagert, wobei das Gelenk 43 wieder in der neutralen Faser 32 des Schlittenbettes 11 liegt. Die andere Spann¬ backe 42 wird über einen Druckmittelzylinder 44 am Schlittenbett 11 gelagert, dessen Betätigungsrichtung in der neutralen Faser 32 angeordnet ist und der mittels eines Gelenkes 45 an der Spannbacke 42 angreift, welches wieder in der neutralen Faser 32 liegt. Die Spannbacken 41 , 42 sind als zweiarmige Hebel ausgebildet, wobei jeweils dem einen Hebelarm die Spannfläche 21 , 24 zuge¬ ordnet ist. An dem anderen Hebelarm sind die Spannbacken 41 , 42 über eine parallel zur neutralen Faser 32 verlaufende Schubstange 46 miteinander gekop¬ pelt. Die Schubstange 46 liegt, wie auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 5, auf der den Spannflächen 21 , 24 gegenüberliegenden Seite der neutra¬ len Faser 32.
Selbstverständlich ist es beim Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 6 und 7 auch möglich, beiden Spannbacken 34, 35 bzw. 41 , 42 jeweils eigene Druckmittelzy¬ linder zuzuordnen.
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Bezugszeichenliste
10 Schraubstock
11 Schlittenbett
12 Spannbacke
13 Spannbacke
14 Spindel
15 Druckmittelzylinder
16 Hydraulikverschraubung
17 Bypaßleitung
18 Druckmittelzylinder
19 Hydraulikverschraubung
20 Gelenkbolzen
21 Druckplatte
22 Zylinderbohrung
23 Kolben
24 Druckplatte
25 Gelenkbolzen
26 Gelenkbolzen
27 Schubstange
28 Frei
29 Bohrung
30 Bohrung
31 Bohrung
32 Neutrale Faser
33 Schraubstock
34 Spannbacke
35 Spannbacke
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PATENTANWÄLTE
36 Gelenk
37 Gelenk
38 Zugstange
39 Druckmittelzylinder
40 Schraubstock
41 Spannbacke
42 Spannbacke
43 Gelenk
44 Druckmittelzylinder
45 Gelenk
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Claims

-12- KEBL&SCHAAFHAUSEN
PATENTANWÄLTE
Ansprüche:
1. Spannelement für Werkstücke, insbesondere Schraubstock (10, 33, 40), mit einer ersten Spannbacke (12, 34, 41) und einer zweiten Spannbacke (13, 35, 42), welche an einem Schlittenbett (11) gelagert sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Resultierenden der infolge der auf die Spannbacken (12, 13, 34, 35, 41, 42) einwirkenden Spannkräfte von den Spannbacken (12, 13, 34, 35, 41, 42) in das Schlittenbett (11) eingeleiteten Kräfte in der Ebene der neutralen Faser (32) des Schlittenbettes (11) liegen.
2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannbacke (12, 34, 41)) und/oder zweite Spannbacke (13, 35, 42) mittels je- weils eines Gelenkbolzens (20, 25; 36, 37; 43, 45) an einem Schlittenbett (11) abstützen, wobei Bohrungen (29) für die Gelenkbolzen (20, 25; 36, 37; 43, 45) in einer neutralen Faser (32) des Schlittenbettes (11) angeordnet sind.
3. Spannelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (12, 13, 41, 42) als zweiarmige Hebel ausgebildet sind, wobei dem einen Hebelarm eine Spannfläche (21, 24) zugeordnet ist und an dem an¬ deren Hebelarm eine Schubstange (27, 46) angreift.
4. Spannelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die He¬ belarme gleich lang sind.
5. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß sich ein Betätigungsorgan, insbesondere ein Druckmittelzylinder (15, 44), an einer der Spannbacken (12, 13), vorzugsweise der ersten Spannbacke
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(12), abstützt und die andere Spannbacke (13) mittels einer Schubstange (27, 46) betätigt ist.
6. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, daß das Betätigungsorgan ein Druckmittelzylinder (15, 46) ist.
7. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß die erste Spannbacke (12) mittels eines ersten Druckmittelszylinders (15) betätigt und der zweiten Spannbacke (13) ein weiterer Druckmittelzylinder (18) zugeordnet ist.
8. Spannelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der weite¬ re Druckmittelzylinder (18) mit dem ersten Druckmittelzylinder (15) hydraulisch bzw. pneumatisch gekoppelt ist.
9. Spannelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der weiter Druckmittelzylinder (15, 18) mittels einer Bypaßleitung (17) miteinander verbunden sind.
10. Spannelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß der erste Druckmittelzylinder (15) und der weitere Druckmittelzylinder (18) einen identischen Kolbendurchmesser aufweisen.
11. Spannelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, daß der weitere Druckmittelzylinder (18) in dem Schlittenbett (11 ) an¬ geordnet ist.
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