EP4091769B1

EP4091769B1 - Schraubstock

Info

Publication number: EP4091769B1
Application number: EP22160028.1A
Authority: EP
Inventors: Frank Grabinski
Original assignee: Brockhaus HEUER GmbH
Current assignee: Brockhaus HEUER GmbH
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2024-04-10
Anticipated expiration: 2042-03-03
Also published as: EP4091769C0; DE102021113103B3; EP4091769A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubstock, umfassend eine feststehende Hinterbacke und eine Vorderbacke, die über eine Gewindespindel, deren eines, einen Schwengel aufweisendes Ende in der Vorderbacke drehbar gelagert ist, entlang einer Führung relativ zur Hinterbacke verschiebbar ist, wobei die Gewindespindel ein Außengewinde aufweist, das mit einem an der Hinterbacke angeordneten Innengewinde korrespondiert.
Derartige Schraubstöcke sind allgemein bekannt. Eine Drehbewegung des Schwengels bewirkt eine Längsbewegung der Schraubspindel und der beweglichen Vorderbacke, um ein Werkstück zwischen den Klemmbacken festzuklemmen oder zu lösen. Nachteilig an derartigen Schraubstöcken ist, dass es sehr zeitaufwändig ist, die bewegliche Vorderbacke zum Klemmen eines Werkstücks zu bewegen, da die bewegliche Vorderbacke bei jeder Umdrehung des Schwengels lediglich um eine Ganghöhe der Schraubspindel bewegt wird.
In der EP 2 305 427 A1 ist beschrieben ein Schraubstock, umfassend eine feststehende Hinterbacke (9) und eine Vorderbacke (10), die über eine Gewindespindel (3), deren eines, einen Schwengel (4) aufweisendes Ende in der Vorderbacke (10) drehbar gelagert ist, entlang einer Führung relativ zur Hinterbacke (9) verschiebbar ist, wobei die Gewindespindel (3) ein Außengewinde (33) aufweist, das mit einem an der Hinterbacke (9) angeordneten Innengewinde korrespondiert, wobei das Innengewinde in einem in der Hinterbacke (9) verschiebbar angeordneten Koppelbolzen (61) eingebracht ist und als Teilgewinde (651) mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgeführt ist, das in eine langlochförmige Durchführung (65) übergeht, die derart ausgebildet ist, dass die Gewindespindel (3) durch Verschieben des Koppelbolzens (61) mit dem Teilgewinde (651) in bzw. außer Eingriff zu bringen ist.
In der EP 1 884 317 A1 ist ein Schraubstock mit Schnellverstellung beschrieben, bei dem eine Gewindespindel angeordnet ist, die in ein Innengewinde einer in der Hinterbacke angeordneten, drehbar gelagerten Verstellmutter eingreift. Das Innengewinde ist in Art eines Teilgewindes ausgebildet, das in eine kurvenförmige Ausnehmung übergeht. Durch Drehung der Verstellmutter kann die Spindel in oder außer Eingriff mit der Gewindespindel gebracht werden.
Der vorbekannte Schraubstock hat sich in der Praxis bewährt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Schraubstock zu schaffen, der nach Bedarf ein freies Verschieben der Vorderbacke bei uneingeschränkter Funktion des Schraubstocks ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Schraubstock mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit der Erfindung ist ein alternativer Schraubstock bereitgestellt, der nach Bedarf ein freies Verschieben der Vorderbacke bei uneingeschränkter Funktion des Schraubstocks ermöglicht. Dadurch, dass das Innengewinde in einem in der Hinterbacke um einen Winkel zur Orthogonalen der Gewindespindelachse verschiebbar angeordneten Koppelbolzen eingebracht ist und als Teilgewinde mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgeführt ist, das in eine langlochförmige Durchführung übergeht, die derart ausgebildet ist, dass die Gewindespindel durch Verschieben des Koppelbolzens mit dem Teilgewinde in, bzw. außer Eingriff zu bringen ist, ist durch eine Verschiebung des Koppelbolzens eine schnelle Verstellung des Abstandes zwischen Vorder- und Hinterbacke auf die Dimension des einzuspannenden Werkstücks ermöglicht. Durch Verschieben des Koppelbolzens in die entgegengesetzte Richtung kann anschließend die Spindel mit dem Teilgewinde in Eingriff gebracht werden, so dass durch Drehen der Spindel mittels des an dieser angeordneten Schwengels die Einspannung des Werkstücks erfolgen kann. Dadurch, dass der Koppelbolzen um einen Winkel zur Orthogonalen der Gewindespindelachse verschiebbar in der Hinterbacke eingebracht ist, ist einem Lösen der Gewindespindel aus dem Teilgewinde des Koppelbolzens unter Last entgegengewirkt. Ein Übersprung des in das Teilgewinde eingreifenden Gewindes der Gewindespindel unter Last ist so wirksam verhindert.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Mittelachse des Teilgewindes um den Winkel gegenüber der Mittelachse des Koppelbolzens geneigt. Hierdurch ist eine Übereinstimmung der Lage der Mittelachse des Teilgewindes mit der Achse der Gewindespindel gewährleistet.
Erfindungsgemäß beträgt der Winkel zwischen Koppelbolzen und der Orthogonalen der Gewindespindel zwischen 2° und 8°, bevorzugt zwischen 4° und 6°. Eine wirkungsvolle Verhinderung einer unerwünschten Querbewegung des Koppelbolzens unter Last ergibt sich, wenn die Mittelachse des Koppelbolzens in einem Winkel von 5° zur Gewindespindelachse geneigt verläuft.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Koppelbolzen im Bereich des Innengewindes tailliert ausgebildet. Hierdurch ist einem unerwünschten Verkanten des Koppelbolzens gegen die Gewindespindel entgegengewirkt.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Koppelbolzen über ein Federelement mit dem Teilgewinde gegen die Gewindespindel vorgespannt. Hierdurch ist eine automatische Rückstellung des Koppelbolzens in die Eingriffsposition des Teilgewindes mit der Gewindespindel bewirkt. Bevorzugt ist das eine Federelement eine Schraubenfeder, die an der Innenwandung der Hinterbacke anliegt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Koppelbolzen ein zylinderförmiger, durchmesserreduzierter Absatz angeformt, wodurch ein Anschlag für die Schraubenfeder gebildet ist. Hierdurch ist ein Federsitz sowie zugleich eine Führung für die Schraubenfeder gebildet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ragt der durchmesserreduzierte Absatz in einer Verstellposition des Koppelbolzens durch die Hinterbacke hindurch. Hierdurch ist eine gute Führung des Koppelbolzens erzielt.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Gewindespindel in der Vorderbacke über eine Feder vorgespannt. Hierdurch ist einem möglichen Spiel zwischen Vorderbacke und Gewindespindel mit Schwengel entgegengewirkt.
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

die schematische Darstellung eines Schraubstocks in einer ersten räumlichen Ansicht;

Figur 2

die Darstellung des Schraubstocks aus Figur 1 in einer zweiten räumlichen Ansicht;

Figur 3

die Darstellung des Schraubstocks aus Figur 1 in der Draufsicht;

Figur 4

die Darstellung des Schraubstocks aus Figur 3 im Schnitt IV-IV;

Figur 5

den Schraubstock aus Figur 1 in Explosionsdarstellung;

Figur 6

den Koppelbolzen des Schraubstocks aus Figur 1

a) in räumlicher Darstellung;
b) in der Seitenansicht;
c) in der Draufsicht.

Der als Ausführungsbeispiel gewählte Schraubstock besteht im Wesentlichen aus einer feststehenden Hinterbacke 1 und einer Vorderbacke 2, die über eine Gewindespindel 3, die an ihrem Ende mit einem Schwengel 4 versehen ist, und einem Führungswelle 5 relativ zur Hinterbacke 1 verschiebbar mit dieser verbunden ist. Innerhalb des Grundkörpers 11 der Hinterbacke 1 durchdringt die Gewindespindel 3 einen Koppelbolzen 6 und mündet in einem Gehäuserohr 7. Weiterhin ist der Grundkörper 11 durch die in die Vorderbacke 2 eingeschraubte Führungswelle durchdrungen, die in dem Grundkörper 11 verschiebbar gelagert ist.
Die Hinterbacke 1 ist als Stahlgussteil hergestellt und besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper 11, an den eine Aufnahme 12 zur Aufnahme einer auswechselbaren Vorsatzbacke 13 angeformt ist. In der Aufnahme 12 sind zwei Bohrungen 14 zur Fixierung der Vorsatzbacke 13 mittels Innensechskantschrauben 15 vorgesehen. Unterhalb der Aufnahme 12 ist im Ausführungsbeispiel eine Wölbung 16 eingebracht. Die Wölbung 16 dient zusammen mit der in der Vorderbacke 2 gegenüberliegend vorgesehenen Wölbung 23 der Einspannung von rohrförmigen Werkstücken.
In dem Grundkörper 11 der Hinterbacke 1 sind auf der senkrechten Mittelachse der Hinterbacke 1 parallel zueinander zwei Bohrungen 17, 18 eingebracht. Die untere Bohrung 18 dient der Durchführung der Führungswelle 5. Die obere Bohrung 17 ist von einer orthogonal zu dieser durch den Grundkörper 11 geführten Stufenbohrung 19 durchdrungen, die der Aufnahme des Koppelbolzens 6 dient. Die Stufenbohrung 19 ist derart ausgeführt, dass ihre Mittelachse um einen Winkel α von 5° zur Orthogonalen der Mittelachse der oberen Bohrung 17, also zu Mittelachse der durch diese geführten Gewindespindel 3, geneigt ist.
Die ebenfalls als Stahlgussteil ausgebildete Vorderbacke 2 ist im Wesentlichen gebildet aus einem Grundkörper 21, an den eine Aufnahme 22 zur Aufnahme einer auswechselbaren Vorsatzbacke 24 angeformt ist. Die Aufnahme 22 weist zwei Bohrungen 25 zur Fixierung der Vorsatzbacke 24 mittels Innensechskantschrauben 26 auf. Unterhalb der Aufnahme 22 ist im Ausführungsbeispiel eine Wölbung 23 zur Einspannung von rohrförmigen Werkstücken eingebracht. In dem Grundkörper 21 der Vorderbacke 2 ist eine Stufenbohrung 27. Unterhalb der Stufenbohrung 27 ist diametral zu dieser eine Gewindesackbohrung 28 zur Aufnahme der Führungswelle 5 vorgesehen. Die Stufenbohrung 27 und die Gewindesackbohrung 28 sind derart angeordnet, dass sie mit den Bohrungen 17, 18 der Hinterbacke 1 fluchten. Hinterbacke 1 und Vorderbacke 2 können alternativ auch als Gesenkschmiedeteile hergestellt sein.
Die Gewindespindel 3 weist an einem Ende einen Spindelkopf 31 auf, der zur Aufnahme des Schwengels 4 mit einer Durchgangsbohrung versehen ist. An ihrem dem Spindelkopf 31 entgegengesetzten Ende weist die Gewindespindel 3 ein Gewinde 32 auf. Zwischen dem Gewinde 32 und dem Spindelkopf 31 ist in der Gewindespindel 3 eine umlaufende Nut 33 zur Aufnahme eines Sprengrings 34 vorgesehen.
Die Gewindespindel 3 ist derart durch die Stufenbohrung 27 der Vorderbacke 2 geführt, dass der Spindelkopf 31 die Stufenbohrung 24 überragend an dem Grundkörper 21 der Vorderbacke 2 anliegt. Zwischen dem in der umlaufenden Nut 33 der Gewindespindel 3 angeordneten Sprengring 34 und der Stufenbohrung 27 der Vorderbacke 2 ist eine Druckfeder 35 angeordnet, die zwischen der Stufe der Stufenbohrung 27 und einem Druckring 36, der gegen den Sprengring 15 gestützt ist, vorgespannt ist.
Die Führungswelle 5 ist weitgehend zylindrisch ausgebildet. An einem Ende weist die Führungswelle 5 ein Außengewinde 51 auf, über das sie in die Gewindesackbohrung 28 der Vorderbacke 2 eingeschraubt ist.
Der Koppelbolzen 6 ist im Wesentlichen durch einen zylinderförmigen Grundkörper 61 gebildet, an dem an einer Seite mittig ein ebenfalls zylinderförmiger Absatz 62 mit geringerem Durchmesser angeformt ist, wodurch auf dem Grundkörper 61 ein ringförmiger Anschlag 63 gebildet ist. In dem Grundkörper 61 ist eine Durchführung 64 eingebracht, welche in Art eines Langlochs ausgebildet ist. Auf ihrer dem Absatz 62 zugewandten Seite ist in der Durchführung 64 ein Teilgewinde 65 eingebracht. Das Teilgewinde 65 ist korrespondierend zum Gewinde 32 der Gewindespindel 3 ausgebildet. Die Durchführung 64 ist derart gestaltet, dass die Gewindespindel 3, welche durch die Durchführung 64 hindurchragt, durch Verschieben des Koppelbolzens 6 orthogonal zur Gewindespindel 3 mit dem Teilgewinde 65 in bzw. außer Eingriff zu bringen ist. Die Durchführung 64 mit dem darin angeordneten Teilgewinde 65 ist um einen Winkel α von 5° gegenüber der Mittelachse 66 des Kopplungsbolzens 6 geneigt ausgebildet, wodurch die Mittelachse des Teilgewindes 65 mit der Mittelachse 66 des Kopplungsbolzens 6 einen Winkel β von 95° einschließt. Hierdurch wird die schräge Lage des in der um den Winkel α von 5° geneigten Stufenbohrung 19 geführten Koppelbolzens 6 ausgeglichen, wodurch die Mittelachse des Teilgewindes 65 auf der Mittelachse der Gewindespindel 3 verläuft. Der Koppelbolzen 6 ist im Bereich der Durchführung 64 tailliert ausgeführt (vgl. Fig. 6 c).
Der Koppelbolzen 6 ist derart in der um den Winkel α von 5° geneigten Stufenbohrung 19 des Grundkörpers 11 der Hinterbacke 1 eingebracht, dass der Grundkörper 61 in der Stufenbohrung 19 anliegt, wobei der Absatz 62 durch den durchmesserverminderten Abschnitt der Stufenbohrung 19 durch den Grundkörper 61 hindurchragt, wobei die Gewindespindel 3 durch die Durchführung 64 geführt ist. Auf dem Absatz 62 des Koppelbolzens 6 ist eine Schraubenfeder 67 aufgebracht, die an dem Absatz 62 anliegt und die gegen die Innenwandung des Grundkörpers 11 der Hinterbacke 1 vorgespannt ist. Durch die Vorspannung der Schraubenfeder 67 ist das Gewinde 32 der Gewindespindel 3 mit dem Teilgewinde 65 des Koppelbolzens 6 im Eingriff. Der Absatz 62 des Koppelbolzens 6 ist endseitig mit einer gewölbte Kontur 68 versehen, die sich in die Außenkontur des Grundkörpers 11 einfügt.
Durch einen Druck auf die dem Absatz 62 gegenüberliegende Seite des Grundkörpers 61 wird der Koppelbolzen 6 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 67 innerhalb der Hinterbacke 1 verschoben, wobei der Absatz 62 in der Stufenbohrung 19 geführt ist. Durch die Verschiebung des Koppelbolzens 6 wird das Gewinde 32 der Gewindespindel 3 mit dem Teilgewinde 65 des Koppelbolzens 6 außer Eingriff gebracht. Die Vorderbacke 2 kann nun über die Führungswelle 5 geführt stufenlos bewegt werden. Bei nachlassendem Druck auf den Grundkörper 61 wird der Koppelbolzen 6 durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 67 wieder zurückbewegt, wodurch das Gewinde 32 der Gewindespindel 3 mit dem Teilgewinde 65 des Koppelbolzens 6 in Eingriff gebracht wird. Durch den in der Stufenbohrung 19 um den Winkel α von 5° geneigt geführten Koppelbolzen 6 wird eine Querbewegung des Koppelbolzens 6 unter Last gehemmt, wodurch ein Übersprung des Gewindes der Gewindespindel 3 in dem Teilgewinde 65 verhindert ist.
An seinem dem Grundkörper 11 gegenüberliegenden Ende ist in dem Gehäuserohr 7 eine Führungsscheibe 8 angeordnet. Die Führungsscheibe 8 weist eine obere Bohrung 81 zur Aufnahme der Gewindespindel 3 und eine untere Bohrung 82 zur Aufnahme der Führungswelle 5 auf, die mit den Bohrungen 17, 18 des Grundkörpers 11 fluchten. Die Gewindespindel 3 ist über die obere Bohrung 81 mit der Gewindespindel verschraubt. Die Führungswelle 5 ist in der unteren Bohrung 82 verschiebbar geführt. Die Endseitig ist das Gehäuserohr 7 mit einem Deckel 9 dicht verschlossen.

Claims

Schraubstock, umfassend eine feststehende Hinterbacke (1) und eine Vorderbacke (2), die über eine Gewindespindel (3), deren eines, einen Schwengel (4) aufweisendes Ende in der Vorderbacke (2) drehbar gelagert ist, entlang einer Führung relativ zur Hinterbacke (1) verschiebbar ist, wobei die Gewindespindel (3) ein Außengewinde (32) aufweist, das mit einem an der Hinterbacke (1) angeordneten Innengewinde korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde in einem in der Hinterbacke (1) in einem Winkel (α) von zwischen 2° und 8° zur Orthogonalen der Gewindespindelachse verschiebbar angeordneten Koppelbolzen (6) eingebracht ist und als Teilgewinde (65) mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgeführt ist, das in eine langlochförmige Durchführung (64) übergeht, die derart ausgebildet ist, dass die Gewindespindel (3) durch Verschieben des Koppelbolzens (6) mit dem Teilgewinde (65) in bzw. außer Eingriff zu bringen ist.
Schraubstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse des Teilgewindes um den Winkel (α) gegenüber der Mittelachse des Koppelbolzens (6) geneigt ist.
Schraubstock nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen 4° und 6°, bevorzugt 5° beträgt.
Schraubstock nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelbolzen (6) im Bereich des Innengewindes tailliert ausgebildet ist.
Schraubstock nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelbolzen (6) über ein Federelement mit dem Teilgewinde (65) gegen die Gewindespindel (3) vorgespannt ist.
Schraubstock nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Federelement eine Schraubenfeder (67) ist, die an der Innenwandung der Hinterbacke (1) anliegt.
Schraubstock nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Koppelbolzen (6) ein zylinderförmiger, durchmesserreduzierter Absatz (62) angeformt ist, wodurch ein Anschlag (63) für die Schraubenfeder (67) gebildet ist.
Schraubstock nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der durchmesserreduzierte Absatz (62) durch die Hinterbacke (1) hindurchragt.
Schraubstock nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (3) in der Vorderbacke (2) über eine Druckfeder (35) vorgespannt ist.