DE10022227A1 - Spannantrieb zum Antreiben eines Werkstück-Spannsystems sowie Werkstück-Spannsystem, insbesondere Maschinenschraubstock hierfür - Google Patents
Spannantrieb zum Antreiben eines Werkstück-Spannsystems sowie Werkstück-Spannsystem, insbesondere Maschinenschraubstock hierfürInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung schlägt erstmals einen Spannantrieb (60) vor, zum Antreiben wenigstens eines beweglichen Backens (40, 154) eines Werkstück-Spannsystems (150), insbesondere eines Maschinenschraubstocks, entlang dessen Längsachse (X). Der Spannantrieb (60) kann hierbei als mechanisch-/hydraulischer oder als hydraulisch-/hydraulischer Spannantrieb (60) ausgebildet sein. Ferner kann der Spannantrieb (60) nicht-drehend mittels einer weitestgehend axial in Rihctung der Längsachse (X) des Werkstück-Spannsystems (150) gerichteten Zug- oder Schubkraft (F) auf den wenigstens einen beweglichen Backen (40, 154) einwirken, wobei der Spannantrieb (60) als abgeschlossene, in sich komplett abgedichtete Einheit am bedienerseitigen Ende des Werkstück-Spannsystems (150) wieder abnehmbar befestigt sein kann. Darüber hinaus wird mit der vorliegenden Erfindung erstmals ein Werkstück-Spannsystem (150) zur Verfügung gestellt, insbesondere ein Maschinenschraubstock, mit einem Grundkörper (2, 2' 2'') und wenigstens einem, relativ zur Längsachse (X) des Grundkörpers (2, 2', 2'') verschieblichen, beweglichen Backen (40, 154) und wenigstens einem relativ zum Grundkörper (2, 2', 2'') feststehenden Backen (40, 152), sowie einem sich gegen den Grundkörper (2, 2', 2'') abstützenden, auf den beweglichen Backen (40, 154) einwirkenden Spannantrieb (60), bei dem der erfindungsgemäße Spannantrieb in vorteilhafter Weise eingesetzt werden kann, wobei der Spannantrieb (60) als auch der feststehende ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannantrieb zum Antreiben wenigstens
eines freien Backens eines Werkstück-Spannsystems, insbesondere eine Maschinen
schraubstocks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Werkstück-Spannsy
stem, insbesondere einen Maschinenschraubstock, hierfür nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 13.
Aus der Praxis sind die unterschiedlichsten Ausführungsformen von Spannantrie
ben zum Antreiben eines freien Backens eines Werkstück-Spannsystems, insbesondere
eines Maschinenschraubstocks bekannt geworden.
Diese bekannten Spannantriebe wirken generell über eine Gewindespindel auf den
beweglichen Backen des Maschinenschraubstockes ein. Derartige Spannantriebe werden
überwiegend in der Praxis manuell über eine Handkurbel angetrieben. Verbesserte Aus
führungsformen verfügen gelegentlich auch über pneumatisch oder hydraulisch ange
triebene Spannantriebe, die dann jedoch in der Regel keine mechanische Antriebsmög
lichkeit aufweisen, so daß ein Einspannen eines zu bearbeitenden Werkstücks bei Aus
fall der pneumatischen oder hydraulischen Druckversorgung nicht möglich ist. In der
Regel verfügt das mechanische Getriebe zum drehenden Antreiben der Gewindespindel
der aus der Praxis bekannten Spannantriebe über einen sogenannten Schnell- oder Eil
gang, der dazu dient, die bewegliche Klemmbacke zügig von ihrer Ausgangs- bzw.
Ruhelage zur Anlage am zu bearbeitenden Werkstück zu bringen.
Ferner weisen diese Getriebe einen sogenannten Spanngang auf, der nach Anlage
der beweglichen Backe am Werkstück in aller Regel automatisch wirksam wird und
zum Aufbringen von Spannkräften dient.
Eine beispielhafte Ausführungsform eines auf eine Gewindespindel einwirkenden
Spannantriebs ist in der EP 0 324 057 beschreiben. Eine weitere beispielhafte Ausfüh
rungsform eines bekannten spindelgetriebenen Maschinenschraubstocks ist in der
DE 197 39 270 erläutert. Ferner offenbart die DE 197 52 084 eine druckmittelbeauf
schlagte Spanneinrichtung mit einem umlaufenden Spannkolben, dessen Rotation zum
drehenden Antreiben der Gewindespindel genutzt wird.
Ein wesentlicher Nachteil der vorstehend erwähnten, aus der Praxis bekannten
Spannantriebe ist darin zu sehen, daß diese ausschließlich zum drehenden Antreiben
bekannter Gewindespindeln geeignet sind. Denn ein wesentlicher Nachteil aller spindel
getriebenen Schraubstöcke liegt darin, daß die bei der spanenden Bearbeitung des
Werkstücks anfallenden Späne in den Arbeitsbereich des Schraubstocks fallen, sich
dabei in den Gewindegängen der Spindel festsetzen und damit einen reibungslosen
Betrieb des spindelgetriebenen Schraubstocks massiv stören, weshalb eine andauernde
Reinigung der Gewindespindel und der Führungsnuten erforderlich ist. Die hierzu in der
Praxis teilweise vorgeschlagenen Abdeckbleche können nur unzulänglich Abhilfe schaf
fen.
Darüber hinaus weist keine der in der Praxis bekannten Spannvorrichtungen eine
korrekte Anzeige der tatsächlich wirksamen Spannkraft auf. Die Spannkraftanzeigen
bekannter Spannantriebe für Werkstück-Spannsysteme erfolgen proportional dem axia
len Spannhub des über die Gewindespindel in axialer Richtung verschobenen Spann
backens oder proportional der Umdrehungsanzahl der drehend angetriebenen Gewinde
spindel. Diese Abhängigkeit von indirekten Meßgrößen führt insbesondere bei duktilen
Werkstoffen, bei denen ein Spannvorgang häufig den Bereich der plastischen Deforma
tion des einzuspannenden Werkstücks erreicht, zu einer Anzeige einer scheinbar vorlie
genden, hohen Spannkraft, selbst wenn das einzuspannende Werkstück längst defor
miert ist und aufgrund dessen ohne real wirksame Klemmung zwischen den Spannbac
ken ruht, so daß es trotz der angezeigten, vermeintlich wirksamen Spannkraft mühelos
aus dem Schraubstock entnommen werden könnte. Dies birgt ein nicht unbeachtliches
Verletzungsrisiko in sich, falls ein auf solche Weise schlecht gespanntes Werkstück,
ohne daß das Fehlen einer ausreichenden Spannkraft bemerkt wurde, bearbeitet wird.
Zudem können die bekannten Spannantriebe nicht ohne weiteren Aufwand vom
Werkstück-Spannsystem, in das sie integriert sind, für Wartungsarbeiten entfernt wer
den. Ein Austausch eines Spannantriebs gegen einen beispielsweise leistungsstärkeren
oder einen Spannantrieb mit einer anderen Hubcharakteristik zur Anpassung an unter
schiedliche Herstellungsprozesse ist bei den bekannten Spannantrieben nicht möglich.
Ungeachtet dessen sind bei den bekannten Spannantrieben, soweit diese druckmittelbe
aufschlagt, insbesondere hydraulisch angetrieben sind, ein andauerndes Auftreten von
Undichtigkeiten zu beklagen, demzufolge eine konstante Spannkraft über einen längeren
Zeitraum nicht aufrechterhalten werden kann. Im übrigen sind die bekannten Spannan
triebe aus den vorgenannten Gründen pflegeintensiv und störanfällig.
Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Spannantrieb
vorzuschlagen, der einen möglichst störungsfreien Betrieb eines damit beaufschlagten
Werkstück-Spannsystems ohne das Erforderniss einer ständigen Reinigung der
Antriebseinheit gewährleistet. Weiterhin soll der neu vorgeschlagene Spannantrieb
rasch im Bedarfsfall durch einen anderen Spannantrieb ersetzt werden können.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 sowie durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 13.
Der neu entwickelte Spannantrieb zum Antreiben wenigstens eines beweglichen
Backens eines Werkstück-Spannsystems, insbesondere eines Maschinenschraubstocks,
entlang dessen Längsachse ist mechanisch-/hydraulisch und/oder hydraulisch-
/hydraulisch ausgebildet. Dieser neue Spannantrieb wirkt nicht-drehend mittels einer
weitestgehend axial in Richtung der Längsachse des Werkstück-Spannsystems gerich
teten Zug- oder Schubkraft auf den wenigstens einen beweglichen Backen ein. Dabei ist
der Spannantrieb als abgeschlossene, in sich komplett abgedichtete Einheit ausgebildet
und am bedienerseitigen Ende des Werkstück-Spannsystems wieder abnehmbar befestigt.
Damit kann in vorteilhafter Weise erstmals ein Spannantrieb für Werkstück-Spann
systeme zur Verfügung gestellt werden, der aufgrund seiner in sich komplett abgedich
teten, abgeschlossenen Ausbildung als eine Einheit rasch ausgetauscht werden kann.
Hierbei kann der Spannantrieb mit einer am bedienerseitigen Ende des Werkstück-
Spannsystems entsprechend ausgebildeten Aufnahme, beispielsweise einem senkrech
ten, nach oben offenen, an dessen Ränder gegebenenfalls mit Führungshilfen ausgebil
deten Längsschlitz, problemlos am Werkstück-Spannsystem bzw. an dessen Grundkör
per angebracht und gegebenenfalls vermittels entsprechender Öffnungen zusätzlich ver
schraubt werden, so daß der Spannantrieb - der seinerseits in sich komplett abgedichtet
sein kann - leicht zu demontieren bzw. zu montieren ist. Der Spannantrieb ist damit,
sofern er überhaupt gewartet werden muß, jederzeit zur Wartung gegen einen bauglei
chen Spannantrieb in kürzester Zeit austauschbar, ohne daß das Werkstück-Spannsy
stem als solches verändert werden müßte. Eine komplette Demontage mit vollständigem
Wiedereinbau eines Ersatzspannantriebs kann somit innerhalb von wenigen Minuten
durchgeführt werden. Gleiches gilt für ein Umrüsten, wenn beispielsweise ein beim zu
letzt ausgeführten Bearbeitungsvorgang verwendeter Spannantrieb gegen einen lei
stungsstärkeren oder leistungsschwächeren Spannantrieb bzw. gegen einen Spannantrieb
mit einer anderen Hubcharakteristik für einen anders gearteten Bearbeitungsgang ersetzt
werden müßte.
In einer weiter vorteilhaften Weise kann der Antrieb der beweglichen Spannbacke
erstmals mittels eines glatten Zugzylinders erfolgen. Die im Stand der Technik als
besonders nachteilig empfundene Gewindespindel zum Antrieb des beweglichen
Backens kann auf diese Weise vollständig entfallen. Die mit der Verwendung einer
solchen Gewindespindel bislang einhergehenden massiven Nachteile entfallen damit
ebenso.
Weiterhin kann der Antrieb erstmals auch mechanisch-/hydraulisch über eine auf
die die Spannkraft erzeugende Hydraulikeinheit einwirkende Mechanik, wie beispiels
weise eine Kurbel, erfolgen. Diese bietet den Vorteil, daß bei einem unerwünschten
Ausfall externer Hydraulikaggregate der erfindungsgemäße Spannantrieb immer noch
mechanisch, beispielsweise von Hand über die Kurbel mit einer Eingangskraft beauf
schlagt werden kann, die dann vom Spannantrieb hydraulisch in die auf den bewegli
chen Backen einwirkende, axial gerichtete Ausgangsspannkraft übersetzt wird. Daneben
ist mit dem selben Spannantrieb auch ein hydraulisch-/hydraulischer Betrieb möglich,
bei dem beispielsweise durch eine Fremdpumpe über entsprechende Schalter, Regler
oder Ventile, die zum Spannen eingesetzte Hydraulikeinheit mittels eines hydraulischen
Fluids angesprochen wird, um auf diese Weise den Spannantrieb mit einer Eingangs
kraft zu versehen, die wiederum durch den Spannantrieb in eine auf den beweglichen
Backen einwirkende Ausgangsspannkraft übersetzt wird. Ein Umbau des erfindungsge
mäßen Spannantriebs ist dabei nicht erforderlich, da dieser vorzugsweise sowohl über
einen Anschluß für eine externe Hydraulik als auch über eine mechanische Antriebs
gruppe bzw. einen Flansch hierfür verfügt.
Indem der Spannantrieb erstmals nicht-drehend mittels einer weitestgehend axial
in Richtung der Längsachse des Werkstück-Spannsystems gerichteten Zug- oder Schub
kraft auf den wenigsten einen beweglichen Backen einwirkt, kann die den Spannantrieb
von außen eingeprägte Eingangskraft direkt, ohne jegliche Verluste, in eine axial
gerichtete Ausgangsspannkraft übersetzt werden, die ihrerseits in vorteilhafter Weise
wiederum ohne nennenswerte Verluste direkt in eine axiale Verschiebung des bewegli
chen Backens beim Spannen eines Werkstücks zu diesem bzw. zum feststehenden
Backen hin oder beim Lösen von diesem weg umgesetzt werden kann. Analoges gilt in
umgekehrter Richtung beim sogenannten Topfspannen, das mit dem erfindungsgemäßen
Spannantrieb erstmals ohne vorherige Umrüstarbeiten möglich wird.
Dabei entfallen die aus dem Stand der Technik bei gewindespindelgetriebenen
Werkstück-Spannsystemen bekannten Nachteile, wie z. B. ein wesentlicher Kraftverlust
aufgrund der drehend angetriebenen Gewindespindel, die ihrerseits relativ aufwendig
gelagert werden muß und dadurch wiederum Verluste erzeugt sowie im Bereich der
Kopplung zum beweglichen Backen wiederum Reibungsverlusten unterworfen ist, da
deren drehende Bewegung mit entsprechendem baulichem Aufwand in eine axiale
Verschiebung des Backens umgesetzt werden muß.
Weitere vorteilhafte Aspekte, Varianten und Weiterbildungen der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So kann beispielsweise der Spannantrieb einen koaxial zur Längsrichtung des
Spannantriebs ausgerichteten, gegen das Gehäuse des Spannantriebs abgedichteten,
axial verschieblichen Arbeitskolben aufweisen, der eine zwischen dem Gehäuse des
Spannantriebs und dem Arbeitskolben angeordnete, erste Druckkammer definiert. Hier
bei kann in vorteilhafter Weise über die Dimensionierung dieser ersten Druckkammer
als auch des verschieblichen Arbeitskolbens direkt Einfluß auf das Übersetzungsver
hältnis von dem Spannantrieb aufgeprägter Eingangskraft zu der vom Spannantrieb
abgegebenen Ausgangsspannkraft sowie auf die Hubcharakteristik des neuen Spannan
triebs Einfluß genommen werden.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist der Arbeitskolben am Werk
stück zugewandten Ende mit einem Schlitten des Werkstück-Spannsystems koppelbar,
so daß eine Spannkraft, vorzugsweise eine Zugkraft, über einen mit dem Schlitten
gekoppelten, beweglichen Backen dem zu spannenden Werkstück aufgeprägt werden
kann. Hierbei wird erstmals ein weitestgehend verlustfreier Kraftfluß vom Spannantrieb
über den in einem Grundkörper des Werkstück-Spannsystems gleitend angeordneten
Schlitten zum beweglichen Backen realisierbar, so daß die dem Spannantrieb aufge
prägten Eingangskräfte quasi verlustfrei zum Spannen des zu bearbeitenden Werkstücks
herangezogen werden können.
Ferner weist der neue Spannantrieb in einer bevorzugten Ausführungsform einen
koaxial zur Längsrichtung des Spannantriebs ausgerichteten, axial verschieblichen
Eilgang- und einen dazu koaxial ausgerichteten, axial verschieblichen Vorschubkolben
auf. Vermittels des Eilgangs kann der bewegliche Backen schnellstmöglich von einer
Ruhe- bzw. Ausgangslage zur Anlage an das zu bearbeitende Werkstück gebracht
werden, welches dann aufgrund eines automatischen Umschaltens vom Eilgang zum
Vorschub mit der vom Bediener gewünschten Spannkraft zum Spannen beaufschlagt
werden kann.
Ferner ist der Eilgangkolben in einer entsprechenden Ausnehmung im Arbeitskol
ben, eine zweite Druckkammer definierend, längsverschieblich drehbar geführt und
gegenüber dem Arbeitskolben abgedichtet. Über diese zweite Druckkammer ist
wiederum eine Einflußnahme auf das Kräfteverhältnis zwischen dem Spannantrieb
aufgeprägter Eingangskraft und von diesem abgegebener Ausgangsspannkraft sowie
dessen Hubcharakteristik möglich.
Weiterhin ist der Vorschubkolben in einer bevorzugten Ausführungsform im
Eilgangkolben längsverschieblich drehbar geführt und gegenüber dem Eilgangkolben
sowie gegenüber dem Gehäuse des Spannantriebs abgedichtet. Die erste Druckkammer
und die zweite Druckkammer sind in bevorzugter Weise mittels Überströmkanäle
miteinander verbunden.
Der Vorschubkolben weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine innenlie
gende Druckanzeige auf, so daß der im Spannantrieb vorherrschende Druck bzw. die
damit erzeugte Spannkraft außerhalb des Gehäuses des Spannantriebs anzeigbar ist.
Mittels der innenliegenden Druckanzeige ist es erstmals in vorteilhafter Weise möglich,
einen Abgriff bzw. eine Erfassung des im Spannantrieb vorherrschenden Drucks bzw.
der anliegenden Kraft zu realisieren, der vor von außen einwirkenden Beschädigungsge
fahren aller Art wirksam geschützt ist. Mit einer solchen innenliegenden Druckanzeige
ist erstmals eine exakte, aktive Anzeige des real wirksamen Spanndrucks möglich.
Hierbei kann eine Visualisierung z. B. durch eine einfache Mechanik, beispielsweise
mittels eines sich aus einer zentralen Ausnehmung in axialer Richtung heraus bewegen
den zylindrischen Stabs mit Anzeigeringen erfolgen, oder über einen Manometer oder
eine andere geeignete Anzeigeeinrichtung, die dann an einem, vor Beschädigungen
sicheren Ort angebracht werden können. Da eine solche Druckanzeige auf den Druck im
Spannantrieb, insbesondere in der hydraulischen Druckkammer referenziert, welcher
wiederum nur solange ansteigt, wie vom einzuspannenden Werkstück eine wirksame
Gegenkraft gegen die Spannkraft erzeugt wird, kann erstmals in besonders vorteilhafter
Weise der real vorherrschende Spanndruck und damit die real vorherrschende Spann
kraft erfaßt und angezeigt werden. Damit unterbleibt erstmals eine bei aus der Praxis
bekannten Spannanzeigen regelmäßig insbesondere bei duktilen Werkstücken vorkom
mende Anzeige einer längst nicht mehr herrschenden Spannkraft. Demzufolge steigt
insbesondere beim Spannen eines duktilen Werkstoffes die Spannkraftanzeige mit
zunehmender Spann- und Gegenkraft des Werkstücks an, bis jener Punkt erreicht wird,
an dem eine Deformation des einzuspannenden Werkstücks beginnt, was zu einem
Abfall der Gegenkraft und damit zu einem Rückgang der Anzeige führt. Diese zeigt
dem Benutzer erstmals an, daß eine zulässige Spannkraft überschritten worden ist. Hier
würde eine aus der Praxis bekannte Spannkraftanzeige bei dem zuletzt angezeigten
maximalen Wert stehenbleiben oder sogar noch weiter ansteigen und dem Bedienperso
nal eine völlig falsche, viel zu große Spannkraft suggerieren. Ferner hilft die fluiddruck
bezogene Spannkraftanzeige in vorteilhafter Weise dem Bedienpersonal festzustellen,
ob ein Werkstück, das seit mehreren Tagen eingespannt ist, immer noch mit der glei
chen Spannkraft vorgespannt wird, oder ob die Spannkraft vor dem Fortführen des
unterbrochenen Arbeitsgangs korrigiert werden muß, was eine deutliche Verbesserung
der Arbeitssicherheit bedeutet.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform verfügt der Spannantrieb über eine
am Vorschubkolben außerhalb des Spannantriebgehäuses angeordnete Aufnahme für
eine Kurbel zum mechanischen Antreiben. Des weiteren weist das Spannantriebgehäuse
einen mit der ersten Druckkammer kommunizierenden Anschluß zur hydraulischen
Druckbeaufschlagung mit einem Fluid auf.
Mit dem erfindungsgemäßen Spannantrieb ist eine gewünschte Spannkraft bzw.
ein gewünschter Spanndruck gezielt voreinstellbar und beliebig oft wiederholbar. Damit
ist eine einmal gewünschte bzw. eingestellte Spannkraft länger als 48 Stunden, insbe
sondere länger als 76 Stunden konstant aufrechtzuerhalten.
Ein erfindungsgemäßes Werkstück-Spannsystem, insbesondere ein erfindungsge
mäßer Maschinenschraubstock mit einem Grundkörper und wenigstens einem, relativ
zur Längsachse des Grundkörpers bzw. des Werkstück-Spannsystems verschieblichen,
beweglichen Backen und wenigstens einem relativ zum Grundkörper feststehenden
Backen, sowie einen sich gegen den Grundkörper abstützenden, auf den beweglichen
Backen einwirkenden Spannantrieb weist in einer besonders bevorzugten Ausführungs
form einen Spannantrieb auf, der sich durch die vorstehend diskutierten Merkmale und
deren Vorteile auszeichnet. Ferner ist der erfindungsgemäße Spannantrieb bei diesem
neu entwickelten Werkstück-Spannsystem als auch der feststehende Backen an der dem
Bediener zugewandten Seite am Grundkörper befestigt, wobei der Spannantrieb zum
Spannen eines Werkstücks eine Spannkraft über eine im Grundkörper gelagerten, in
dessen Längsrichtung beweglichen Schlitten auf den darauf befestigten beweglichen
Backen aufprägt.
Dabei ist in einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Grundkörper im Quer
schnitt mit einer Basis mit zwei sich daran anschließenden aufrechten Schenkeln in der
Art eines U-Profils, insbesondere einstückig ausgebildet. Im sich zwischen den Schen
keln oberhalb der Basis in Längsrichtung des Grundkörpers erstreckenden Freiraum ist
ein sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckender Schlitten angeordnet, der relativ zum
Grundkörper verschieblich gelagert ist, wobei die obere, dem Werkstück zugewandte
Oberfläche des Schlittens bündig mit der oberen Oberfläche des Grundkörpers bzw.
dessen Schenkel abschließt.
Auf diese Weise wird das erfindungsgemäße Werkstück-Spannsystem erstmals
nicht nur einlege- und bedienerfreundlich, sondern gewährleistet in vorteilhafter Weise
beim Bedienpersonal eine bandscheibenschonende Arbeitsweise, da ein aufzuspannen
des Werkstück nicht mehr in vornübergebeugter Haltung - und bei großen Werkstücken
erst recht nicht mehr mit nach vorne von sich gestreckten Armen - aufgespannt werden
muß, was in der Vergangenheit bei herkömmlichen Maschinenschraubstöcken zum Teil
zu massiven dauerhaften Schädigungen des Rückgrats des Bedienpersonals führte. Beim
erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystem kann erstmalig ein einzuspannendes
Werkstück in Aufrechterhaltung gegen den, dem Anwender zugewandten Spannbacken
direkt in Anlage gebracht und abgelegt werden. Danach kann der bewegliche Backen
durch eine zum Bedienpersonal gerichtete Bewegung ans andere Ende des Werkstücks
zum Spannen desselben hinbewegt werden, so daß das zu bearbeitende Werkstück dann
in seiner Lage relativ zum Werkstück-Spannsystem festgelegt ist. Zudem ist mit dem
erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystem aufgrund des hierfür verwendeten axial
wirkenden Spannantriebs erstmalig ein Auseinanderspannen und damit ein sogenanntes
Topfspannen von innen möglich. Weiterhin eröffnet dieser erfindungsgemäße Maschi
nenschraubstock die Option einer Mehrfachaufspannung von mehreren Werkstücken
durch Einsetzen mehrerer Backen, die in einem Spannvorgang miteinander in Linie
verspannt werden können. Zudem können mehrere solcher Linien auch nebeneinander
angeordnet werden. Ebenso ermöglicht es das erfindungsgemäße Werkstück-Spannsy
stem eine Mehrzahl solcher Maschinenschraubstöcke nebeneinander, über Kreuz oder
sternförmig in einer Ebene anzuordnen. Ferner ist es damit möglich, eine Mehrzahl von
Werkstück-Spannsystemen mit einer senkrechten Orientierung deren Längsachsen um
einen ebenfalls senkrecht stehenden Zentralkörper mit mehreckigem Querschnitt hierum
an dessen Umfangsflächen anzubringen, wobei der Zentralkörper wiederum gegebenen
falls drehend angetrieben werden kann. Somit kann insbesondere bei sogenannten Bear
beitungszentren der von diesen bzw. vom Maschinentisch beanspruchte Raum optimal
ausgenutzt werden.
Die dem zu bearbeitenden Werkstück zugewandte Oberfläche ist beim erfin
dungsgemäßen Werkstück-Spannsystem erstmalig in vorteilhafter Weise sowohl bereits
beim Bestücken des Werkstück-Spannsystems mit dem zu bearbeitenden Werkstück als
auch im sich daran anschließenden Betriebszustand dauerhaft eben und bündig
geschlossen sowie weitestgehend abgedichtet, so daß Späne, die beim spannenden
Bearbeiten des Werkstücks zwangsläufig anfallen, nicht in das erfindungsgemäße
Werkstück-Spannsystem eindringen und damit auch nicht zu aus der Praxis insbeson
dere bei den spindelgetriebenen Maschinenschraubstöcken bekannten Funktionsstörun
gen oder gar Ausfällen führen können.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Aspekte oder Details des erfindungsgemäßen
Werkstück-Spannsystems und dessen weitere Ausgestaltungen wird auf die parallele
Patentanmeldung derselben Anmelderin (internes Aktenzeichen SM41K01) verwiesen,
auf deren diesbezüglichen Offenbarungsgehalt hier vollinhaltlich Bezug genommen
wird.
So kann beispielsweise bei einer bevorzugten Ausführungsform der Grundkörper
und/oder der Schlitten aus Aluminium hergestellt sein. Dies bietet in vorteilhafter Weise
eine kostengünstige Herstellung in dem der Grundkörper und/oder der Schlitten aus dem
vollen spanabhebend hergestellt wird. Ferner ergibt dies eine erhebliche Reduzierung
des Gewichts des erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystems, ohne sich dabei Pro
bleme mit dessen Festigkeit einzuhandeln. Denn die Kombination aus U-förmigen
Grundkörper mit darauf befestigten, feststehenden Backen mit dem Grundkörper glei
tendem Schlitten mit darauf befestigten, beweglichen Backen, ergibt eine deutlich ver
besserte Krafteinleitung als auch einen gleichmäßigeren Kraftfluß, als dies bei her
kömmlichen spindelgetriebenen Machinenschraubstöcken der Fall ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist als Gleitfläche auf dem
Schlitten und/oder auf dem Grundkörper eine abriebfeste, vorzugsweise gehärtete,
dünne Platte oder ein dünnes Blech montiert. Dies bietet in vorteilhafter Weise eine
absolut plane, bündig schließende Oberfläche zum zu bearbeitenden Werkstück hin, die
nicht nur ein Eindringen vom beim Spannen bearbeitendes Werkstücks zwangsweise
anfallender Späne verhindert, sondern bei der auch erstmalig das Eindringen beispiels
weise von Schleifstäuben weitestgehend ausgeschlossen ist, so daß ein im Prinzip
absolut störungsfreies Arbeiten gewährleistet und zudem ein ständiges Reinigen nicht
mehr notwendig ist. Ferner können auf einer solchen abriebfesten Oberfläche auch zu
bearbeitende Werkstücke gespannt werden, die bei herkömmlichen Maschinenschraub
stöcken zu Kratzern bzw. Beschädigungen der Spannbacken oder der Oberfläche führen
und damit im schlimmsten Fall eine dauerhafte Schädigung des Werkstück-Spannsy
stems hervorrufen, so daß diese in der Vergangenheit kostspielig gegen ein neues aus
getauscht werden mußte.
In bezug auf weitere vorteilhafte Aspekte oder Details des erfindungsgemäßen
Werkstück-Spannsystems und dessen weitere konkrete Ausgestaltung bzw. zu dessen
Herstellung gewählten Werkstoffe wird auf die parallele Patentanmeldung derselben
Anmelderin (internes Aktenzeichen SM41K01; "Maschinenschraubstock") verwiesen,
auf deren diesbezüglichen Offenbarungsgehalt hiermit vollinhaltlich Bezug genommen
wird.
Der Grundkörper des erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystems weist in einer
weiter vorteilhaften Ausführungsform in den Innenseiten der Schenkel des U-förmigen
Grundkörpers ausgebildete Führungsnuten bzw. Führungselemente auf, in die entspre
chende, am Schlitten ausgebildete, korrespondierende Schlitten-Führungselemente ein
greifen können, was eine optimale Führung der Schlitten im Grundkörper gewährleistet.
Damit wird in vorteilhafter Weise nicht nur eine optimale Führung, sondern auch eine
besonders präzise Verschiebung des Schlittens im Grundkörper und damit ein besonders
präzises Bewegen des beweglichen Spannbackens gegen den feststehenden Spannbac
ken ermöglicht, was in einer sehr genauen Spannung des zu bearbeitenden Werkstücks
resultiert. Zudem ermöglicht dies nicht nur eine sehr genaue sondern auch eine sehr
enge Führung des Schlittens im Grundkörper, was sich wiederum in einer Verbesserung
der Krafteinleitung und besser durch den Schlitten bzw. den Grundkörper hindurchlau
fenden Kraftflusses auswirkt.
Der Grundkörper kann in einer weiter vorteilhaften Ausführungsform in dessen
Oberseiten über Ausnehmungen verfügen, die einem Raster, insbesondere einem vorge
gebenem äquidistanten Raster folgen, sowie in besonders vorteilhafter Weise über
Paßsenkungen mit zugehörigen Gewindelöchern verfügen, so daß der wenigstens eine
feststehende Backen an beliebigen Stellen des Grundkörpers in dessen Oberseite befe
stigt und insbesondere in vorgegebenen minimalen Abständen rasterweise versetzt
werden kann. Damit ist eine optimale Anpassung an jeden Anwendungsfall möglich.
Ähnliches gilt für den wenigstens einen beweglichen Backenpunkt in dem das Schlitten
über in dessen Oberseite vorgesehene Ausnehmungen verfügt, die vorzugsweise einem
Raster, insbesondere einem vorgegebenen, äquidistanten Raster folgen und die
vorzugsweise über Paßsenkung mit zugehörigen Gewindelöchern verfügen, kann auch
der wenigstens eine bewegliche Backen an jeder beliebigen Stelle des Schlittens befe
stigt und in beliebigen Abständen, insbesondere Rasterweise, versetzt werden. Dies
ermöglicht eine optimale Einstellung des Grundabstandes zwischen den beweglichen
und den feststehenden Backen in Abhängigkeit der Abmaße des aufzuspannenden
Werkstücks, so daß für eine optimale Nutzung ein Grundabstand zwischen beweglichen
und feststehenden Backen entsprechend dem Abmaß des aufzuspannenden Werkstücks
plus einer kleinen Zugabe von wenigen Millimetern gewählt werden kann, was zu
einem besonders effizienten Bestücken des Werkstück-Spannsystems führt, und ein
möglichst schnelles Einspannen des zu bearbeitenden Werkstückes ermöglicht. Zudem
würde damit der vom Spannantrieb bereitzustellende bzw. zu überwindende Hub
minimiert, was weiterhin zu möglichst kurzen Zuspannwegen und damit einem schnel
len Zuspannen führt.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist der Schlitten vorzugsweise
federvorgespannt in seine Ausgangslage zurückbringbar, wobei dies in vorteilhafter
Weise mittels einer in der Basis des Grundkörpers angebrachten Feder, die mit einem
am Schlitten bzw. in dessen Unterseite angebrachten Mitnehmerbolzen zusammenwirkt,
erfolgen kann. Dies bietet den weiteren Vorteil, daß beim fertig bearbeiteten Werkstück
nach Wegnahme der Spannkraft der wenigstens eine bewegliche Backen automatisch in
seine Ursprungslage zurückfährt, so daß der bei bekannten Werkstück-Spannsystemen
notwendige Arbeitsgang des Lösens und Öffnens vollständig entfallen kann, was zum
einen Arbeitszeitsparen hilft, zu anderen ein angenehmeres Arbeiten bietet und im übri
gen die Umrüstzeiten senkt.
Wie bereits vorstehend diskutiert, kann der wenigstens eine freie Backen bei dem
erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystem mit einem mechanisch-/hydraulisch
und/oder hydraulisch-/hydraulisch angetriebenen Spannantrieb bewegt und mit einer
Spannkraft beaufschlagt werden. Hierbei kann der Spannantrieb einen Arbeitskolben
aufweisen, der vorzugsweise am Werkstück zugewandten Ende mit dem Schlitten des
Werkstück-Spannsystems koppelbar ist, so daß seine Spannkraft, vorzugsweise eine
Zugkraft, über den mit dem Schlitten gekoppelten, beweglichen Backen dem zu span
nenden Werkstück aufgeprägt werden kann, was in einer besonders exakten Verspan
nung und einer biegemomentenfreien Kraftübertragung resultiert. Hierbei kann der
Arbeitskolben des Spannantriebs direkt mit dem Schlitten gekoppelt werden, z. B. indem
eine entsprechende ringförmige Nut am Ende des Arbeitskolbens in eine entsprechende,
beispielsweise als einseitig nach unten offener Längsschlitz ausgebildete, Ausnehmung
im Schlitten eingreift und dort in der Endlage festgelegt bzw. gesichert werden kann.
Dabei kann der Arbeitskolben im Bereich außerhalb des Spannantriebs als glatter Zug-
bzw. Schubzylinder ausgebildet sein und/oder mit einem Zug- bzw. Schubzylinder
verbunden werden, der seinerseits sowohl rund als auch mehreckig im Querschnitt
ausgebildet sein kann. Hierbei kann der Arbeitskolben hinsichtlich der hydraulischen
Randbedingungen und der sich daran anschließende Zug- bzw. Schubzylinder in Bezug
auf die zum Teil mehrere Tonnen großen, zu übertragenden Kräfte optimiert werden.
Zudem kann sich der Zug- bzw. Schubzylinder, insbesondere zur Erstellung eines sehr
langen Werkstück-Spannsystems, auch über mehrere Meter erstrecken, wobei dann eine
Abstützung des mehrere Meter langen Zugzylinders mittels einiger weniger, einfach
ausgebildeter Gleitlager gegen den ggf. aus einer Mehrzahl von aneinandergereihten,
modular ausgebildeten Grundkörpern aufgebauten Gesamtgrundkörper erfolgen kann.
Dieser ermöglicht erstmals Werkstück-Spannsysteme zum Aufspannen von besonders
großen, insbesondere meterlangen Werkstücken, ohne das hierfür bei den bekannten
spindelgetriebenen Maschinenschraubstöcken zuvor aufwendige Maßnahmen zur Lage
rung der dann ebenfalls mehrere Meter lang Gewindespindel ersonnen werden müßten,
sofern diese überhaupt in derartige Größenordnungen verlängerbar sind.
Der erfindungsgemäße Spannantrieb kann wie vorstehend diskutiert in einer
weiter vorteilhaften Ausführungsform einen Eilgang- und einen Vorschubkolben
aufweisen. Damit kann ein möglichst schnelles Zufahren des beweglichen Backen
gegen das zu spannende Werkstück gewährleistet werden, was schlußendlich in kurzen
Rüstzeiten resultiert.
Das erfindungsgemäße Werkstück-Spannsystem bzw. der erfindungsgemäße
Maschinenschraubstock besteht beispielsweise aus einem vorzugsweise U-förmigen
Grundprofil, das insbesondere einstöckig ausgebildet ist, und das an bzw. in seiner
Oberseite längs der sich in Längsrichtung erstreckenden Oberfläche der beiden Schenkel
des U ein Lochraster aufweist. Innerhalb dieses U-Profils ist ein- oder mehrteiliger,
verschieblich geführter Schlitten mit in seiner Oberfläche eingebrachten Lochraster
gelagert. An dem einen, dem Bedienpersonal zugewandten Ende dieses Schlittens bzw.
Schub-/Zugelements greift die Schubstange bzw. der Zugzylinder des Spannantriebs
bzw. der Hydraulikeinheit an. Beim Einspannen eines Werkstücks ruht der feststehende
Backen auf den Außenkanten bzw. den oberen Flanken des U-Profils mittels dessen
Lochrasters in der Nähe des Endes, das dem Bedienpersonal zugewandt ist, und die
bewegliche Klemmbacke wird entsprechend den Abmaßen des einzuspannenden Werk
stückes dem gegenüberliegend an der geeignetsten Stelle des Lochrastersschlitten
fixiert. In offenem Zustand weist das Maß zwischen feststehender und beweglicher
Spannbacke einen Abstand auf, der der Länge des einzuspannenden Werkstücks ent
spricht, plus ein geringes Übermaß zum leichten Einlegen des Werkstücks, wobei das
geringe Übermaß mittels des Lochrasters kleiner als der maximale Hub der Hydrauli
keinheit gehalten wird. In einer beispielhaften Ausführungsform weist beispielsweise
der maximale Hub des Zylinders 25 mm und das Lochraster beispielsweise eine
Rasterteilung von 10 oder 20 mm auf, bei einer anderen Ausführungsform kann der
maximale Hub des Zylinders des Spannantriebs bei 50 mm liegen und das Lochraster
z. B. eine Rasterteilung von 5, 10, 20 oder 25 mm aufweisen.
Nähere Details, Aspekte und vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemä
ßen Spannantriebs sowie eines damit bestückten Werkstück-Spannsystems werden
nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform
eines Grundkörpers eines erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsy
stems,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Grundkörper,
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch den in Fig. 1 und Fig. 2 darge
stellten Grundkörper,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform
eines Schlittens eines erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystems,
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf den in Fig. 4 gezeigten Schlitten,
Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch den in Fig. 4 und Fig. 5 darge
stellten Schlitten,
Fig. 7 eine schematische Frontansicht einer an dem benutzerseitigen Endab
schnitt des Grundkörpers montierten Endplatte mit Montageöffnungen
zur Befestigung eines Spannantriebs,
Fig. 8 die in Fig. 7 gezeigte Endplatte schematisch im Querschnitt,
Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf den Grundkörper eines Backens,
Fig. 10 eine schematische Seitenansicht des in Fig. 9 gezeigten Backens,
Fig. 1 1a einen Schnitt des in Fig. 9 gezeigten Backens entlang der Linie A-A,
Fig. 11b einen Schnitt des in Fig. 9 gezeigten Backens entlang der Linie B-B,
Fig. 11c einen Schnitt des in Fig. 9 gezeigten Backens entlang der Linie C-C,
Fig. 12a eine schematische Draufsicht einer beispielhaften Ausführungsform
einer Klemmleiste zum z. B. in Fig. 9 bis Fig. 11c veranschaulichten
Backen,
Fig. 12b eine schematische Seitenansicht auf die in Fig. 12a gezeigte Klemm
leiste,
Fig. 12c eine schematische Rückansicht der in Fig. 12a und Fig. 12b darge
stellten Klemmleiste,
Fig. 13a eine schematische Seitenansicht eines Klemmelements zum Verbinden
des in Fig. 9 bis 11c gezeigten Grundkörper eines Backens mit dessen
in Fig. 12a und 12b gezeigten Klemmleiste,
Fig. 13b eine schematische Draufsicht auf das in Fig. 13a gezeigte Klemmele
ment,
Fig. 14 einen schematischen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausfüh
rungsform eines erfindungsgemäßen Spannantriebes bei maximalem
Hub mit ausgefahrenem Arbeitskolben,
Fig. 15 einen weiteren schematischen Querschnitt durch den in Fig. 14 veran
schaulichten Spannantriebes bei minimalem Hub mit eingezogenem
Arbeitskolben,
Fig. 16a eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werk
stück-Spannsystems mit Spannantrieb in einer schematischen Seiten
ansicht,
Fig. 16b das in Fig. 16a gezeigte Werkstück-Spannsystems mit Spannantrieb in
einer schematischen Frontansicht,
Fig. 16c das in Fig. 16a und 16b gezeigte Werkstück-Spannsystems mit
Spannantrieb in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 17a eine beispielhafte Ausführungsform eines in Längsrichtung axial
verlängerten erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystems mit
Spannantrieb und aufgespanntem Werkstück in einer schematischen
Seitenansicht,
Fig. 17b das in Fig. 17a gezeigte, verlängerte Werkstück-Spannsystems mit
Spannantrieb in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 17c das in Fig. 17a und 17b gezeigte, verlängerte Werkstück-Spannsy
stems mit Spannantrieb in einer schematischen Frontansicht,
Fig. 18a eine beispielhafte Ausführungsform einer Mehrzahl um einen senk
recht orientierten Zentralkörper herum angeordneter, erfindungsgemä
ßer Werkstück-Spannsysteme jeweils mit Spannantrieb in einer sche
matischen Seitenansicht,
Fig. 18b die in Fig. 18a gezeigten acht, um einen senkrecht orientierten
Zentralkörper herum angeordneten, Werkstück-Spannsysteme jeweils
mit Spannantrieb in einer schematischen Draufsicht von oben, und
Fig. 19 eine beispielhafte Ausführungsform einer Mehrzahl in einem senk
recht orientierten, im Querschnitt mehreckigen Zentralkörper inte
grierter, erfindungsgemäßer Werkstück-Spannsysteme jeweils mit
Spannantrieb in einer schematischen Draufsicht von oben.
Die in Fig. 1 dargestellte, schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausfüh
rungsform eines Grundkörpers eines erfindungsgemäßen Werkstück-Spannsystems
weist eine aufgesetzte, gehärtete, dünne Platte 1 auf. Diese Platte 1 bildet eine abriebfe
ste Gleitfläche auf dem Grundkörper 2 aus. Ferner verfügt der Grundkörper 2 über in
dessen Oberseite entsprechend einem vorgegebenen Raster ausgebildete Ausnehmungen
4, die insbesondere als Paßsenkungen mit zugehörigen Gewindelöchern ausgebildet sind
und zur rasterweisen Befestigung eines hier nicht näher dargestellten Backens dienen.
Ferner weist der Grundkörper 2, wie in Fig. 2 dargestellt, eine in dessen Basis 6
enthaltene Ausnehmung 8 auf, die beispielsweise in Form einer länglichen Nut ausge
bildet sein kann und zur Abstützung einer dort angebrachten, hier nicht näher darge
stellten Feder dient, mit der ein nicht näher dargestellter Schlitten federvorgespannt in
seine Ausgangslage zurückbringbar ist.
Wie in Fig. 3 erkennbar schließen sich beim Grundkörper 2 an dessen Basis 6
jeweils zwei aufrechte Schenkel 10 an, so daß der Grundkörper 2 im Querschnitt eine
Art U-Profil aufweist, wobei der Grundkörper 2 in dieser Ausführungsform einteilig
ausgebildet ist. Der Grundkörper 2 kann aber auch mehrteilig ausgebildet sein.
Zwischen den Schenkeln 10 erstreckt sich im Grundkörper 2 in dessen Längsrichtung X
ein sich ebenfalls in Längsrichtung X erstreckender Freiraum 12, in dem ein nicht näher
dargestellter Schlitten angeordnet ist, der relativ zum Grundkörper 2 verschoben werden
kann. In den Innenseiten 14 der Schenkel 10 sind Führungsnuten 16 ausgebildet, in die
entsprechende, am nicht näher dargestellten Schlitten ausgebildete bzw. mit diesem in
Eingriff befindliche, korrespondierende Schlitten-Führungselemente eingreifen können.
Der Grundkörper 2 kann aus Stahl, Guß, Alu oder als Schmiedeteil ausgebildet
sein. Ähnliches gilt in analoger Weise für den in Fig. 4 näher dargestellten Schlitten 20.
Der Schlitten 20 verfügt ebenfalls über eine aufgesetzte, gehärtete, dünne Platte 22, die
eine abriebfeste Gleitfläche auf dem Schlitten 20 ausbildet. Die nach oben, dem zu
bearbeitenden Werkstück zugewandte Oberfläche des Schlittens 20 bzw. des Grundkör
pers 2, bilden miteinander eine bündige, gegenseitig sauber abschließende Oberfläche
aus. Der Schlitten 20 verfügt ebenfalls über in dessen Oberseite entsprechend einem
vorgegebenen Raster eingebrachte Ausnehmungen 24, die beispielsweise als Paßsen
kungen mit zugehörigen Gewindelöchern ausgebildet sein können und zur rasterweisen
Befestigung eines nicht näher dargestellten beweglichen Backens dienen.
In Fig. 4 und 5 ist im linken Bildabschnitt jeweils gestrichelt eine Ausnehmung 26
im Schlitten 20 erkennbar, die zur Koppelung des Schlittens 20 an einen nicht näher
dargestellten Spannantrieb, insbesondere dort an dessen Arbeitskolben bzw. an einen
daran befestigten Zug-/Schubzylinder dient. Weiterhin weist der Schlitten 20, wie in
Fig. 6 erkennbar, in dessen Seitenflanken Schlitten-Führungselemente 28 auf, die in
nicht näher dargestellte im Grundkörper ausgebildete korrespondierende Führungsnuten
eingreifen bzw. mit diesen mittels geeigneter Führungsmittel in Eingriff bringbar sind.
Bei den in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen weisen sowohl der Grund
körper 2 als auch der Schlitten 20 Führungsnuten 16 bzw. 28 auf, so daß hier zur
Ausbildung eines Führungseingriffs ein nicht näher dargestelltes Element, wie z. B. ein
länglicher Führungsstab mit einem geeigneten Querschnitt Verwendung finden kann.
Fig. 7 zeigt eine schematische Frontansicht einer an dem benutzerseitigen Endab
schnitt des Grundkörpers 2 montierten Endplatte 30 mit einer Montageöffnung 32 und
ringförmig angeordneten, beispielsweise als Gewindebohrungen ausgebildete Bohrun
gen 34 zur wiederlösbaren Befestigung eines nicht näher dargestellten Spannantriebs.
Als Paßsenkungen ausgebildete Bohrungen 36 dienen zur Befestigung der Endplatte 30
am nicht näher dargestellten Grundkörper 2. Fig. 8 zeigt die Endplatte 30 schematisch
im Querschnitt.
In Fig. 9 ist in einer schematischen Draufsicht der Hauptteil bzw. der Hauptkörper
eines sowohl als beweglichen als auch als feststehenden Backen verwendbaren Backens
40 gezeigt. Die mit den Buchstaben A-A, B-B oder C-C bezeichneten gestrichelten
Linien kennzeichnen unterschiedliche Schnittebenen, die in den Fig. 11a bis 11c näher
dargestellt sind. Wie in Fig. 10 oder Fig. 1 1b erkennbar, erstrecken sich durch den Auf
setzbacken 40 Durchgangsöffnungen 42 mit entsprechenden Paßsenkungen zur
Aufnahme nicht näher dargestellter Befestigungsmittel zum Verbinden der entweder als
beweglichen oder feststehenden Backen genutzten Aufsetzbacken 40 mit dem Grund
körper bzw. mit dem Schlitten. Wie beispielsweise in Fig. 10 oder 11a bis 11c
ersichtlich, verfügt der Backen 40 über eine Ausnehmung 44, die zur Aufnahme einer
korrespondierenden Flanke 46 der in den Fig. 12a bis 12c gezeigten Klemmleiste 48
dient. Die Klemmleiste 48 bildet das mit dem zu bearbeitenden Werkstück beim
Zuspannen in Kontakt kommende Bindeglied zwischen Werkstück und beweglichem
bzw. feststehendem Backen. Die Klemmleiste 48 wird mittels des in Fig. 13a und 13b
näher dargestellten Klemmelements 50 mit dem Grundkörper des Backens 40 verbun
den. Hierfür kann sich das Klemmelement 50 gegen eine entsprechende Ausnehmung
52 im Backen 40 abstützen. Die Klemmleiste 48 kann dabei zusätzlich beispielsweise
mit einem geeigneten Befestigungsmittel durch die Ausnehmung 54 hindurch mit einer
korrespondierenden Gewindebohrung 56 im Backen 40 verschraubt werden.
In Fig. 14 ist ein schematischer Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungs
form eines erfindungsgemäßen Spannantriebs 60 bei maximalem Hub mit ausgefahre
nem Arbeitskolben 62 gezeigt. Der Spannantrieb 60 weist neben dem Arbeitskolben 62
weiterhin einen Eilgangkolben 64 und einen Vorschubkolben 66 auf. Der Vorschubkol
ben 66 verfügt seinerseits über eine innenliegende Druckanzeige 68. Ferner weist der
Vorschubkolben 66 eine Aufnahme 70 für eine Kurbel zum mechanischen Antreiben
auf. Mit dem Spannantrieb 60 kann ein hier nicht näher dargestellter beweglicher
Backen eines nicht näher dargestellten Werkstück-Spannsystems, insbesondere eines
Maschinenschraubstocks, entlang dessen Längsachse X angetrieben werden. Der
Spannantrieb 60 ist hierbei als mechanisch-/hydraulischer und/oder als hydraulisch-
/hydraulischer Spannantrieb ausgebildet. Der Spannantrieb 60 wird nicht-drehend
mittels einer weitestgehend axial in Richtung der Längsachse X gerichteten Zug- oder
Schubkraft F auf den beweglichen Backen ein. Der Spannantrieb 60 bildet eine in sich
komplett abgedichtete Einheit aus, die als abgeschlossene Einheit rasch ausgetauscht
werden kann. Der Arbeitskolben 62 ist koaxial zur Längsrichtung X des Spannantriebs
60 ausgerichtet und gegen das Gehäuse 70 abgedichtet. Der Arbeitskolben 62 definiert
zwischen dem Gehäuse 70 und sich selbst eine erste Druckkammer 72. Diese erste
Druckkammer 72 ist in Fig. 14 bei vollständig eingefahrenem Arbeitskolben 62 darge
stellt, so daß das dabei definierte Volumen der ersten Druckkammer 72 in dieser darge
stellten Stellung im Prinzip am kleinsten ist.
Dementsprechend ist das in Fig. 15 dargestellte Volumen der ersten Druckkam
mer 72 am größten bei vollständig eingefahrenem Arbeitskolben 62. Der Arbeitskolben
62 ist mittels einer Kombination aus Dichtung 74, Führungsband 76 und Schmutzab
streifer 78 gegen das Gehäuse 70 sowohl abgedichtet als auch darin sauber axial geführt.
Das Gehäuse 70 weist einen mittels eines Stopfens 80 verschlossenen Anschluß 82 für
ein externes Druckmedium auf. Weiterhin sind am Gehäuse 70 Befestigungselemente,
wie z. B. Zapfensenkungen 84 vorhanden, für eine Verschraubung des Gehäuses 70 bzw.
des Spannantriebs 60 gegen einen Grundkörper eines hier nicht näher dargestellten
Werkstück-Spannsystems. Eine Kappe 86 ist zur Vervollständigung des Gehäuses 70
koaxial in Verlängerung des Gehäuses 70 vor diesem befestigt und umschließt den
Eilgangkolben 64 und den Vorschubkolben 66.
Der Arbeitskolben 62 kann, wie in Fig. 14 bzw. 15 dargestellt, über eine sich in
Richtung der Längsachse X erstreckende Durchgangsbohrung 88 verfügen, die in dieser
beispielhaften Ausführungsform mit einem Blindstopfen 90 verschlossen ist. Über die
Durchgangsbohrung 88 kann der Spannantrieb 60 nach Entfernung des Blindstopfens 90
im Bedarfsfalle u. a. entlüftet werden. Ferner weist der Arbeitskolben 62 an seinem, dem
nicht weiter dargestellten Schlitten bzw. dem Werkstück-Spannsystem zugewandten
Ende in der hier dargestellten Ausführungsform eine Nut 92 auf, die zur Fixierung bzw.
Verbindung mit dem Schlitten bzw. mit einem sich am Arbeitskolben anschließenden,
nicht weiter dargestellten Zug-/Schubelement dient. Die Nut 92 kann gleichzeitig als
Verdrehsicherung des Arbeitskolbens 62 gegenüber dem Schlitten bzw. einem sich
daran anschließenden Zug- und Schubelement dienen.
Der Arbeitskolben 62 weist im dem Werkstück-Spannsystem zugewandten Teil
abschnitt 94 einen geringeren Durchmesser auf, als in dem dem Bediener zugewandten
Teilabschnitt 96. Der Teilabschnitt 96 des Arbeitskolben 62 ist seinerseits gegenüber
dem Gehäuse 70 mittels einer Dichtung 98 abgedichtet und mittels eines Führungsban
des 100 sauber im Gehäuse 70 in axialer Richtung geführt. Ferner weist der Arbeitskol
ben 62 im Übergangsbereich vom Abschnitt 94 mit dem geringeren Außendurchmesser
zum Abschnitt 96 mit dem größeren Außendurchmesser nahezu rechtwinkelig zur
Längsachse X, radial verlaufende Überströmkanäle 102 auf.
Der Eilgangkolben 64 ist seinerseits in einer entsprechenden Ausnehmung 104 im
Arbeitskolben längsverschieblich drehbar geführt und bildet auf diese Weise eine zweite
Druckkammer 106 aus. Der Eilgangkolben 64 ist dabei gegenüber dem Arbeitskolben
62 mittels einer Nutringmanschette 108 abgedichtet. Ein am benutzerseitigen Ende im
Arbeitskolben 62 in dessen rechten Abschnitt 96 angebrachter Sicherungsring 110
verhindert ein Herausgleiten des Eilgangkolbens 64 aus dem Arbeitskolben 62. Der
Eilgangkolben 64 weist an einer dem Benutzer zugewandten Schulter 112 eine Gleit
scheibe 114 für eine Rückstellfeder 116 auf. Die Rückstellfeder 116 stützt sich gegen
die Gleitscheibe 114 ab und umfaßt dabei die Schulter 112 des Eilgangkolbens 64.
Ferner stützt sich die Rückstellfeder 116 mit ihrem, dem Benutzer zugewandten Ende
gegen die Kappe 86 ab. Die Rückstellfeder 116 dient zur federkraftbeaufschlagten
Vorspannung des Eilgangkolbens 64.
Der Vorschubkolben 66 ist im Eilgangkolben 64 längsverschieblich drehbar gela
gert und gegenüber dem Eilgangkolben 64 mittels einer Nutringmanschette 118 abge
dichtet und mit einem Führungsband 120 sauber koaxial in axialer Richtung geführt
sowie gegenüber dem Gehäuse 70 bzw. gegenüber dem Deckel 86 mittels eines
Schmutzabstreifers 121 abgedichtet und geführt. Die erste Druckkammer 72 und die
zweite Druckkammer 106 sind mittels Überströmkanäle 88 und 102 miteinander
kommunizierend verbunden.
Der Vorschubkolben 66 ist im Eilgangkolben axial verschieblich drehbar gelagert
und weist Mitnehmerkugeln 122 auf, die in Durchgangsbohrungen 124 im Vorschub
kolben 66 in radialer Richtung, eine sogenannte Kugelrampe ausbildend gelagert sind.
Im Eilgangkolben 64 ist eine hierzu korrespondierende Ausnehmung 126 vorgesehen, in
die die Kugeln 122 zur Fixierung des Eilgangkolbens 64 gegenüber dem Vorschubkol
ben 66 einrasten können. Ein solcher Einrastvorgang der Kugeln 122 in den Ausneh
mungen 126 hängt vom im Spannantrieb vorherrschenden Druck und von der Stellung
des Eilgangkolbens 64 zum Vorschubkolben 66 ab. Die Druckabhängigkeit ergibt sich
aus einem im Vorschubkolben 66 koaxial angeordneten Stab bzw. einer sogenannten
Vorschubstange 128. Diese weist in ihrem mittleren, den radialen Bohrungen 124 zeit
weilig gegenüberliegenden Bereich eine Einschnürung 130 auf, in welche die Kugeln
122 radial nach innen gleiten können. Ein Sperren der damit gebildeten Kugelrampe
erfolgt also dann, wenn der Innendruck ausreichend groß ist, um in dem Moment, wo
die Ausnehmungen 126 den radialen Bohrungen 124 gegenüber zu liegen kommen, die
Vorschubstange 128 in Längsrichtung X in der hier dargestellten Ausführungsform
soweit nach links zu verschieben, daß die Vorschubstange 128 mit ihrem äußeren
Umfang die Kugeln 122 radial nach außen in die Ausnehmungen 126 hineindrückt.
Anstelle einer hier dargestellten Kugelrampe können auch andere, geeignete Synchroni
sations- und/oder Sperrmittel zum Synchronisieren und/oder automatischen Sperren bei
Vorliegen entsprechender Geometrie- und/oder Druckverhältnisse des Eilgangkolbens
64 mit dem Vorschubkolben 66 Verwendung finden.
Die Vorschubstange 128 ist vermittels einer Nutringmanschette 132 gegenüber
dem Vorschubkolben 66 abgedichtet und in diesem in Längsrichtung gleitend geführt.
Die Vorschubstange 128 ist in der hier dargestellten Ausführungsform mittels einer
Stützscheibe 134 gegen das linke Ende des Eilgangkolbens 64 koaxial abgestützt und
mit einer Druckfeder 136, die sich ihrerseits an der Stützscheibe 134 abstützt, gegen
eine am linken Ende der Vorschubstange 128 befestigte, beispielsweise als Mutter aus
gebildete Stützscheibe 138 federvorgespannt. Am rechten Ende ist die Vorschubstange
128 im Endabschnitt verjüngt und weist eine, diesen Endabschnitt umfassende Druckfe
der 138 auf, die sich in einer Bohrung 140 in einem Verschluß 142 des Vorschubkol
bens 66 abstützt. Der Verschluß 142 ist zweiteilig aufgebaut und weist eine mittels eines
O-Ringes 144 abgedichtete und vermittels einer Druckfeder 146 federvorgespannte
Hülse 148 auf, die in der hier dargestellten Ausführungsform die sichtbare Anzeigeein
heil der Anzeigevorrichtung 68 ausbildet. Zum exterenen Anzeigen des intern erfaßten
Druckes können auch andere, geeignete Anzeigemittel für die Visualisierung der
Spannkraft Verwendung finden.
Wie vorstehend diskutiert, weist der Vorschubkolben 66 eine aus mehreren Teilen
aufgebaute innenliegende Druckanzeige 68 auf, so daß der im Spannantrieb 60 herr
schende Druck bzw. die damit erzeugte Spannkraft F außerhalb des Gehäuses 70 bzw.
86 des Spannantriebs 60 anzeigbar ist. Ferner verfügt der Vorschubkolben 66 außerhalb
des Spannantriebgehäuses 70 bzw. 86 eine entsprechend ausgebildete Aufnahme 70
bzw. einen Flansch für eine Kurbel zum mechanischen Antreiben. Weiterhin verfügt das
Spannantriebsgehäuse 60 über einen, mit der ersten Druckkammer 72 kommunizieren
den Anschluß 82, zur hydraulischen Druckbeaufschlagung mit einem geeigneten
Druckmittel bzw. Fluid.
Wie bereits in der Beschreibung der Fig. 14 und 15 vorstehend diskutiert, kann
das komplette Spannsystem am Maschinenschraubstock über die Aufnahmenut 92 mit
dem Schlitten kratschlüssig verbunden werden. Alternativ kann über diese Nut 92 auch
eine Verlängerung oder ein anderes Gegenstück verbunden werden.
Durch Aufsetzen einer Kurbel am Vorschubkolben 66 und eine Drehung im Uhr
zeigersinn wird bei der hier diskutierten Ausführungsform im System ein Druck aufge
baut. Dies wird dadurch erreicht, daß bei entsprechenden Druckverhältnissen die Mit
nehmerkugeln 122 zwischen der Vorschubstange 128 und der Nut 126 im Eilgangkol
ben 64 eingeklemmt werden. Durch diesen Vorgang wird bei einer Drehung am Vor
schubkolben 66 der Eilgangkolben 64 mitgedreht. Stößt der Arbeitskolben 62 auf
Widerstand, steigt der Druck im System und die Vorschubstange 128 wird aus dem
System gedrückt. Dadurch gelangen die Mitnehmerkugeln 122 in die Vertiefungen 130
der Vorschubstange 128. Nun ist der Vorschubkolben 66 freigegeben und es dreht sich
nur noch dieser in das System hinein. Dadurch steigt der Druck noch höher, wodurch
die Vorschubstange 128 noch weiter aus dem System gedrückt wird und dabei auf den
Anzeigebolzen bzw. die Anzeigehülse 148 stößt und diese mitführt und gegebenenfalls
nach außen drückt. Die Druckfeder 146 setzt nun einen Widerstand gegen die
Vorschubstange 128, wodurch diese dann nur durch Erhöhung des Innendrucks weiter
aus dem System kommt und dadurch den Druck nach außen anzuzeigen beginnt, so daß
eine vorherrschende Spannkraft F visualisiert wird. Durch Drehen der Kurbel am
Flansch 70 des Vorschubkolbens 66 entgegen dem Uhrzeigersinn, wird Druck im
System abgebaut, die Druckfeder 146 drückt den Anzeigebolzen bzw. die Anzeigehülse
148 und dadurch auch die Vorschubstange 128 nach innen. Je weiter der Vorschubkol
ben 66 aus dem System gedreht wird, je geringer wird der Innendruck. über die Stütz
scheibe 134, die Druckfeder 136 und die als Mutter ausgebildete weitere Stützscheibe
138 wird die Vorschubstange 128 ins System zurückgezogen, und die Mitnehmerkugeln
122 können bei entsprechender Lage in die Nut 126 im Eilgangkolben 64 einrasten und
diesen dadurch mitnehmen. Dasselbe Kräftespiel und Verhalten dieses vorbeschriebe
nen Systems ergibt sich bei einem hydraulischen Antrieb beispielsweise durch eine
externe Druckquelle, anstelle eines mechanischen Antriebs wie z. B. über eine Kurbel.
Wie bereits vorstehend diskutiert zeigt Fig. 14 einen Schnitt des Aufbaus im aus
gefahrenen Zustand des Arbeitskolbens 62. Dabei befinden sich der Eilgangskolben 64
und der Vorschubkolben 66 jeweils am Endanschlag der jeweiligen Gewinde. Der Vor
schubkolben 66 kann sich über ein ihm zugeordnetes Gewinde im Eilgangkolben 64 je
nach Drehrichtung in das System hinein oder heraus drehen. Beim Herausdrehen nimmt
er beispielsweise über geeignete Synchronisatiosnmittel wie z. B. über einen Sicherungs
ring eine Mitnehmerscheibe mit, welche letztendlich am Eilgangkolben 64 anstößt und
diesen ebenfalls in Drehbewegung versetzt. Zugleich rasten bei entsprechender Orientie
rung des Vorschubkolbens 66 zum Eilgangkolben 64 die beispielsweise federbeauf
schlagten Kugeln 122 in den Vertiefungen 126 ein. Damit ist der Vorschubkolben 66
zeitweilig fest mit dem Eilgangkolben 64 verbunden und es drehen sich nun beide syn
chron soweit zurück, bis der Eilgangkolben 64 am Sicherungsring 110 ansteht. Durch
dieses Herausdrehen vergrößert sich das Volumen der Kammer 72. Dadurch entsteht ein
Unterdruck, welcher zum Ausgleich über die Überströmkanäle 88 bzw. 102 Hydraulik
fluid aus der Kammer 106 abzieht. Da hierdurch dort wiederum ein Unterdruck entsteht
und dieser durch die vorbestimmte Menge an Hydraulikfluid nicht weiter ausgleichbar
ist, verschiebt sich der Arbeitskolben 62 in Längsrichtung X. Wird der Vorschubkolben
66 in das System hineingedreht, kann die Kraft der Drehbewegung über die federbeauf
schlagten Kugeln 122 auf den Eilgangkolben 64 übertragen werden. Dieser dreht sich
dadurch solange über das ihm zugeordnete Gewinde in das System, bis der Arbeitskol
ben 62 gegen einen Widerstand kommt. Folglich baut sich im System ein Differenz
druck auf, welcher letztendlich bewirkt, daß der Vorschubkolben 66 die Kugeln 122 aus
den Vertiefungen 126 herausdrücken und sich dadurch weiter in das System hineindre
hen kann. Durch eine kleinere Gewindesteigung des Vorschubkolbens 66 und des klei
neren Querschnitts dieses Kolbens, läßt sich über die Drehbewegung ein sehr hoher
Druck und damit schließlich eine sehr hohe Spannkraft F aufbauen. Bei einem Druck
aufbau im System versucht die Vorschubstange 128 bzw. der Druckbolzen diesen
Druckaufbau in den druckärmeren Raum bzw. die druckfreie Umgebung auszugleichen.
Dabei wird er über eine Feder zurückgehalten. Diese Feder ist hier z. B. so ausgewählt,
daß sich der Druckbolzen und damit der Anzeigebolzen bzw. Anzeigehülse 148 pro 100 bar
Druck im System um etwa 1 mm nach außen bewegt. Fällt der Druck im System
überraschend ab, so zeigt dies die Anzeigehülse 148 sofort an, indem diese sich wieder
in Richtung nach innen bewegt.
Eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkstück-Spann
systems 150 ist in Fig. 16a bis 16c schematisch in einer Seitenansicht, einer Frontan
sicht und einer Draufsicht dargestellt. Oberhalb des Grundkörpers 2 sind ein feststehen
der Backen 152 mit Backengrundkörper 40 und Klemmleiste 48 erkennbar. Ferner ist
oberhalb des Grundkörpers 2 ein beweglicher Backen 154, ebenfalls zumindest mit
einem Grundbacken 40 und einer Klemmleiste 48 gegenüber dem feststehenden Backen
152 befindlich dargestellt. Das dem Bediener zugewandte Ende eines Spannantriebs 60
ragt aus dem Grundkörper 2 heraus. Die Endplatte 30 zur Montage des Spannantriebs 60
am Grundkörper 2 ist ebenso erkennbar. Die sowohl im Schlitten 20 als auch im Grund
körper 2 befindlichen, nicht belegten Ausnehmungen zur Befestigung des feststehenden
bzw. des beweglichen Backens sind mit Stopfen 156 verschlossen, so daß die dem zu
spannenden Werkstück zugewandte Oberseite des Werkstück-Spannsystems 150 voll
ständig verschlossen ist.
In Fig. 17a bis 17c ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines in Längs
richtung axial verlängerten erfindungsgemäßen Spannsystems 150 mit einem Spannan
trieb 60 und einem aufgespannten Werkstück 158 in einer schematischen Seitenansicht,
Draufsicht und Frontansicht dargestellt. Das zu bearbeitende Werkstück 158 ist
zwischen dem feststehenden Backen 152 und dem beweglichen Backen 154 festge
spannt. Um ein Werkstück dieser besonderen Größe bzw. Länge spannen zu können, ist
das erfindungsgemäße Werkstück-Spannsystem 150 in der in Fig. 17a und 17b gezeig
ten Ansicht axial in Längsrichtung nach rechts vermittels weiterer Grundkörper 2' und
2" sowie der darin gleitend gelagerten Schlitten 20' bzw. 20" verlängert. Die Schlitten
20, 20' und 20" sind hier miteinander in Linie geschaltet und jeweils über Verbindungs
elemente 160' und 160" miteinander kraftübertragend gekoppelt. Der Spannantrieb 60
wirkt seinerseits am, in dieser Darstellung linken Ende des Schlittens über eine entspre
chende Koppelung auf diesen krafteinleitend ein. Alternativ ist ein am nicht näher dar
gestellten Arbeitskolben des Spannantriebs 60 anschließendes Zug- und Schubelement
denkbar, das über die gesamte Länge bis unter den beweglichen Backen 154 durch die
Schlitten 20, 20' und 20" hindurch verläuft und eine Krafteinleitung auf den bewegli
chen Backen 154 über den Schlitten 20" ermöglicht.
Eine beispielhafte Ausführungsform einer Mehrzahl, um einen senkrecht orien
tierten Zentralkörper 162 herum angeordneter, erfindungsgemäßer Werkstück-Spannsy
steme 150, die jeweils mit einem Spannantrieb 60 ausgestattet sind, ist in einer schema
tischen Seitenansicht und in einer schematischen Draufsicht von oben in Fig. 18a und
18b gezeigt. Der bei diesem Beispiel senkrecht orientierte Zentralkörper 162 weist einen
quadratischen Querschnitt auf, dessen Kantenlänge so bemessen ist, daß jeweils zwei
Werkstück-Spannsysteme 150 parallel nebeneinander angeordnet werden können. Auf
diese Weise finden um den Zentralkörper 162 herum acht Werkstück-Spannsysteme 150
Platz.
In Fig. 19 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Mehrzahl in einem
senkrecht orientierten, im Querschnitt mehreckigen Zentralkörper 164 integrierter,
Werkstück-Spannsysteme 150, die jeweils mit einem Spannantrieb 60 versehen sind, in
einer schematischen Draufsicht von oben dargestellt. Bei dieser besonders platzsparen
den Ausführungsform fallen die üblicherweise einzeln ausgebildeten Grundkörper 2 zu
dem gemeinsamen Zentralkörper 164 zusammen.
Die vorliegende Erfindung schafft somit erstmals einen Spannantrieb, zum
Antreiben wenigstens eines beweglichen Backens eines Werkstück-Spannsystems,
insbesondere eines Maschinenschraubstocks, entlang dessen Längsachse. Der Spannan
trieb kann hierbei als mechanisch-/hydraulischer und/oder als hydraulisch-
/hydraulischer Spannantrieb ausgebildet sein. Ferner kann der Spannantrieb nicht
drehend mittels einer weitestgehend axial in Richtung der Längsachse des Werkstück-
Spannsystems gerichteten Zug- oder Schubkraft auf den wenigstens einen beweglichen
Backen einwirken, wobei der Spannantrieb als abgeschlossene, in sich komplett abge
dichtete Einheit am bedienerseitigen Ende des Werkstück-Spannsystems wieder
abnehmbar befestigt sein kann. Darüber hinaus wird mit der vorliegenden Erfindung
erstmals ein Werkstück-Spannsystem zur Verfügung gestellt, insbesondere ein Maschi
nenschraubstock, mit einem Grundkörper und wenigstens einem, relativ zur Längsachse
des Grundkörpers verschieblichen, beweglichen Backen und wenigstens einem relativ
zum Grundkörper feststehenden Backen, sowie einem sich gegen den Grundkörper
abstützenden, auf den beweglichen Backen einwirkenden Spannantrieb, bei dem der
erfindungsgemäße Spannantrieb in vorteilhafter Weise eingesetzt werden kann, wobei
der Spannantrieb als auch der feststehende Backen an der dem Bediener zugewandten
Seite am Grundkörper befestigt sein können und wobei der Spannantrieb zum Spannen
eines Werkstücks eine Spannkraft über einen im Grundkörper gelagerten, in dessen
Längsrichtung beweglichen Schlitten auf den darauf befestigten beweglichen Backen
aufprägt. .
Claims (21)
1. Spannantrieb (60) zum Antreiben wenigstens eines beweglichen Backens (40,
154) eines Werkstück-Spannsystems (150), insbesondere eines Maschinen
schraubstocks, entlang dessen Längsachse (X),
dadurch gekennzeichnet, daß
der Spannantrieb (60) als mechanisch-/hydraulischer oder als hydraulisch- /hydraulischer Spannantrieb (60) ausgebildet ist,
daß der Spannantrieb (60) nicht-drehend mittels einer weitestgehend axial in Richtung der Längsachse (X) des Werkstück-Spannsystems (150) gerichteten Zug- oder Schubkraft (F) auf den wenigstens einen beweglichen Backen (40, 154) einwirkt, und
daß der Spannantrieb (60) als abgeschlossene, in sich komplett abgedichtete Einheit am bedienerseitigen Ende des Werkstück-Spannsystems (150) wieder abnehmbar befestigt ist.
dadurch gekennzeichnet, daß
der Spannantrieb (60) als mechanisch-/hydraulischer oder als hydraulisch- /hydraulischer Spannantrieb (60) ausgebildet ist,
daß der Spannantrieb (60) nicht-drehend mittels einer weitestgehend axial in Richtung der Längsachse (X) des Werkstück-Spannsystems (150) gerichteten Zug- oder Schubkraft (F) auf den wenigstens einen beweglichen Backen (40, 154) einwirkt, und
daß der Spannantrieb (60) als abgeschlossene, in sich komplett abgedichtete Einheit am bedienerseitigen Ende des Werkstück-Spannsystems (150) wieder abnehmbar befestigt ist.
2. Spannantrieb (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen koaxial
zur Längsrichtung (X) des Spannantriebs (60) ausgerichteten, gegen das Gehäuse
(70) des Spannantriebs (60) abgedichteten, axial verschieblichen Arbeitskolben
(62) aufweist, der eine zwischen dem Gehäuse (70) des Spannantriebs (60) und
dem Arbeitskolben (62) angeordnete, erste Druckkammer (72) definiert.
3. Spannantrieb (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Arbeitskolben (62) am werkstückzugewandten Ende mit einem Schlitten (20, 20',
20") des Werkstück-Spannsystems (150) koppelbar ist, so daß eine Spannkraft
(F), vorzugsweise eine Zugkraft, über einen mit dem Schlitten (20, 20', 20")
gekoppelten, beweglichen Backen (40, 154) dem zu spannenden Werkstück (158)
aufgeprägt werden kann.
4. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß er einen koaxial zur Längsrichtung (X) des Spannantriebs (60)
ausgerichteten, axial verschieblichen Eilgang- (64) und einen dazu koaxial ausge
richteten, axial verschieblichen Vorschubkolben (66) aufweist.
5. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Eilgangkolben (64) in einer entsprechenden Ausnehmung (104)
im Arbeitskolben (62) eine zweite Druckkammer (106) definierend längsver
schieblich drehbar geführt und gegenüber dem Arbeitskolben (62) abgedichtet ist.
6. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Vorschubkolben (66) im Eilgangkolben (64) längsverschieblich
drehbar geführt und gegenüber dem Eilgangkolben (64) sowie gegenüber dem
Gehäuse (70) des Spannantriebs (60) abgedichtet ist.
7. Spannantrieb (60) nach wenigtens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die erste Druckkammer (72) und die zweite Druckkammer (106)
mittels Überströmkanäle (88, 102) miteinander verbunden sind.
8. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Vorschubkolben (66) eine innenliegende Druckanzeige (68)
aufweist, so daß der im Spannantrieb (60) vorherrschende Druck bzw. die damit
erzeugte Spannkraft (F) außerhalb des Gehäuses (70, 86) des Spannantriebs (60)
anzeigbar ist.
9. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Vorschubkolben (66) außerhalb des Spannantriebgehäuses (70,
86) eine Aufnahme (70) für eine Kurbel zum mechanischen Antreiben aufweist.
10. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Spannantriebgehäuse einen mit der ersten Druckkammer (72)
kommunizierenden Anschluß (82) zur hydraulischen Druckbeaufschlagung mit
einem Fluid aufweist.
11. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß eine gewünschte Spannkraft (F) bzw. ein gewünschter
Spanndruck gezielt voreinstellbar und beliebig oft wiederholbar ist.
12. Spannantrieb (60) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß eine einmal gewünschte Spannkraft (F) bzw. ein gewünschter
Spanndruck länger als 48 Stunden, insbesondere länger als 76 Stunden konstant
aufrecht erhalten bleibt.
13. Werkstück-Spannsystem (150), insbesondere Maschinenschraubstock, mit einem
Grundkörper (2, 2', 2") und wenigstens einem, relativ zur Längsachse (X) des
Grundkörpers (2, 2', 2") verschieblichen, beweglichen Backen (40, 154) und
wenigstens einem relativ zum Grundkörper (2, 2', 2") feststehenden Backen (40,
152), sowie einem sich gegen den Grundkörper (2, 2', 2") abstützenden, auf den
beweglichen Backen (40, 154) einwirkenden Spannantrieb (60),
dadurch gekennzeichnet, daß
der Spannantrieb (60) wenigstens eines der Merkmale nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist,
und daß der Spannantrieb (60) als auch der feststehende Backen (40, 152) an der dem Bediener zugewandten Seite am Grundkörper (2, 2', 2") befestigt sind, wobei der Spannantrieb (60) zum Spannen eines Werkstücks (158) eine Spann kraft (F) über einen im Grundkörper (2, 2', 2") gelagerten, in dessen Längsrichtung (X) beweglichen Schlitten (20, 20', 20") auf den darauf befestigten bewegli chen Backen (40, 154) aufprägt.
der Spannantrieb (60) wenigstens eines der Merkmale nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist,
und daß der Spannantrieb (60) als auch der feststehende Backen (40, 152) an der dem Bediener zugewandten Seite am Grundkörper (2, 2', 2") befestigt sind, wobei der Spannantrieb (60) zum Spannen eines Werkstücks (158) eine Spann kraft (F) über einen im Grundkörper (2, 2', 2") gelagerten, in dessen Längsrichtung (X) beweglichen Schlitten (20, 20', 20") auf den darauf befestigten bewegli chen Backen (40, 154) aufprägt.
14. Werkstück-Spannsystem (150) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundkörper (2, 2', 2") im Querschnitt mit einer Basis (6) mit zwei sich daran
anschließenden aufrechten Schenkeln (10) in der Art eines U-Profils, insbesondere
einstückig ausgebildet ist.
15. Werkstück-Spannsystem (150) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich
net, daß im sich zwischen den Schenkeln (10) oberhalb der Basis (6) in Längs
richtung (X) des Grundkörpers (2, 2', 2") erstreckenden Freiraum (12) ein sich
ebenfalls in Längsrichtung (X) erstreckender Schlitten (20, 20', 20") angeordnet
ist, der relativ zum Grundkörper (2, 2', 2") verschieblich gelagert ist, wobei die
obere, dem Werkstück (158) zugewandte Oberfläche des Schlittens (20, 20', 20")
bündig mit der oberen Oberfläche des Grundkörpers (2, 2', 2") bzw. dessen
Schenkel (10) abschließt.
16. Werkstück-Spannsystem (150) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2, 2', 2") und/oder der Schlitten
(20, 20', 20") aus Aluminium hergestellt ist.
17. Werkstück-Spannsystem (150) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitfläche auf dem Schlitten (20, 20', 20")
und/oder auf dem Grundkörper (2, 2', 2") eine abriebfeste, vorzugsweise gehär
tete dünne Platte (1, 22) oder ein dünnes Blech montiert ist.
18. Werkstück-Spannsystem (150) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörprer (2, 2', 2") zur Führung des
Schlittens (20, 20', 20") in den Innenseiten (14) der Schenkel (10) des U-förmi
gen Grundkörpers (2, 2', 2") ausgebildete Führungsnuten (16) aufweist, in die
entsprechende, am Schlitten (20, 20', 20") ausgebildete bzw. mit diesem in
Eingriff befindliche, korrespondiere Schlitten-Führungselemente (28) eingreifen.
19. Werkstück-Spannsystem (150) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2, 2', 2") in dessen Oberseite(n)
entsprechend einem vorgegebenen Raster Ausnehmungen (4) aufweist, insbeson
dere Paßsenkungen mit zugehörigen Gewindelöchern, zur rasterweisen Befesti
gung des wenigstens einen feststehenden Backen (40, 152).
20. Werkstück-Spannsystem (150) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (20, 20', 20") in dessen Oberseite
entsprechend einem vorgegebenen Raster Ausnehmungen (24) aufweist, insbe
sondere Paßsenkungen mit zugehörigen Gewindelöchern, zur rasterweisen Befe
stigung des wenigstens einen beweglichen Backen (40, 154).
21. Werkstück-Spannsystem (150) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (20, 20', 20") federvorgespannt in
seine Ausgangslage zurückbringbar ist, vorzugsweise mittels einer in der Basis (6)
des Grundkörpers (2, 2', 2") angebrachten Feder, die mit einem am Schlitten (20,
20', 20") an bzw. in dessen Unterseite angebrachten Mitnehmerbolzen zusam
menwirkt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000122227 DE10022227A1 (de) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | Spannantrieb zum Antreiben eines Werkstück-Spannsystems sowie Werkstück-Spannsystem, insbesondere Maschinenschraubstock hierfür |
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---|---|---|---|
DE2000122227 DE10022227A1 (de) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | Spannantrieb zum Antreiben eines Werkstück-Spannsystems sowie Werkstück-Spannsystem, insbesondere Maschinenschraubstock hierfür |
Publications (1)
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---|---|
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DE2000122227 Withdrawn DE10022227A1 (de) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | Spannantrieb zum Antreiben eines Werkstück-Spannsystems sowie Werkstück-Spannsystem, insbesondere Maschinenschraubstock hierfür |
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---|---|
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- 2000-05-08 DE DE2000122227 patent/DE10022227A1/de not_active Withdrawn
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DE102014002528B4 (de) * | 2014-02-24 | 2021-03-18 | Stark Spannsysteme Gmbh | Anzeigeeinrichtung zur optischen Anzeige eines Spannzustands einer Spannvorrichtung und Spannsystem |
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