DE2343723C3 - Schraubstock u.dgl. Spanngerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubstock u.dgl. Spanngerät mit einer, ein Außengewinde aufweisenden Hohlspindel, in welcher eine axialverschiebbare Druckstange aufgenommen ist, weiterhin mit einer am HinterencJe der Hohlspindel angeordneten und im Durchmesser vergrößerten Griffhülse, in welcher ein Primärglied vorgesehen ist, das beim Drehen der Griffhülse nach Ausrasten einer Drehmomentkupplung axial in Spannrichtung bewegt wird und ein Sekundärglied betätigt, das mit der Druckstange in Verbindung steht.

Ein solcher Schraubstock ist beispielsweise aus der DT-PS 12 81 369 bekannt. Dreht man die Hohlspindel mittels der Griffhülse bei dem bekannten Spanngerät, wird zuerst die axiale Zustellung bewirkt und nach Ausrasten einer Drehmomentkupplung der eigentliche Spannvorgang durchgeführt. Für das Spannen selbst ist es erforderlich, daß die Griffhülse mehrere volle Unidrehungen ausführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Spannvorgang und den Entspannvorgang bei einem derartigen Spanngerät schneller durchzuführen.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Griffhülse selbst als Druckiuftzyiinder für einen in ihr verschiebbaren Kolben ausgebildet ist, und daß das Hinterende der Griffhülse einen, den Zylinderraum abdichtenden Einsatz aufweist, der einen Druckluftanschlüß hat, und daß eine Steuereinrichtung zum

Anschließen und Absperren des Zylinderraumes an bzw. von der Druckluftquelle vorgesehen ist.

Zwar ist aus der DL-PS 95 327 schon ein Spanngerät _mit verschraubbarer Hohlspindel bekannt, bei der das Sekundärglied von einem Druckluftkolben betätigt wird, jedoch hat dieses Spanngerät keino, gegenüber der Schraubspindel, im Durchmesser erweiterte Griffhülse. Auch kann die Hohlspindel nicht von Hand axial zugestellt werden, vielmehr wird der Druckluftzylinder stationär in vorgegebenen Positionen eingestellt. Für das Spannen und Entspannen wird diese Position der Spindel nicht mehr verändert.

Weiterhin ist aus der US-PS 32 13 623 ein Schraubstock bekannt, der einen Druckluftzylinder aufweist, dessen Kolben über eine hydraulische Übersetzung auf i_S eine Zugstange wirkt, wleche mit einer Schraubstockbacke verbunden ist. Der Druckluftzylinder ist jedoch nicht als Griffhülse und die Zugstange nicht als Schraubspindel ausgebildet. Allerdings ist bei dem

Darstellung der pneumatischen Niederdruckstufe,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A der Fig-Ib,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie B-B der Fig. Ib,

Fig.4 einen Querschnitt längs der Linie C-C der F i g. 2,

F i g. 5 einen Querschnitt längs der Linie E-E der Fig. 2,

F i g. 6a das Vorderende einer weiteren Ausführungsform einer Hochdruckspindel mit mechanischer Hochdruckstufe und

F i g. 6b das Hinterende der Hochdruckspindel gemäß Fig.6a mit Darstellung einer doppeltwirkenden pneumatischen Niederdruckstufe.

Die allgemein mit 10 bezeichnete Hochdruckspindel hat eine Hohlspindel 12 mit Außengewinde 14, mit welchem sie z. B. in einen Schraubstock eingeschraubt werden kann. Das hintere Ende der Hohlspindel 12

bekannten Schraubstock ein Ventil vorgesehen, das ein ₂o weist eine im Durchmesser vergrößerte Buchse 16 auf, Steuerorgan aufweist, welches gedreht wird, um in welcher ein Hydraulikkoiben 18 angeordnet ist, der Druckluft zu- und abzuführen. _{von einer} Rückstellfeder 20 in seiner hinteren Stellung

Aus der DT-PS 7 13 220 ist ein Schraubstock für gehalten wird und an dessen vorderem Ende eine pneumatische Vorspannung mit hydraulischem Kraft- Druckstange 22 anliegt, die in der Hohlspindel 12 axial verstärker bekannt, wobei am hinteren Ende ein im ₂₅ verschiebbar aufgenommen ist und deren vorderes Gehäuse nach rechts und links drehbares Abschlußstück Ende z.B. auf die bewegliche Spannbacke des zur Steuerung der Druckluftzufuhr und Entlüftung Schraubstockes wirkt.

vorgesehen ist. Eine mechanische Vorspannung durch An der Hohlspindelbuchse 16 ist eine Griffhülse 24

Drehen einer hohlen Gewindespindel ist auch bei dieser befestigt, nahe derem Hinterende eine Scheibe 26 fest Ausführung nicht möglich. Die Druckluftzufuhr erfolgt 30 angebracht ist, die einen Druckluftzylinderraum 28 nach koaxial, so daß auch die Anbringung einer Betätigungs- hinten begrenzt. Die Griffhülse 24 ist als Zylinder kurbel ausscheidet. ausgebildet und weist einen, in ihr verschiebbaren

Schließlich zeigen die US-PS 30 95 190 und die Druckluftkolben 30 auf, der eine nach vorn weisende DT-PS 12 19 419 Schraubstöcke, bei denen eine Kolbenstange 32 hat, die durch die Hohlspindelbuchse Schraubspindel mittels Handkurbel gedreht wird und 35 16 hindurch nach vorn in den mit einer Hydraulikflüssigdurch Axialverstellung der Schraubspindel die Steue- keit gefüllten Zylinderraum 34 hineinragt,
rung der Druckluftzufuhr für einen im Schraubstock
eingelassenen Pneumatikkolben erfolgt, der seinerseits

Die, am hinteren Ende der Griffhülse 24 befestigte Scheibe 26 hat eine Bohrung, in der ein Zapfen eines Endstückes 36 drehbar gelagert ist, dessen vordere

bewegliche Spannbacke wirkt. Der Pneumatikkolben ist ₄₀ Stirnfläche eng an der rückwärtigen Stirnfläche der aber nicht in einer von Hand drehbaren Griffhülse Scheibe 26 anliegt. Am Hinterende dieses Endstückes 36

befindet sich ein Mehrkantzapfen 38, auf den eine Betätigungskurbel aufgesteckt werden kann. Am äußeren Umfang des Endstückes 36 ist ein Ring 40 gelagert,

über eine hydraulische Kraftverstärkung auf die

untergebracht. Auch die Druckluftsteuerung unterscheidet sich vom Erfindungsgegenstand. Die erfindungsgemäße Spindel kann als

reine

mechanische Schraubspindel verwendet werden, was 45 dessen Außendurchmesser mit der Griffhülse 24 bei Störungen in der Druckluftversorgung bedeutsam übereinstimmt. Dieser Ring 40 ist sowohl relativ zur

als auch

sein kann. Sie kann weiterhin verwendet werden, um nach Überwindung eines Anfangsdrehmomentes durch eine entsprechende mechanische Vorspannung eine hohe Endspannkraft durch die Pneumatik und die hydraulische Kraftverstärkung zu erzielen. Die drehbare Griffhülse hat den größten Durchmesser der Schraubspindel. Daher kann der Druckluftkolben ebenfalls mit größtmöglichem Durchmesser ausgeführt werden.

Das neue Spanngerät unterscheidet sich von herkömmlichen Hochdruckspindeln der eingangs genannten Art äußerlich nur dadurch, daß anstelle der mechanischen Priniärbetätigung eine pneumatische

Hülse 24 als auch relativ zum Endstück 36 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert.

Die Scheibe 26 weist in ihrer rückwärtigen Stirnfläche zwei einander diametral gegenüberliegende Ausfräsungen 42 auf, in welche von dem Endstück 36 vorstehende Bolzen 44 eingreifen, um die Drehbewegung des Endstückes relativ zur Hülse 24 zu begrenzen. Diese Bolzen 44 befinden sich in Sacklöchern 46 (F i g. 2) de;; Endstückes 36. Das Endstück hat zwei weitere Sacklöcher 48, die ebenfalls einander diametral gegenüberliegen und in denen sich Druckfedern 50 befinden, die jeweils eine Rastkugel 52 in Vertiefungen 54 drücken, welche in der rückwärtigen Stirnfläche dei

Betätigung erfolgt. Wesentliche Bauteile sind bei beiden 60 Scheibe 26 vorgesehen sind. F i g. 4 veranschaulicht die

Ausführungen die gleichen, so daß eine Umrüstung relative Stellung des Endstückes 36 zur Scheibe 26, und

möglich ist. zwar ist dies die eine Endstellung des Endstückes 36, die

Ausführungsbcispic weiterhin dadurch definiert ist, daß die Bolzen 44 an der

Ie darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. la das Vorderende einer Hochdruckspindcl mit hydraulischer Sekundärstufe,

Fig. Ib das Hinterende der Hochdruckspindcl mit

Begrenzungsflächen 56 der Aussparungen 42 anliegen In dieser Stellung fluchtet eine Axialbohrung 58 in dei Scheibe 26 mit einer axialen Entlüftungsbohrung 60 irr Endstück 36, so daß der Druckluftzylinderraurr zwischen Kolben 30 und Scheibe 26 mit der Atmosphäre

in Verbindung steht und entlüftet ist.

Wird nun das Endstück 36 mit der nicht dargestellten Kurbel über den Mehrkant 38 in Richtung des Einschrauben der Spindel 10 in das Werkzeug gedreht, so tritt zuerst eine mechanische Vorspannung aufgrund des Einschraubens der Hohlspindel 12 in das Innengewinde des Spanngerätes ein, bis ein gewisses Drehmoment überschritten wird, welches durch die Kraft der Federn 50 vorgegeben ist. Nach Überschreiten dieses eingestellten Drehmomentes rasten die Kugeln 52 aus den Vertiefungen 54 (Fig.4) aus, und bei der Weiterdrehung der Kurbel bleibt nunmehr die Griff hü! se 24 mit der Scheibe 26 fest, so daß sich nur das Endstück 36 dreht. Diese Drehbewegung ist aber durch die Umfangsbreite der Aussparungen 42 begrenzt. Das ij Endstück 36 kann also um einen vorgegebenen Winkel, der hier etwa 30° beträgt, gedreht werden, bis die Bolzen 44 an den Begrenzungsflächen 62 der Aussparungen 42 anliegen. In dieser relativen Drehstellung des Endstückes 36 fluchtet nun eine Luftzufuhrbohrung 64, to welche ständig über eine Radialbohrung 66 und eine Umfangsnut 68 mit einem im Ring 40 fest angeordneten Druckluftanschluß 70 in Verbindung steht, mit der Axialbohrung 58 in der Scheibe 26, so daß der Zylinderraum 28 mit Druckluft beaufschlagt wird und den Kolben 30 nach vorn schiebt, dessen vorderes Ende damit in die Hydraulikkamer 34 eindringt und aufgrund des Kolbenflächenverhältnisses eine Hochdruck-Spannkraft auf die Druckstange 22 ausübt.

Die Entspannung findet statt, indem das Endstück 36 um den genannten Winkel von etwa 30° zurückgedreht wird, bis die Bolzen 44 jeweils an der gegenüberliegenden Anschlagfläche der Aussparungen 42 anliegen und die Kugeln 52 wieder in die Vertiefungen 54 einrasten, womit gleichzeitig die Druckluft durch die fluchtenden Bohrungen 58,60 entweichen kann.

Zu erwähnen ist, daß sowohl beim mechanischen Vorspannen, d. h. dem Drehen der Hülse 24, alt auch beim pneumatischen Spannen der Ring 40 mit seinem Druckluftanschluß 70 stationär bleibt, d. h. nicht mitgedreht wird.

Die beschriebene Ausführungsform läßt sich leicht dadurch abwandeln, daß in die Druckluftzuleitung vor dem Druckluftanschluß 70 ein handbetätigbares Ventil vorgesehen wird, das sich absperren läßt, um die automatische Druckluftzufuhr nach dem Ausrasten der Kugeln 52 aus den Vertiefungen 54 zu unterbinden, was den Vorteil hat, daß in besonderen Fällen die mechanische Vorspannung erhöht werden kann, um den eigentlichen pneumatisch-hydraulischen Spannvorgang erst zu einem späteren Zeitpunkt durch Offnen des Ventiles beginnen zu lassen. Selbstverständlich läßt sich diese Wirkung auch dadurch erzielen, daß ein axiales Bohrungspaar in der Scheibe 26 und im Endstück vorgesehen wird, das in der Stellung, in welcher die Kugeln 52 in den Vertiefungen 54 eingerastet sind, einen Kupplungsbolzen aufnehmen kann, der von Hand eingeschoben und herausgezogen wird, wenn die Zwangskupplung nach erfolgter mechanischer Vorspannung gelöst werden soll.

Die neue pneumatisch-hydraulische Spindel läßt sich sogar dann benutzen, wenn keine Druckluft zur Verfügung steht. Die Spindel wirkt dann als einfache mechanische Spindel ohne Hochdruckwirkung.

Die Fig.6a und 6b erläutern eine alternative Ausführungsfonn, die sich von der erstbeschriebenen Ausführungsform einmal dadurch unterscheidet, daß die Hochdruckstufe nicht hydraulisch, sondern mechanisch arbeitet und zum anderen dadurch, daß eine doppelt wirkende pneumatische Niederdruckstufe verwendet wird.

In der Griffhülse 24 ist, genau wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform der Pneumatikkolben 30 verschiebbar gelagert, der jedoch im Unterschied zu der vorbeschriebenen Ausführungsform eine hohle Kolbenstange 132 aufweist, die durch eine weitere Scheibe 134 der Buchse 24 hindurchragt und am vorderen Ende einen zweiten Kolben 131 trägt, an dessen vorderem Ende eine Buchse 133 angeordnet ist, die in der Griffhülse 24 verschiebbar ist und einen sich nach vorn konisch erweiternden Innenraum 135 hat. Die Innenbohrung der hohlen Kolbenstange 132 mündet über Radialbohrungen im vorderen Zylinderraum 135, während die Innenbohrung der Kolbenstange 132 am hinteren Ende mit dem hinteren Zylinderraum 28 in Verbindung steht.

Die Hochdruckstufe ist durch zwei einander kreuzende Druckhebel 137 gebildet, deren hintere Enden in Kugelpfannen gelagerte Kugeln 139 aufweisen, die sich an der konischen Innenfläche 135 der Buchse 133 abstützen, während die Vorderenden der Druckhebel 137 an einem Flansch 141 der Druckstange 22 anliegen.

Die Hochdruckspindel 100 gemäß Fig.6a und 6b arbeitet wie folgt. Wenn das Endstück 36 sich relativ zur Scheibe 26 dreht, nachdem die Rastkugeln 52 aus den Vertiefungen 54 ausgerastet sind, wird der Zylinderraum 28 mit Druckluft beaufschlagt, die gleichzeitig auch über die hohle Kolbenstange in den Zylinderraum 135 gelangt. Beide Kolben 30, 131 werden somil gleichzeitig mit Druckluft beaufschlagt, so daß die Hülse 133 mit verstärkter Kraft nach vorn geschoben wird wodurch die Druckhebel 137 relativ zur Buchse 133 nach hinten wandern und sich ihr Kreuzungswinke ändert, derart, daß die effektive axiale Länge vergrößeri wird. Auf diese Weise findet eine mechanische Kraftverstärkung statt, die die gewünschte Hochdruck Spannkraft auf die Kolbenstange 22 ergibt.

Das neue Spanngerät kann auch sehr leicht füi automatische Abläufe eingerichtet werden. Dazu ist e; nur erforderlich, einen handelsüblichen Pneumatikdreh zylinder mit Elektromagnetventilbetätigung am Mehr kant 38 oder anstelle des Mehrkantes anzubringen. Dei Drehzylinder läßt sich so auslegen, daß die Schraub stockbacke beim Entspannen um etwa 3 bis 4 mm öffnel Die Antriebswelle des Drehzylinders läßt sich in de Ausgangsstellung verdrehen. Durch diese Möglichkei kann die Grobverstellung zusätzlich durch ein« Handkurbel vorgenommen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schraubstock u.dgl. Spanngerät, mit einer, ein Außengewinde aufweisenden Hohlspindel, in welcher eine axialverschiebbare Druckstange aufgenommen ist, weiterhin mit einer, am Hinterende der Hohlspindel angeordneten und im Durchmesser vergrößerten Griffhülse, in welcher ein Primärglied vorgesehen ist, das beim Drehen der Griffhülse nach Ausrasten einer Drehmomentkupplung axial in Spannrichtung bewegt wird, und ein Sekundärglied betätigt, das mit der Druckstange in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffhülse (24) selbst als Druckluftzylinder für einen, in ihr verschiebbaren Kolben (30; 30, 131) ausgebüdet ist, und daß das Hinterende der Griffhülse einen, den Zylinderraum abdichtenden Einsatz (26, 36) aufweist, der einen Druckluftanschluß (70) hat, und daß eine Steuereinrichtung zum Anschließen und Absperren des Zylinderraumes (28; 28,135) an bzw. von der Druckluftquelle vorgesehen ist.

2. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (26; 36) eine an der Griffhülse befestigte Scheibe (26) sowie ein an dieser Scheibe stirnseitig anliegendes, in der Griffhülse zwischen zwei Stellungen drehbares Endstück (36) aufweist, in dessen einer Stellung eine, dauernd mit der Druckluftquelle in Verbindung stehende, axiale Luftzufuhrbohrung (64) des Endstückes (36) mit einer in den Druckluftzylinderraum (26; 28, 135) führenden Axialbohrung (58) in der Scheibe (26) fluchtet und in dessen anderer Drehstellung diese Axialbohrung (58) der Scheibe gegenüber der Luftzufuhrbohrung (64) abgesperrt ist, jedoch mit einer in dem Endstück (36) vorgesehenen Entlüftungsbohrung (60) fluchtet.

3. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftanschluß (70) an einem Ring (40) vorgesehen ist, der relativ zur Griffhülse (24) drehbar gelagert ist.

4. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (36) im Ring (40) drehbar angeordnet ist und eine Umfangsnut (68) aufweist, die einerseits mit dem Druckluftanschluß (70) des Ringes (40) und andererseits mit der Luftzufuhrbohrung (64) in Verbindung steht.

5. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Einsatzes (26, 36) ein Mehrkantzapfen (38) für eine Handkurbel befestigt ist.

6. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (26) an der dem Endstück (36) zugewandten Fläche mindestens eine Aussparung (42) aufweist, in welcher ein vom Endstück vorstehender Bolzen (44) eingreift, und daß die Aussparung (42) den Drehwinkcl des Endstückes (36) begrenzt.

7. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Endstück (36) mindestens eine Axialbohrung (48) angeordnet ist, die in der Entlüftungsstellung des Endstückes mit einer Vertiefung (54) in der Stirnfläche der Scheibe (26) fluchtet, wobei eine in der Axialbohrung (48) vorgesehene Druckfeder (50) eine Rastkugel (52) in die Vertiefung (54) drückt.

8. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkolben (30) eine Kolbenstange (32; 132) aufweist, die in eine vom Druckluftzylinder (24) getrennte Hydraulikkammer (34) hineinragt, in welcher ein mit der Druckstange (22> in Verbindung stehender Hydraulikkolben (18) angeordnet ist.

9. Schraubstock u. dgl. Spanngerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkolben (30) über eine hohle Kolbenstange (132) mit einem Sekundärkolben (131) fest verbunden und in einer, in der Griffhülse (24) befestigten Scheibe (134) geführt ist, daß zwischen Sekundärkolben (131) und Scheibe (134) ein Sekundär-Zylinderraum (135) gebildet ist, in welchen eine Axialbohrung der hohlen Kolbenstange (132) über Radialbohrungen mündet, und daß der Sekundärkolben (131) mit einem stirnseitigen Zapfen in die Hydrauiikkammer (34) hineinragt.

10. Schraubstock u.dgl. Spanngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkolben (30; 131) mit einer in der Griffhülse axial verschiebbaren Schiebebuchse (133) verbunden ist, die einen, sich nach vorn konisch erweiternden Innenraum (135) hat, an dessen Umfangsfläche zwei sich kreuzende Druckhebel (137) anliegen, deren Vorderenden gegen einen Flansch (141) der Druckstange (22) drücken.

11. Schraubstock u.dgl. Spanngerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkolben (30) über eine hohle Kolbenstange (132) mit einem Sekundärkolben (131) fest verbunden und in einer, in der Griffhülse (24) befestigten Scheibe (134) geführt ist, daß zwischen Sekundärkolben (131) und Scheibe (134) ein Sekundär-Zylinderraum (135) gebildet ist, in welchen eine Axialbohrung der hohlen Kolbenstange (132) über Radialbohrungen mündet, und daß der Sekundärkolben (131) stirnseitig gegen die Schiebebuchse drückt.