DE4112547A1 - Spannkrafteinstellvorrichtung fuer eine spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannkrafteinstellvorrichtung für eine Spannvorrichtung, insbesondere einen Maschinen­ schraubstock, mit einem mittelbar oder unmittelbar an einem beweglichen Spannteil (Spannbacken) derselben abgestützten, hohlen Gehäuse, welches gegebenenfalls als ein mit einer Schraubspindel verbundener Handgriff ausgebildet ist, mit einer durch das Gehäuse geführten und gegenüber diesem dreh- und verschiebbaren Zugstange, deren erstes Ende mit einem Kraftverstärker kuppelbar ist und deren zweites Ende eine an diesem Ende fixierte, mit einem Stützflansch versehene Zughülse trägt, die ihrerseits unter Zwischenschaltung einer mittels Feingewinde axial verstellbaren Einstellhülse, eines Axiallagers und mehrerer Tellerfedern axial auf das Gehäuse einwirkt.

Bei einer derartigen Spannkrafteinstellvorrichtung (vgl. nicht vorveröffentlichtes, älteres deutsches Patent 40 18 284) ist das Gehäuse mit einer Schraubspindel verbun­ den und als hohler Handgriff ausgebildet. Die Schraubspin­ del greift in die bewegliche Spannbacke eines Maschinen­ schraubstockes ein. Die Schraubspindel ist hohl ausgebildet und durch sie ist die Zugstange hindurchgeführt, deren erstes Ende mit einem unterhalb der festen Spannbacke angeordneten Kraftverstärker verbunden ist. Auf der dem zweiten Ende der Zugstange zugekehrten Ende der Zughülse ist die Einstell­ hülse mittels eines Feingewindes verstellbar. Die Einstell­ hülse stützt sich unmittelbar an Tellerfedern ab, die sich ihrerseits an einem Axiallager abstützen. Dieses Axiallager wiederum liegt seinerseits am Stützflansch der Zughülse und andererseits auch am Gehäuse an. Durch Verdrehung der Ein­ stellhülse gegenüber der Zughülse kann die Vorspannung der Tellerfedern verändert und damit die gewünschte Spannkraft voreingestellt werden. Insbesondere bei größeren Spannvor­ richtungen mit einer maximalen Spannkraft von 40 kN und mehr ist jedoch die Federkraft der Tellerfedern so groß, daß zur Verstellung der Einstellhülse ein Werkzeug, beispielsweise ein Gabelschlüssel, erforderlich ist und trotzdem die Ein­ stellung nur mit erheblichem Kraftaufwand vorgenommen wer­ den kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spann­ krafteinstellvorrichtung für eine Spannvorrichtung, insbeson­ dere einen Maschinenschraubstock, der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Spannkraft bei entspannter Spann­ vorrichtung leicht von Hand und ohne Werkzeug einstellbar ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Stütz­ flansch an dem dem zweiten Ende der Zugstange benachbarten Ende der Zughülse vorgesehen und das Axiallager an der dem zweiten Zugstangenende abgewandten Seite des Stützflansches angeordnet ist, daß die Tellerfedern unmittelbar im Gehäuse abgestützt sind, daß zwischen diesen und dem Axiallager eine sich einerseits an diesem und andererseits an den Tellerfe­ dern abstützende Zwischenhülse vorgesehen ist, und daß die Einstellhülse in einem Feingewinde des Gehäuses verschraub­ bar ist und an ihrem, den Tellerfedern zugekehrten Ende eine radial nach innen gerichtete, erste Anschlagschulter auf­ weist, die mit einer radial nach außen gerichteten, zweiten Anschlagschulter der Zwischenhülse und/oder einem am Axial­ lager anliegenden Distanzring derart zusammenwirkt, daß durch Verschrauben der Einstellhülse gegenüber dem Gehäuse der axiale Abstand der ersten Anschlagschulter von der zweiten Anschlag­ schulter bzw. dem Distanzring in Entspannstellung einstellbar und hierdurch der Hub der Zwischenhülse, den diese beim Span­ nen bis zur Anlage der ersten Anschlagschulter an der zweiten Anschlagschulter bzw. dem Distanzring ausführt, einstellbar ist.

Da sich bei der neuen Spannkrafteinstellvorrichtung die Ein­ stellhülse in Entspannstellung der Spannvorrichtung weder am Axiallager noch an den Tellerfedern abstützt, wirken auf sie in Entspannstellung keinerlei Axialkräfte ein. Infolgedessen läßt sich die Einstellhülse zur Verstellung der Spannkraft von Hand ohne Werkzeug leicht drehen und damit die jeweils gewünschte Spannkraft leicht einstellen. Diese Spannkraft ist an einer an der Einstellhülse ange­ brachten Skala leicht ablesbar. Bei Einstellung einer mini­ malen Spannkraft weist die erste Anschlagschulter gegenüber der zweiten Anschlagschulter bzw. dem Distanzring den größten Abstand auf. Dieser Abstand entspricht mindestens dem Spann­ hub des Kraftverstärkers. Beim Spannhub des Kraftverstärkers wird die Zugstange so durch das Gehäuse bewegt, daß sich die Zughülse den Tellerfedern nähert. Hierdurch drückt die Zug­ hülse unter Zwischenschaltung des Axiallagers und der Zwi­ schenhülse die Tellerfedern zusammen. Die Spannkraft ent­ spricht dann der durch die Zusammendrückung der Tellerfedern erzielten Federkraft. Wird hingegen die Einstellhülse gegen­ über dem Gehäuse auf maximale Spannkraft verdreht, so bewegt sich bei dieser Einstellung der Spannkraft die nach innen gerichtete erste Anschlagschulter zu der zweiten Anschlag­ schulter bzw. dem Distanzring hin und kommt hieran zur Anlage. Hierdurch ist beim Spannhub des Kraftverstärkers keine gegen­ seitige axiale Bewegung der Zwischenhülse und der Zughülse gegenüber der Einstellhülse mehr möglich. Die gesamte, beim Spannhub des Kraftverstärkers in die Zugstange eingeleitete Axialkraft wird unmittelbar von der Zughülse über das Axial­ lager und von diesem über die zweite Anschlagschulter bzw. den Distanzring auf die Anschlagschulter der Einstellhülse und von dieser über das Feingewinde auf das Gehäuse übertra­ gen. Der Spannhub des Kraftverstärkers führt zu einer elasti­ schen Verformung der verschiedenen, an der Spannung beteilig­ ten Komponenten der Spannvorrichtung, wie Zugstange, Schraub­ spindel, Spindelmutter, Spannbacken und Grundkörper der Spannvorrichtung. Wird die Einstellhülse in eine zwischen maximaler und minimaler Spannkraft befindliche Stellung ein­ gestellt, dann ist der Abstand zwischen ihrer Anschlagschul­ ter und der Anschlagschulter der Zwischenhülse bzw. dem Distanzring kleiner als der Spannhub des Kraftverstärkers. In diesem Fall werden beim Spannhub zunächst die Teller­ federn um einen gewissen Weg zusammengedrückt, wodurch eine bestimmte Federkraft erzeugt wird. Dann kommt die Anschlag­ schulter der Einstellhülse an der Anschlagschulter bzw. dem Distanzring zur Anlage und der verbleibende restliche Spann­ hub des Kraftverstärkers bewirkt nunmehr die elastische Ver­ formung der an der Spannung beteiligten Komponenten der Spannvorrichtung. Da jedoch der verbleibende Rest des Spann­ hubes kleiner ist als der maximale Spannhub wird eine zwi­ schen der minimalen und der maximalen Spannkraft liegende Spannkraft erzielt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt der Spannkrafteinstellvorrichtung bei minimal eingestellter Spannkraft,

Fig. 2 einen Axialschnitt bei maximal eingestellter Spann­ kraft, jeweils in entspannter Stellung,

Fig. 3 einen Axialschnitt der Spannvorrichtung mit Schraub­ spindel und kompletter Zugstange.

Die Spannvorrichtung weist ein hohles Gehäuse 1 auf, welches bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Handgriff 1a ausge­ bildet ist und drehfest sowie zugfest mit einer Schraubspin­ del 2 verbunden sein kann. Diese Schraubspindel 2 greift, wie anhand der Fig. 3 ersichtlich ist, in eine Spindelmutter 3 ein, welche mit einer beweglichen Spannbacke 4 eines Schraub­ stockes verbunden sein kann. In der hohlen Schraubspindel 2 ist drehbar und axial verschiebbar eine Zugstange 5 angeord­ net, deren erstes Ende 5a mit einem nicht dargestellten Kraftverstärker verbindbar ist. Dieser Kraftverstärker kann unter der feststehenden Backe eines Maschinenschraubstockes angeordnet sein und wird beispielsweise durch Verdrehen der Zugstange 5 betätigt, ähnlich, wie es in dem älteren deut­ schen Patent 40 18 284 beschrieben ist. Durch Verdrehen der Schraubspindel 2 mittels des Handgriffes 1a kann die ver­ stellbare Spannbacke in Richtung B verstellt werden und da­ mit die Spannweite des Maschinenschraubstockes eingestellt werden. Wenn die Spannkrafteinstellvorrichtung an einer Spannvorrichtung mit vorbestimmter Spannweite verwendet werden soll, dann entfällt die hohle Schraubspindel 2. In diesem Fall stützt sich das Gehäuse 1 unmittelbar an der beweglichen Spannbacke 4 ab.

Die Zugstange 5 ist durch das Gehäuse 1 geführt. Auf ihr innerhalb des Gehäuses 1 befindliches zweites Ende 5b ist eine Zughülse 6 aufgeschraubt oder in sonstiger Weise fixiert. Diese Zughülse 6 weist an ihrem, dem zweiten Ende 5b benach­ barten Ende einen Stützflansch 7′ auf. An der dem zweiten Zug­ stangenende 5b abgekehrten Seite dieses Stützflansches 7 ist ein Axiallager 8 abgestützt. Mehrere Tellerfedern 9 stützen sich unmittelbar im Gehäuse 1 an dessen, der beweglichen Backe 4 zugekehrten Ende 1b ab. Zwischen den Tellerfedern 9 und dem Axiallager 8 ist eine Zwischenhülse 10 angeordnet, wobei zwischen dieser Zwischenhülse 10 und der Einstellhülse 6 ausreichend Spiel vorgesehen ist, damit sich die Einstell­ hülse 6 gegenüber der Zwischenhülse 10 drehen kann.

Die Zwischenhülse 10 weist an ihrem, den Tellerfedern 9 zugekehrten Ende einen radial nach außen gerichteten, sich an den Tellerfedern 9 abstützenden Flansch 11 auf. Der Flansch 11 ist an der den Tellerfedern 9 abgewandten Seite durch einen in eine Ringnut des Gehäuses 1 eingesetzten Sicherungsring (Seegerring) 12 axial gehalten. Hierbei kann der Sicherungsring 12 so angeordnet werden, daß die Teller­ federn 9 beim Einsetzen des Flansches 10 und des Sicherungs­ ringes 12 bereits in einem gewünschten Maß vorgespannt wer­ den.

Es ist ferner eine Einstellhülse 13 vorgesehen, die mittels eines Feingewindes 14 in dem Gehäuse 1, genauer gesagt im Gehäuseteil 1a, axial verschraubbar ist. Die Einstellhülse 13 trägt einen Skalenring 15. Ferner weist die Einstellhülse 13 an ihrem innerhalb des Gehäuses 1 befindlichen Ende eine radial nach innen gerichtete Anschlagschulter 16 auf. Diese erste Anschlagschulter 16 wirkt mit einer zweiten, an der Zwischenhülse 10 vorgesehenen Anschlagschulter 17 und/oder mit einem Distanzring 18 zusammen, der am Axiallager 8 an­ liegt. Aus Montagegründen ist die zweite Anschlagschulter 17 an der Zwischenhülse 10 zweckmäßig durch einen in eine Ring­ nut derselben eingesetzten Sicherungsring 17 gebildet. Dieser Sicherungsring 17 ist teilweise von dem Distanzring 18 umgeben, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die axiale Dicke des Distanzringes 18 dem Abstand entspricht, den die der ersten Anschlagschulter 16 zugekehrte Seite des Sicherungsringes von demjenigen Ende der Zwischenhülse 10 hat, welches am Axiallager 8 anliegt.

Um eine gleichmäßige Kraftübertragung von dem Distanzring 18 und dem Sicherungsring 17 auf die erste Anschlagschulter 16 zu erreichen, kann ferner auch noch eine den Sicherungs­ ring 17 und den Distanzring 18 überdeckende Scheibe 19 vor­ gesehen sein.

Da die Einstellhülse in entspannter Stellung der Spannkraft­ einstellvorrichtung nicht von den Tellerfedern 9 beauf­ schlagt wird, läßt sie sich sehr leicht gegenüber dem Ge­ häuse 1 drehen. Um eine ungewollte Verstellung der Ein­ stellhülse 13 zu vermeiden und sie in ihrer jeweils einge­ stellten Drehstellung gegenüber dem Gehäuse 1 zu sichern, sind in der Anschlagschulter 16 der Einstellhülse 13 zwei radiale Bohrungen 20 vorgesehen. In jeder dieser Bohrungen ist eine Druckfeder 21 und eine Rastkugel 22 angeordnet. Die Bohrungen 20 sind radial nach außen durch einen die Einstellhülse 13 umschließenden Ring 23 verschlossen. Die äußere Mantelfläche der Zwischenhülse 10 ist mit mehreren, in Umfangsrichtung zueinander versetzten Axialnuten 24 ver­ sehen, die zum Eingriff der Rastkugeln 22 dienen. Anstelle dieser stufenweise funktionierenden Verrastungsvorrichtung kann zwischen der Einstellhülse 13 und der Zwischenhülse 10 oder auch dem hohlen Handgriff 1a ein Reibring (Bremsring) vorgesehen sein, der dann eine stufenlose Verstellung der Einstellhülse 13 gegenüber dem Gehäuse 1 ermöglicht.

Die Wirkungsweise der Spannkrafteinstellvorrichtung ist fol­ gende:
In Fig. 1 ist die Spannvorrichtung mit minimaler Spannkraft­ einstellung in entspannter Stellung gezeigt. Hierbei ist die Einstellhülse 13 so weit in das Gehäuse 1 hineinverschraubt, daß zwischen der ersten Anschlagschulter 16 und der Zwischen­ scheibe 19 ein Abstand A vorhanden ist, der etwas größer ist als der maximale Spannhub des Kraftverstärkers. Der nicht dargestellte Kraftverstärker kann durch Drehung der Zugstange 5 mittels eines an ihrem Ende 5b angesetzten Handhebels betä­ tigt werden. Beim Spannhub des Kraftverstärkers bewegt sich hierdurch die Zugstange 5 gegenüber dem Gehäuse 1 in Rich­ tung C, wobei dieser Spannhub jedoch nur etwa 1-1,5 mm be­ trägt. Hierbei nimmt die Zugstange die auf ihr fixierte Zug­ hülse 6 nach links mit. Über das Axiallager 8 sowie die Zwischenhülse 10 und ihren Flansch 11 werden die Teller­ federn 9 zusammengedrückt. Bei vollem Spannhub kommt je­ doch die Zwischenscheibe 19 bei minimaler Spannkraftein­ stellung nicht an der Anschlagschulter 16 zur Anlage. Die Tellerfedern 9 drücken das Gehäuse 1 und damit auch die Schraubspindel 2 und die Spannbacke 4 mit einer Spannkraft nach links, die der durch die Zusammendrückung der Teller­ federn 9 erzeugten Federkraft entspricht.

In Fig. 2 ist die Spannvorrichtung mit maximaler Spann­ krafteinstellung dargestellt. Hierzu wurde die Einstell­ hülse 13 gegenüber dem Gehäuse 1 so weit nach rechts ver­ schraubt, daß ihre Anschlagschulter 16 an der Zwischen­ scheibe 19 anliegt und damit ein unmittelbarer Kraftschluß zwischen dem Stützflansch 7 und der Anschlagschulter 16 unter Zwischenschaltung des Axiallagers 8, des Distanzrin­ ges 18, des Sicherungsringes 17 und der Zwischenscheibe 19 hergestellt ist. Wird nun beim Spannhub des Kraftverstär­ kers die Zugstange 5 in Richtung C gezogen, so erfolgt der Kraftfluß von der Zughülse 6 über letztgenannte Teile auf die Anschlagschulter 16 der Einstellhülse 13 und von dieser über das Feingewinde 14 auf das Gehäuse 1. Die Tellerfedern 9 werden in diesem Fall durch Spannkräfte nicht belastet. Der Spann­ hub des Kraftverstärkers führt zu einer elastischen Verfor­ mung der verschiedenen, an der Spannung beteiligten Schraub­ stockkomponenten, wie Zugstange 5, Spindel 2, Spindelmutter 3, bewegliche Spannbacke 4, feste Spannbacke und Schraub­ stockgrundkörper. Auf diese Weise kann die gewünschte hohe Spannkraft von beispielsweise 40 kN aufgebaut werden.

Zur Voreinstellung einer zwischen der minimalen und der maximalen Spannkraft liegenden mittleren Spannkraft wird die Einstellhülse 13 in eine Drehstellung gegenüber dem Gehäuse 1 gedreht, bei der der Abstand A zwischen ihrer Anschlagschulter 16 und der Zwischenscheibe 19 einer Größe entspricht, die zwischen Null und dem maximalen Spannhub des Kraftverstärkers liegt. Je nach Anzahl der Axialnuten 24 kann die Einstellhülse 13 in zehn bis zwanzig Zwischen­ stellungen gedreht werden und damit zehn bis zwanzig ver­ schiedene Spannkraftvoreinstellungen vorgenommen werden, die zwischen der minimalen und der maximalen Spannkraft liegen. Wenn nun bei einer mittleren Spannkrafteinstellung beim Spannhub die Zugstange 5 nach links bewegt wird, dann kann sich die Zwischenhülse 6 so lange nach links bewegen, bis die Zwischenscheibe 19 an der Anschlagschulter 16 an­ liegt. Hierdurch erfolgt eine Zusammendrückung der Teller­ feder 9, die jedoch kleiner ist als bei minimaler Spann­ krafteinstellung. Dementsprechend ist bei mittlerer Spann­ krafteinstellung die von den Tellerfedern erzeugte Feder­ kraft geringer. Sobald die Zwischenscheibe 19 an der An­ schlagschulter 16 anliegt, erfolgt der Kraftfluß von dem Stützflansch 7 über das Axiallager 8, den Distanzring 18, den Sicherungsring 17, die Zwischenscheibe 19 auf die An­ schlagschulter 16 und von dieser über die Stellhülse 13 und das Feingewinde 14 auf das Gehäuse 1. Da jedoch ein Teil des gesamten Spannhubes des Kraftverstärkers bereits zum teilweisen Spannen der Tellerfedern diente, führt der restliche Spannhub zu einer geringeren elastischen Verfor­ mung der an der Spannung beteiligten Schraubstock-Komponen­ ten und dementsprechend auch zu einer geringeren Spannkraft, die sich zusammensetzt aus der durch die elastische Verfor­ mung der Schraubstock-Komponenten erzeugten Kraft und der durch die Zusammendrückung der Tellerfedern 9 erzeugten Federkraft.

Die erfindungsgemäße Spannkrafteinstellvorrichtung läßt sich durch Umkehrung auch bei Druckspindeln anwenden.

Claims (8)

1. Spannkrafteinstellvorrichtung für eine Spannvorrichtung, insbesondere einen Maschinenschraubstock, mit einem mit­ telbar oder unmittelbar an einem beweglichen Spannteil (Spannbacken) derselben abgestützten, hohlen Gehäuse, welches gegebenenfalls als ein mit einer Schraubspindel verbundener Handgriff ausgebildet ist, mit einer durch das Gehäuse geführten und gegenüber diesem dreh- und verschiebbaren Zugstange, deren erstes Ende mit einem Kraftverstärker kuppelbar ist und deren zweites Ende eine an diesem Ende fixierte, mit einem Stützflansch versehene Zughülse trägt, die ihrerseits unter Zwischen­ schaltung einer mittels Feingewinde axial verstellbaren Einstellhülse, eines Axiallagers und mehrerer Teller­ federn axial auf das Gehäuse einwirkt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stützflansch (7) an dem dem zweiten Ende (5b) der Zugstange (5) benachbarten Ende der Zug­ hülse (6) vorgesehen und das Axiallager (8) an der dem zweiten Zugstangenende (5b) abgewandten Seite des Stütz- Flansches (7) angeordnet ist, daß die Tellerfedern (9) unmittelbar im Gehäuse (1) abgestützt sind, daß zwischen diesem und dem Axiallager (8) eine sich einerseits an diesem und andererseits an den Tellerfedern (9) abstüt­ zende Zwischenhülse (10) vorgesehen ist, und daß die Einstellhülse (13) in einem Feingewinde (14) des Gehäuses (1) verschraubbar ist und an ihrem den Tellerfedern (9) zugekehrten Ende eine radial nach innen gerichtete, erste Anschlagschulter (16) aufweist, die mit einer radial nach außen gerichteten zweiten Anschlagschulter (17) der Zwischenhülse (10) und/oder einem am Axiallager (8) anliegenden Distanzring (18) derart zusammenwirkt, daß durch Verschrauben der Einstellhülse (13) gegenüber dem Gehäuse (1) der axiale Abstand (A) der ersten An­ schlagschulter (16) von der zweiten Anschlagschulter (17) bzw. dem Distanzring (18) in Entspannstellung einstell­ bar und hierdurch der Hub der Zwischenhülse (10), den diese beim Spannen bis zur Anlage der ersten Anschlag­ schulter (16) an der zweiten Anschlagschulter (17) bzw. dem Distanzring (18) ausführt, einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagschulter an der Zwischenhülse (10) durch einen in eine Ringnut derselben eingesetzten Sicherungs­ ring (17) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sicherungsring (17) von dem Distanzring (18) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal einstellbare Abstand (A) zwischen der ersten Anschlagschulter (16) und der zweiten Anschlag­ schulter (17) bzw. dem Distanzring (18) etwas größer ist als der maximale Spannhub des Kraftverstärkers.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (10) an ihrem den Tellerfedern (9) zugekehrten Ende einen radial nach außen gerichteten, dich an den Tellerfedern (9) abstützenden Flansch (11) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11) an der den Tellerfedern (9) abge­ wandten Seite durch einen in eine Ringnut des Gehäuses eingesetzten Sicherungsring (12) gehalten ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellhülse (13) in ihrer jeweiligen Drehstellung gegenüber dem Gehäuse (1) durch einen Reibring (Bremsring) oder durch in Rasten (24) eingreifende federbelastete Rastkugeln (22) gehal­ ten wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anschlagschulter (16) der Einstellhülse (13) radiale Bohrungen (20) mit jeweils einer Rastkugel (22) und einer diese belastenden Druckfeder (21) vorgesehen sind, und daß die äußere Mantelfläche der Zwischenhülse (10) mehrere in Umfangsrichtung zueinander versetzte Axialnuten (24) für den Eingriff der Rastkugeln (22) aufweist.