Maschinenschraubstock

Abstract

 Der Maschinenschraubstock weist auf einem stationären Grundkör­per (10) eine bewegliche Spannbacke (11) und eine stationäre Spannbacke (12) auf. Weiter sind Niederzugsbacken vorhanden, die eine lagegerechte Festlegung des Werkstückes beim Aufspannen mittels der Antriebseinrichtung (16) erlauben. Dadurch, daß die Niederzugsbacke (18) bis zu einem Anschlag am Grundkörper (10) bewegbar ist, wobei die der Aufspannkraft im wesentlichen entgegenwirkenden Niederzugskräfte von einem die Verformungen des Schraubstockes aufnehmenden, kraftüber­tragenden, an sich bekanntem Element (13) abgeleitet sind, wird eine höhere Lagekonstanz und damit eine höhere Präzision erreicht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Maschinenschraubstock gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bekannte Maschinenschraubstöcke werden rein mechanisch, rein hydraulisch, pneumatisch-hydraulisch oder mechanisch-hydraulisch betätigt. In jedem Fall findet dabei eine Kraftübertragung statt. Bei Verwendung von bekannten Niederzugbacken wird dabei von der Spannkraft die Kraft zum Niederziehen abgeleitet. Die Nieder­zugsbewegung verhindert jedoch eine gleichbleibende Wiederhol­genauigkeit. Infolge der Bewegung der Niederzugsbacken können von Spannvorgang zu Spannvorgang Differenzen im 1/100 stel-mm-­Bereich auftreten, so daß eine Lagekonstanz des Werkstückes nicht gewährleistet ist (Prospekt "Maschinen-Schraubstöcke, Spannstöcke" der Firma Röhm, Ausgabe April 1987, S.2,7,9,13,14; Prospekt "Hydro-Maschinenschraubstöcke" der Firma Hilma GmbH, 5912 Hilchen­bach, vom August 1985).

[0003] Es ist auch bekannt, durch Verwendung eines C-förmigen Bügels, der stationäre und bewegliche Spannbacke umgreift, eine nahezu voll­ständige Trennung zwischen dem haltenden Teil und dem kraftüber­tragenden Teil eines Schraubstockes zu erreichen (DE-PS 30 00 162 C2). Die Aufspannkraft führt dabei an beiden Spannbacken lediglich zu einer Verformung des kraftübertragenden Teiles. Durch die Trennung des kraftübertragenden Teiles vom Grundkörper wird jedoch die Ver­formung des kraftübertragenden Teiles unbedeutend, da für die Lage­konstanz nur die Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen maß­gebend ist, deren Wert gegen Null geht. Dabei werden gleichzeitig Spannkopfschrauben betätigt, die zudem eine Festlegung der beweglichen Spannbacke am schraubstockkörper bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Maschinenschraub­stock der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß eine höhere Lagekonstanz und damit eine höhere Präzision erreicht wird.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

[0005] Bei einer solchen Ausbildung wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Niederzugsbacken erreicht, daß eine die Wiederhol­genauigkeit beeinflussende Bewegung der an der stationären Spannbacke befestigten Niederzugsbacke in Richtung der Antriebsein­richtung verhindert wird. Dabei wird die Verlagerung des kraftüber­tragenden Elementes bis zum Anschlag am Grundkörper zugleich zur Verwirklichung der Niederzugsbewegung genutzt. Die Niederzugsbacken bewegen sich dabei so weit nach unten, bis ein Anschlag am Grundkörper erreicht ist. Während es bisher für numerisch gesteuerte Maschinen erforderlich ist, den 'Werkstück-­Nullpunkt' anhand der Spannungs-Verformungs-Kennlinien als Bezugs­punkt für die Steuerung zu bestimmen, ist es bei Einsatz des erfin­dungsgemäßen Schraubstockes nunmehr möglich, von einem geometrisch festgelegten Referenzpunkt als Bezugspunkt für die Steuerung auszugehen.

[0006] Zudem ist es möglich, eine Lageveränderung beim Nachlassen der Kraft, z.B. beim Übergang vom Schlichten zum Schrubben, eines Werkstückes zuverlässig zu unterbinden.

[0007] Der Kraftschluß kann dabei auf verschiedene Arten vorteilhaft beeinflußt werden, um aus der Verformung des kraftübertragenden Elementes zuverlässig eine Niederzugsbewegung die Niederzugsbacke an der stationären Spannbacke zu erreichen. So kann z.B. nach Patentanspruch 8 und 9 über eine Schrägfläche eine unmittelbare oder mittelbare Verbindung oder über einen Hebel nach Anspruch 10 eine mittelbare Verbindung zwischen kraftübertragendem Element und Niederzugsbacke verwirklicht werden.

[0008] Die Erfindung wird dadurch nicht berührt, daß es bekannt ist, die beiden Backenhälften während des Spannvorgangs über zwei Rollen parallel nach unten zu verschieben (Prospekt "MHS-Spanner" der Firma Gressel AG, CH-8355 Aadorf, Schweiz, Ausgabe Mai 86, S. 8,9). Ebensowenig wird die Erfindung durch Verwendung einer schrägen und einer geraden Aufspannfläche zur sicheren Spannung von runden Werkstücken berührt (Prospekt "Hydro-Maschinenschraub­stöcke" a.a.0., S.10).

[0009] Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

[0010] Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Maschinenschraubstock mit einem U-förmigen kraftübertragenden Element,

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Schraubstock mit einem ketten­gliedförmigen kraftübertragenden Element,

Fig. 3 den erfindungsgemäßen Maschinenschraubstock mit unten liegender Antriebseinrichtung und

Fig. 4 eine Seitenansicht des Maschinenschraubstockes gemäß Fig. 2.

Fig. 5 Eine Variante des Maschinenschraubstockes in einer Ansicht gemäß Fig. 1.

[0011] Der Maschinenschraubstock verwirklicht dabei ein günstiges Prinzip zur Auslösung der Niederzugsbewegung. Die Niederzugsbewegung wird dadurch erreicht, daß die Verlagerung eines kraftübertragenden Elementes 13 ausgenutzt wird, um mittelbar oder unmittelbar ein Niederziehen einer Niederzugsbacke 18 zu erreichen, die an der stationären Spannbacke 12 beweglich gelagert ist. Der Kraftschluß stellt sich dabei so dar, daß zunächst über eine Antriebseinrichtung 16 die Aufspannkraft aufgebracht wird. Die Aufspannkräfte, die dabei eine Verformung des Schraubstockes herbeiführen wollen, werden größtenteils in das kraftübertragende Element 13 eingeleitet, das dabei mit einem Schenkel 13b näher an die stationäre Spannbacke 12 herantritt. Dabei wird der sich anfangs zwischen kraftübertragenden Element und Schraubstock befindliche Spalt verringert. Bei dieser Bewegung des Schenkels des kraftübertragenden Elementes 13 wird dabei gleichzeitig die Niederzugsbewegung der Niederzugsbacke 18 erreicht. Die stationäre Spannbacke 12 beeinflußt also diesen Bewegungsablauf nicht. Niederzugsbacke und stationäre Spannbacke bewegen sich vielmehr getrennt voneinander. Somit ist es prinzipiell nicht erforderlich, eine weitere Niederzugsbacke an der beweglichen Spannbacke 17 vorzusehen. Es empfiehlt sich jedoch, eine solche weitere Niederzugsbacke 17 vorzusehen, um bei gegenüber ihrer Länge niedrigen Werkstücken oder bei runden Werkstücken ein uner­wünschtes Kippen des Werkstückes zu vermeiden.

[0012] Der Maschinenschraubstock (Werkstück - Spannvorrichtung) besitzt einen stationären Grundkörper 10, auf dem eine bewegliche Spannbacke 11 mittels linearer Führungsorgane verschiebbar gelagert ist. Desweiteren bestitzt der Maschinenschraubstock eine stationären Spannbacke 12. Die werkstückseitigen Oberflächen von jeweils wenigstens einer Niederzugsbacke 17,18 an der stationären Spannbacke 12 und der beweglichen Spannbacke 11 bilden Aufspann­flächen 14,15. Am Grundkörper 10 stützt sich eine Antriebseinrich­tung 16 für die bewegliche Spannbacke 11 ab. Die eine Niederzugs­backe 17 befindet sich an der beweglichen Spannbacke 11 zur lagegerechten Festlegung des Werkstückes, die an einer Schrägfläche in Führungen 22 gleitbar gelagert und bis zu einem Anschlag bewegbar ist. Die Niederzugsbacke 18 ist an der stationären Spannbacke 12 parallel zur Symmetrieebene s-s des Maschinenschraubstockes bewegbar. Während der Aufspannbewegung ist die Niederzugsbacke 18 in rechtwinklig zur Ebene der linearen Führungsorgane angeordneten Führungen 21 geführt. Bei der Nieder­zugsbewegung bewegt sich die Niederzugsbacke 18 lediglich bis zum Anschlag 19 am Grundkörper 10, ohne eine Bewegung in Aufspann­richtung auszuführen. Die Niederzugskräfte werden zur Bewegung der Niederzugsbacke 17,18 von der Aufspannbewegung abgeleitet.

[0013] Während des Aufspannens steht die Antriebseinrichtung 16 über ein kraftübertragendes Element 13 mit der Niederzugsbacke 18 derart in Verbindung, daß die durch die Aufspannkräfte hervorge­rufenen Verformungen nahezu vollständig über das kraftübertragende Element 13 abgebaut werden. Dabei wird zugleich die Bewegung der Niederzugsbacke bewirkt. Das kraftübertragende Element kann dabei, wie in Fig. 1 und 4 ersichtlich, als Bügel ausgebildet sein, der wenigstens teilweise innerhalb des Grundkörpers 10 symmetrisch zur Symmetrieebene s-s des Schraubstockes angeordnet und dort in Spannrichtung beweglich gelagert ist. Ein vertikaler Schenkel 10a des L-förmig ausgebildeten Grundkörpers 10 bildet dabei die unbewegliche Spannbacke. Das U-förmig gestaltete kraftübertragende Element 13 besitzt einen rückwärtigen, rechtwinklig zur Ebene der linearen Führungsorgane angeordneten Schenkel 13a, der die Lagerung für die Antriebseinrichtung 16 bildet. Der andere, rechtwinklig zur Ebene der linearen Führungs­organe angeordneten L-förmige Schenkel 13b des kraftübertragenden Elementes 13 ist so angeordnet, daß sein werkstückseitiges Ende an der Niederzugsbacke 18 anliegt. Dieses Ende zeigt dabei in vorrangiger Richtung des Kraftvektors der Aufspannkraft. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann der andere Schenkel 13b auch mittelbar an der Niederzugsbacke anliegen, indem er infolge der Aufspann­bewegung zunächst mit der stationären Spannbacke 12 in Berührung kommt und somit die Spannkraft in die Rückseite des stationären Spannbackens 12 einleitet, so daß dieser nicht ausweichen kann.

[0014] Das kraftübertragende Element 13 kann auch kettengliedartig gestaltet sein (Fig. 2,4).Dabei hintergreift ein Quersteg 13c des kraftübertra­genden Elementes 13 die stationäre Spannbacke 12 und der andere Quersteg 13d bildet das Widerlager für die Antriebseinrichtung 16. Die Niederzugsbacke 18 ist dabei beweglich gelagert. Dieses kettengliedförmige kraftübertragende Element kann dabei so angeordnet werden, daß es den Grundkörper 10 außerhalb des Grundkörpers umfaßt.

[0015] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann die Antriebseinrichtung auch im Grundkörper 10 angeordnet sein. Die kraftleitende Antriebsein­richtung 16 ist dann beweglich im Grundkörper 10 gelagert. Die Bewegung bis zum kraftschlüssigen Anliegen im Grundkörper 10 wird für die Niederzugsbewegung ausgenutzt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich sind das kraftübertragende Element 13 und die Niederzugsbacke 18 über eine Fläche 13e beweglich miteinander verbunden. Diese Fläche 13e des kraftübertragenden Elements 13 kann dabei gegen die Horizontale geneigt sein. Wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich, kann anstelle einer mittelbaren Verbindung von kraftübertragendem Element 13 und Nie­derzugsbacke 18 über eine Schrägfläche 13e auch ein Hebel H einge­setzt werden, der an Niederzugsbacke 18 und kraftübertragendem Element 13 angelenkt ist. Um dabei die Funktionsfähigkeit des Schraubstockes sicherzustellen, ist es lediglich erforderlich, daß der Hebel in seiner Ausgangslage, also vor Einleiten der Aufspann­bewegung bereits geringfügig geneigt ist, um die Umsetzung der Kräfte und der Bewegungen zu erreichen. Weiterhin ist es erforderlich, daß der Hebel eine ausreichende Bewegungsfreiheit besitzt. Zu diesem Zwecke kann in der stationären Spannbacke 12 eine Ausnehmung zur Aufnahme des Hebels H vorgesehen sein. Im konkreten Ausführungs­beispiel ist daher die stationäre Spannbacke in diesem Bereich etwas abgeschrägt. Wird die Aufspannbewegung eingeleitet, so führt die Verringerung des Spaltes zwischen kraftübertragendem Element und stationärer Spannbacke dadurch, daß sich die Niederzugsbacke 18 lediglich vertikal nach unten bis zu dem Anschlag bewegen kann, zu einer abwärts gerichteten Bewegung. Diese wird dadurch ausgelöst, daß sich das am kraftübertragenden Element angelenkte Ende des Hebels H in Richtung der linearen Führungsorgane bewegt, während sich das an der Niederzugsbacke 18 angelenkte Ende des Hebels H nach unten bewegt.

[0016] Prinzipiell ist es vorteilhaft, daß das kraftübertragende Element 13 am oberen Ende der Niederzugsbacke angreift. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. So kann die Verformungsbewegung des kraft­übertragenden Elementes auch in der Ebene der Antriebseinrichtung erfolgen, insbesondere dann, wenn das kraftübertragende Element kettengliedförmig ausgebildet ist, wie in Figur 2 dargestellt.

[0017] Die in den Ausführungsbeispielen dargestellte Antriebseinrichtung stellt eine rein mechanische Antriebseinrichtung für Maschinen­schraubstöcke dar. Selbstverständlich können auch andere Antriebs­einrichtungen z.B. rein hydraulische, pneumatisch-hydraulische oder mechanisch-hydraulische Antriebseinrichtungen verwendet werden. Auch bei diesen Antriebseinrichtungen kann in Verbindung mit dem oben beschriebenen Aufbau des Maschinenschraubstockes eine derartige vorteilhaft Verringerung der Lageveränderung erreicht werden.

Ansprüche

1. Maschinenschraubstock (Werkstück-Spannvorrichtung) mit einem stationären Grundkörper (10), auf dem eine bewegliche mit werk­stückseitiger Aufspannfläche (14) versehene Spannbacke (11) mittels linearer Führungsorgane verschiebbar gelagert ist und der eine stationäre Spannbacke (12) aufweist sowie mit einer am Grundkörper (10) abgestützen Antriebseinrichtung (16) für die bewegliche Spannbacke (11) zur Erzeugung einer Aufspannkraft und mit wenigstens einer parallel zur Symmetrieebene (s-s) des Maschinenschraubstockes bewegbaren mit werkstückseitiger Aufspannfläche (15) versehenen Niederzugsbacke (18) an der stationären Spannbacke(12) zur lagegerechten Festlegung des Werkstückes, wobei beim Aufspannen von der Vorschubbewegung der beweglichen Spannbacke (11) abgeleitete Niederzugskräfte die Niederzugsbacke (18) antreiben,
dadurch gekennzeichnet, daß die Niederzugsbacke (18) rechtwinklig zur Ebene der linearen Führungsorgane bis zu einem Anschlag am Grundkörper (10) bewegbar ist, wobei die der Aufspannkraft im wesentlichen entgegenwirkenden Niederzugskräfte über ein an sich bekanntes kraftübertragendes Element (13) so an der mit dem kraftübertragenden Element (13) beweglich verbundenen Niederzugsbacke (18) und der Antriebsein­richtung (16) angreifen, daß einerseits die Bewegung der Niederzugsbacke (18) in Richtung auf den Anschlag bewirkt wird und daß andererseits beim Aufspannen hervorgerufene Verformungen annäherungsweise über das kraftübertragende Element (13) abgebaut sind.

2. Maschinenschraubstock nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der beweglichen Spannbacke (11) eine bis zu einem Anschlag verschiebbare Niederzugsbacke (17) angeordnet ist.

3. Maschinenschraubstock nach einem der vorhergehenden Patentan­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bügel ausgebildete kraftübertragende Element (13) wenigstens teilweise innerhalb des Grundkörpers (10) symmetrisch zur vertikalen Symmetrieebene (s-s) des Schraubstockes angeordnet ist und dort in Spann­richtung beweglich gelagert ist.

4. Maschinenschraubstock nach einem der vorhergehenden Patentan­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vertikaler Schenkel (10a) des L-förmig ausgebildeten Grundkörpers (10) die unbeweg­liche Spannbacke (12) bildet und daß ein rückwärtiger verti­kaler Schenkel (13a) des U-förmig gestalteten kraftübertragen­den Elements (13) eine Lagerung für die Antriebseinrichtung (16) bildet.

5. Maschinenschraubstock nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein rechtwinklig zur Ebene der linearen Führungsorgane angeordneter L-förmiger Schenkel (13b) des kraftübertragenden Elementes (13) so angeordnet ist, daß sein werkstückseitiges Ende an der Niederzugsbacke (18) anliegt und daß dieses Ende in vorrangiger Richtung des Kraftvektors der Aufspannkraft angeordnet ist.

6. Maschinenschraubstock nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kraftübertragende Element (13) kettengliedartig gestaltet ist, wobei der eine Quersteg (13c) die stationäre Spannbacke (12) hintergreift und der andere Quersteg (13d) das Widerlager für die Antriebseinrichtung (16) bildet.

7. Maschinenschraubstock nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kraftübertragende Element (13) den Grundkörper (10) außerhalb des Grundkörpers umfaßt.

8. Maschinenschraubstock nach einem der vorhergehenden Patentan­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kraftübertragende Element (13) und die Niederzugsbacke (18) über eine Fläche (13e) beweglich miteinander verbunden sind.

9. Maschinenschraubstock nach Patentanspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Fläche (13e) gegen die Ebene der linearen Führungsorgane geneigt ist.

10. Maschinenschraubstock nach einem der Patentansprüche 1-7, da­durch gekennzeichnet, daß das kraftübertragende Element (13) und die Niederzugsbacke (18) über einen in Ausgangslage gegenüber der Ebene der linearen Führungsorgane geringfügig geneigten, an Niederzugsbacke (18) und kraftübertragende Element (13) ange­lenkten hebel (H) beweglich verbunden sind.

Zeichnung