[0001] Die Erfindung betrifft eine Spannkrafteinstellvorrichtung für eine Spannvorrichtung,
insbesondere einen Maschinenschraubstock, 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.
[0002] Bei einer derartigen Spannkrafteinstellvorrichtung (vgl. nicht vorveröffentlichtes,
älteres deutsches Patent 40 18 284) ist das Gehäuse mit einer Schraubspindel verbunden
und als hohler Handgriff ausgebildet. Die Schraubspindel greift in die bewegliche
Spannbacke eines Maschinenschraubstockes 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 Einstellhülse mittels eines
Feingewindes verstellbar. Die Einstellhülse stützt sich unmittelbar an Tellerfedern
ab, die sich ihrerseits an einem Axiallager abstützen. Dieses Axiallager wiederum
liegt einerseits am Stützflansch der Zughülse und andererseits auch am Gehäuse an.
Durch Verdrehung der Einstellhülse gegenüber der Zughülse kann die Vorspannung der
Tellerfedern verändert und damit die gewünschte Spannkraft voreingestellt werden.
Insbesondere bei größeren Spannvorrichtungen 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 Einstellung nur mit erheblichem Kraftaufwand vorgenommen werden kann.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannkrafteinstellvorrichtung
für eine Spannvorrichtung, insbesondere einen Maschinenschraubstock, der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei der die Spannkraft bei entspannter Spannvorrichtung
leicht von Hand und ohne Werkzeug einstellbar ist.
[0004] Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Stützflansch 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 Tellerfedern
abstützende Zwischenhülse vorgesehen ist, und daß die Einstellhülse in einem Feingewinde
des Gehäuses verschraubbar ist und an ihrem, den Tellerfedern zugekehrten Ende eine
radial nach innen gerichtete, erste Anschlagschulter aufweist, die mit einer radial
nach außen gerichteten, zweiten Anschlagschulter der Zwischenhülse und/oder einem
am Axiallager anliegenden Distanzring derart zusammenwirkt, daß durch Verschrauben
der Einstellhülse gegenüber dem Gehäuse der axiale Abstand der ersten Anschlagschulter
von der zweiten Anschlagschulter bzw. dem Distanzring in Entspannstellung einstellbar
und hierdurch der Hub der Zwischenhülse, den diese beim Spannen bis zur Anlage der
ersten Anschlagschulter an der zweiten Anschlagschulter bzw. dem Distanzring ausführt,
einstellbar ist.
[0005] Da sich bei der neuen Spannkrafteinstellvorrichtung die Einstellhülse 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 angebrachten Skala leicht ablesbar. Bei Einstellung
einer minimalen Spannkraft weist die erste Anschlagschulter gegenüber der zweiten
Anschlagschulter bzw. dem Distanzring den größten Abstand auf. Dieser Abstand entspricht
mindestens dem Spannhub des Kraftverstärkers. Beim Spannhub des Kraftverstärkers wird
die Zugstange so durch das Gehäuse bewegt, daß sich die Zughülse den Tellerfedern
nähert. Hierdurch drückt die Zughülse unter Zwischenschaltung des Axiallagers und
der Zwischenhülse die Tellerfedern zusammen. Die Spannkraft entspricht dann der durch
die Zusammendrückung der Tellerfedern erzielten Federkraft. Wird hingegen die Einstellhülse
gegenüber dem Gehäuse auf maximale Spannkraft verdreht, so bewegt sich bei dieser
Einstellung der Spannkraft die nach innen gerichtete erste Anschlagschulter zu der
zweiten Anschlagschulter bzw. dem Distanzring hin und kommt hieran zur Anlage. Hierdurch
ist beim Spannhub des Kraftverstärkers keine gegenseitige 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 Axiallager und von diesem über die zweite Anschlagschulter bzw.
den Distanzring auf die Anschlagschulter der Einstellhülse und von dieser über das
Feingewinde auf das Gehäuse übertragen. Der Spannhub des Kraftverstärkers führt zu
einer elastischen Verformung der verschiedenen, an der Spannung beteiligten Komponenten
der Spannvorrichtung, wie Zugstange, Schraubspindel, Spindelmutter, Spannbacken und
Grundkörper der Spannvorrichtung. Wird die Einstellhülse in eine zwischen maximaler
und minimaler Spannkraft befindliche Stellung eingestellt, dann ist der Abstand zwischen
ihrer Anschlagschulter und der Anschlagschulter der Zwischenhülse bzw. dem Distanzring
kleiner als der Spannhub des Kraftverstärkers. In diesem Fall werden beim Spannhub
zunächst die Tellerfedern um einen gewissen Weg zusammengedrückt, wodurch eine bestimmte
Federkraft erzeugt wird. Dann kommt die Anschlagschulter der Einstellhülse an der
Anschlagschulter bzw. dem Distanzring zur Anlage und der verbleibende restliche Spannhub
des Kraftverstärkers bewirkt nunmehr die elastische Verformung der an der Spannung
beteiligten Komponenten der Spannvorrichtung. Da jedoch der verbleibende Rest des
Spannhubes kleiner ist als der maximale Spannhub wird eine zwischen der minimalen
und der maximalen Spannkraft liegende Spannkraft erzielt.
[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
[0007] Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- einen Axialschnitt der Spannkrafteinstellvorrichtung bei minimal eingestellter Spannkraft,
- Figur 2
- einen Axialschnitt bei maximal eingestellter Spannkraft, jeweils in entspannter Stellung,
- Figur 3
- einen Axialschnitt der Spannvorrichtung mit Schraubspindel und kompletter Zugstange.
[0008] Die Spannvorrichtung weist ein hohles Gehäuse 1 auf, welches bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
als Handgriff 1a ausgebildet ist und drehfest sowie zugfest mit einer Schraubspindel
2 verbunden sein kann. Diese Schraubspindel 2 greift, wie anhand der Figur 3 ersichtlich
ist, in eine Spindelmutter 3 ein, welche mit einer beweglichen Spannbacke 4 eines
Schraubstockes verbunden sein kann. In der hohlen Schraubspindel 2 ist drehbar und
axial verschiebbar eine Zugstange 5 angeordnet, 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 deutschen
Patent 40 18 284 beschrieben ist. Durch Verdrehen der Schraubspindel 2 mittels des
Handgriffes 1a kann die verstellbare Spannbacke in Richtung B verstellt werden und
damit 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.
[0009] 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 benachbarten Ende einen
Stützflansch 7 auf. An der dem zweiten Zugstangenende 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 Zughülse 6 ausreichend Spiel vorgesehen
ist, damit sich die Zughülse 6 gegenüber der Zwischenhülse 10 drehen kann.
[0010] 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 Tellerfedern 9 beim Einsetzen
des Flansches 11 und des Sicherungsringes 12 bereits in einem gewünschten Maß vorgespannt
werden.
[0011] 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 anliegt. Aus Montagegründen ist die zweite Anschlagschulter 17 an
der Zwischenhülse 10 zweckmäßig durch einen in eine Ringnut 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.
[0012] 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
Sicherungsring 17 und den Distanzring 18 überdeckende Scheibe 19 vorgesehen sein.
[0013] Da die Einstellhülse in entspannter Stellung der Spannkrafteinstellvorrichtung nicht
von den Tellerfedern 9 beaufschlagt wird, läßt sie sich sehr leicht gegenüber dem
Gehäuse 1 drehen. Um eine ungewollte Verstellung der Einstellhülse 13 zu vermeiden
und sie in ihrer jeweils eingestellten 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 versehen, 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.
[0014] Die Wirkungsweise der Spannkrafteinstellvorrichtung ist folgende:
In Figur 1 ist die Spannvorrichtung mit minimaler Spannkrafteinstellung in entspannter
Stellung gezeigt. Hierbei ist die Einstellhülse 13 so weit in das Gehäuse 1 hineinverschraubt,
daß zwischen der ersten Anschlagschulter 16 und der Zwischenscheibe 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 betätigt werden. Beim Spannhub des Kraftverstärkers
bewegt sich hierdurch die Zugstange 5 gegenüber dem Gehäuse 1 in Richtung C, wobei
dieser Spannhub jedoch nur etwa 1 - 1,5 mm beträgt. Hierbei nimmt die Zugstange die
auf ihr fixierte Zughülse 6 nach links mit. Über das Axiallager 8 sowie die Zwischenhülse
10 und ihren Flansch 11 werden die Tellerfedern 9 zusammengedrückt. Bei vollem Spannhub
kommt jedoch die Zwischenscheibe 19 bei minimaler Spannkrafteinstellung 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 Tellerfedern 9 erzeugten Federkraft entspricht.
[0015] In Figur 2 ist die Spannvorrichtung mit maximaler Spannkrafteinstellung dargestellt.
Hierzu wurde die Einstellhülse 13 gegenüber dem Gehäuse 1 so weit nach rechts verschraubt,
daß ihre Anschlagschulter 16 an der Zwischenscheibe 19 anliegt und damit ein unmittelbarer
Kraftschluß zwischen dem Stützflansch 7 und der Anschlagschulter 16 unter Zwischenschaltung
des Axiallagers 8, des Distanzringes 18, des Sicherungsringes 17 und der Zwischenscheibe
19 hergestellt ist. Wird nun beim Spannhub des Kraftverstärkers 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 Spannhub des Kraftverstärkers führt zu einer elastischen Verformung
der verschiedenen, an der Spannung beteiligten Schraubstockkomponenten, wie Zugstange
5, Spindel 2, Spindelmutter 3, bewegliche Spannbacke 4, feste Spannbacke und Schraubstockgrundkörper.
Auf diese Weise kann die gewünschte hohe Spannkraft von beispielsweise 40 kN aufgebaut
werden.
[0016] 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 Zwischenstellungen gedreht werden und damit zehn bis zwanzig
verschiedene 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 Zughülse
6 so lange nach links bewegen, bis die Zwischenscheibe 19 an der Anschlagschulter
16 anliegt. Hierdurch erfolgt eine Zusammendrückung der Tellerfeder 9, die jedoch
kleiner ist als bei minimaler Spannkrafteinstellung. Dementsprechend ist bei mittlerer
Spannkrafteinstellung die von den Tellerfedern erzeugte Federkraft geringer. Sobald
die Zwischenscheibe 19 an der Anschlagschulter 16 anliegt, erfolgt der Kraftfluß von
dem Stützflansch 7 über das Axiallager 8, den Distanzring 18, den Sicherungsring 17,
die Zwischenscheibe 19 auf die Anschlagschulter 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 Verformung der an der Spannung
beteiligten Schraubstock-Komponenten und dementsprechend auch zu einer geringeren
Spannkraft, die sich zusammensetzt aus der durch die elastische Verformung der Schraubstock-Komponenten
erzeugten Kraft und der durch die Zusammendrückung der Tellerfedern 9 erzeugten Federkraft.
[0017] Die erfindungsgemäße Spannkrafteinstellvorrichtung läßt sich durch Umkehrung auch
bei Druckspindeln anwenden.
1. Spannkrafteinstellvorrichtung für eine Spannvorrichtung, insbesondere einen Maschinenschraubstock,
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, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützflansch (7) an dem dem zweiten Ende (5b) der Zugstange (5) benachbarten
Ende der Zughülse (6) vorgesehen und das Axiallager (8) an der dem zweiten Zugstangenende
(5b) abgewandten Seite des Stützflansches (7) angeordnet ist, daß die Tellerfedern
(9) unmittelbar im Gehäuse (1) abgestützt sind, daß zwischen diesen und dem Axiallager
(8) eine sich einerseits an diesem und andererseits an den Tellerfedern (9) abstützende
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 Anschlagschulter (16) von der zweiten Anschlagschulter (17)
bzw. dem Distanzring (18) in Entspannstellung einstellbar und hierdurch der Hub der
Zwischenhülse (10), den diese beim Spannen bis zur Anlage der ersten Anschlagschulter
(16) an der zweiten Anschlagschulter (17) bzw. dem Distanzring (8) ausführt, einstellbar
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagschulter an der Zwischenhülse (10) durch einen in eine Ringnut derselben
eingesetzten Sicherungsring (17) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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 Anschlagschulter (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, sich an den Tellerfedern (9) abstützenden Flansch (11)
aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11) an der den Tellerfedern (9) abgewandten 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) gehalten 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.