Spannvorrichtung mit Kraftverstärker, insbesondere Maschinenschraubstock

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit Kraftverstärker, insbesondere Maschinenschraubstock, mit einem Spann-Vorrichtungskörper, einer daran angeordneten, feststehenden Backe und einer ihr gegenüber beweglichen Backe, zu deren Verstellung eine vom Kraftverstärker beaufschlagbare Stange vorgesehen ist, mit einer den Kraftverstärker umschließenden, drehbaren Spannhülse, welche ein Außengewinde aufweist und mit diesem in ein Muttergewinde eines sie umgebenden stationären Gehäuses eingreift und deren Drehbewegung gegenüber dem Gehäuse durch Anschlagflächen begrenzt ist, mit einem in der Spannhülse drehfest angeordneten ersten Spannring, mit einem in der Spannhülse begrenzt drehbar angeordneten zweiten Spannring, welcher mittels eines Betätigungshebels Für den Kraftverstärker drehbar ist, mit mehreren zwischen den Spannringen angeordneten Spannbolzen, die in einer Endlage (Öffnungsstellung) des zweiten Spannringes in spitzem Winkel zur Spannhülsenachse geneigt und in der anderen Endlage (Spannstellung) des zweiten Spannringes annähernd parallel zur Spannhülsenachse angeordnet sind, mit einer auf den zweiten Spannring in Richtung auf den ersten Spannring einwirkenden Druckfeder und mit einem Axiallager sowie mehreren im Bereich eines Handgriffs angeordneten Tellerfedern, deren Vorspannung durch eine Stellhülse einstellbar ist, die mittels des Kraftverstärkers weiter spannbar sind und in Spannstellung des zweiten Spannringes auf die Stange einwirken.

[0002] Bei einer Spannvorrichtung dieser Art (DE 37 29 093-C1) ist das die Spannhülse umgebende stationäre Gehäuse axial außerhalb eines stationären Teiles der Spannvorrichtung angeordnet. Die Spannhülse und etwa die Hälfte des Kraftverstärkers ragen axial aus dem Gehäuse heraus. Daran schließen sich noch in axialer Richtung die Tellerfedern und die Stellhülse an, die ihrerseits auf der Spannhülse verschraubbar ist. Aus der Spannhülse ragt dann auch noch der Handgriff der Schraubspindel heraus. Insgesamt wird durch die axiale Hintereinanderanordnung der genannten Bauteile im Anschluß an ein stationäres Teil des Vorrichtungskörpers die Gesamtbaulänge der Vorrichtung im Verhältnis zu Ihrer maxialen Spannweite recht groß. Die verhältnismäßig weit über den Vorrichtungs-körper hinausragenden Teile des Antriebes und des Kraftverstärkers sind auch der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt. Schließlich wird die bewegliche Backe durch eine in der hohlen Schraubspindel verstellbare Druckstange an das Werkstück angedrückt. Durch die hierbei erzeugten Spannkräfte ergeben sich an der festen Backe und dem stationären Teil des Vorrichtungskörpers entgegengesetzt zueinander nach außen gerichtete Kräfte, die zu einer Durchbiegung des Vorrichtungskörpers in seinem mittleren Teil nach oben führen können. Letzteres hat zur Folge, daß die Backen nicht mehr genau parallel zueinander verlaufen, sondern im oberen Bereich einen grüßeren Abstand haben als im unteren. Hierdurch wird das Werkstück nur noch im unteren Bereich der Backen gespannt.Die vorhergehend beschriebene bekannte Spannvorrichtung hat jedoch den Vorteil, daß dank der verschraubbaren Spannhülse und dem in ihr angeordneten Kraftverstärker bei verhältnismäßig kleinem Gesamtdrehwinkel des Betätigungshebels von weniger als 180° ein Öffnungs- und Spannhub der beweglichen Backe von etwa 2 - 4 mm und damit ein sogenanntes Schnellspannen mit Kraftverstärkung möglich ist.

[0003] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung mit Kraftverstärker, insbesondere einen Maschinenschraubstock, der eingangs genannten Art, unter Beibehaltung der Schnellspannung, zu schaffen, bei der das Verhältnis der maximalen Spannweite zur Gesamtbaulänge optimal groß ist, sowie Verformungen des Vorrichtungskörpers durch die Spannkräfte möglichst vermieden werden.

[0004] Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das stationäre Gehäuse in dem Vorrichtungskörper unter der festen Backe angeordnet ist oder in dem unter der festen Backe befindlichen Bereich ausgebildet ist, daß der zweite Spannring mit dem einen Ende der sich durch den ersten Spannring und die bewegliche Backe erstreckenden und als Zugstange ausgebildeten Stange fest verbunden ist, mit deren anderem, aus der beweglichen Spannbacke herausgeführten Ende die Stellhülse verbunden und der Betätigungshebel verbindbar ist, und daß die Tellerfedern sich unter Zwischenschaltung des Axiallagers an der der festen Backe abgewandten Seite der beweglichen Backe abstützen.

[0005] Durch die Anordnung des stationären Gehäuses, der Spannhülse und des Kraftverstärkers, in dem unter der festen Backe befindlichen Bereich, wird eine besonders kurze Bauart der Spannvorrichtung erreicht, denn alle zur Erzeugung des Hochdruckspannens wesentlichen Bauteile sind in anderen, die Gesamtbaulänge der Spannvorrichtung, bestimmenden Bauteilen desselben integriert. Das Verhältnis der maximalen Spannweite zur Gesamtbaulänge ist damit optimal groß. Die empfindlichen Teile der Spannvorrichtung, wie Spannhülse und der Kraftverstärker selbst, sind im Bereich unter der festen Backe geschützt angeordnet. Auch die Tellerfedern, das Axiallager und die Stellhülse können gegebenenfalls geschützt innerhalb eines hohlen Handgriffes einer Schraubspindel angeordnet sein. Eine Beschädigungsgefahr ist damit weitgehend ausgeschlossen. Die Zugstange hat bei der neuen Spannvorrichtung eine zweifache Funktion. Sie dient einerseits zum Antrieb der Spannhülse und des Kraftverstärkers und andererseits überträgt sie die Spannkraft von dem am einen Ende der Spannvorrichtung angeordneten Kraftverstärker auf die am anderen Ende angeordnete Stellhülse und über die an ihr abgestützten Tellerfedern, das Axiallager und gegebenenfalls einer Schraubspindel auf die bewegliche Backe. Mittels der Zugstange wird beim Spannen eines Werkstückes die Spannkraft als Zugkraft direkt auf die bewegliche Backe übertragen, so daß der Vorrichtungskörper selbst von Einspannkräften weitgehend entlastet bleibt und Verformungen desselben sowie die damit verbundenen Nachteile nicht eintreten können.

[0006] Aus dem DE-GM 87 17 051 ist ein Maschinenschraubstock mit Antrieb durch eine Gewindespindel bekannt, bei dem durch die Anordnung des Spindelwiderlagers im Bereich unterhalb der festen Schraubstockbacke und der Spindelmutter an einem die bewegliche Backe tragenden Schieber beim Spannen eines Werkstückes mittels der Gewindespindel die Spannkraft als Zugkraft direkt auf die bewegliche Backe übertragen wird, so daß der Schraubstockkörper selbst von Einspannkräften weitgehend entlastet bleibt und Verformungen des Schraubstockkörpers, sowie die damit verbundenen Nachteile nicht eintreten können. Allerdings erfolgt bei diesem Schraubstock das Spannen durch Drehung einer ganz gewöhnlichen Gewindespindel, ohne daß eine Schnellspannung mit kleinem Gesamtdrehwinkel unter Kraftverstärkung möglich ist.

[0007] Die Unteransprüche stellen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung unter Schutz.

[0008] Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:

Figur 1

einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles in Form eines Maschinenschraubstockes,

Figur 2

einen Teillängsschnitt einer zweiten Ausführungsform, ebenfalls in Form eines Maschinenschraubstockes,

Figur 3

einen Querschnitt nach der Linie III-III der Figur 1.

[0009] Der Schraubstockkörper 1 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Kopfteil 1a, welches mit einem Führungsteil 1b fest verschraubt ist. Kopfteil und Führungsteil können jedoch auch aus einem Stück bestehen. Das Kopfteil 1a trägt in seinem oberen Bereich eine feste Spannbacke 2, die in bekannter Weise auch vom Kopfteil lösbar sein kann. In dem Führungsteil 1b ist an nicht dargestellten Längsführungen die bewegliche Backe 3 verschiebbar gelagert. Auch hier kann die bewegliche Backe von einem sie tragenden Schieber lösbar sein, was jedoch der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt ist. In dem Kopfteil 1a des Schraubstockkörpers ist unter der festen Backe 2 in einer entsprechenden Ausnehmung 4 ein Gehäuse 5 drehfest und axial unverschiebbar angeordnet, d.h. starr mit dem Kopfteil 1a verbunden. Das Gehäuse 5 könnte gegebenenfalls auch mit dem Kopfteil 1a aus einem Stück bestehen. In dem Gehäuse 5 ist eine Spannhülse 6 begrenzt drehbar gelagert. Die Spannhülse 6 weist ein Außengewinde 7 auf, welches in ein entsprechendes Muttergewinde 8 des Gehäuses 5 eingreift. Die beiden Gewinde 7, 8 sind zweckmäßig als Grobgewinde (Steilgewinde) ausgebildet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Mußengewinde 7 ein Trapezgewinde Tr 50 x 10 (mm), d.h. es hat bei einem Nenndurchmesser von 50 mm eine Steigung oder Ganghöhe von 10 mm. Da die Steigung des Außengewindes 7 wesentlich ist für den mit einem vorbestimmten Drehwinkel eines nachfolgend beschriebenen Betätigungshebels erreichbaren Zustell- bzw. Öffnungshub, und da das Außengewinde 7 stets Selbsthemmung aufweisen muß, läßt sich die Steigung nicht beliebig erhöhen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn das Außengewinde einen Nenndurchmesser von mindestens 44 mm bei einer Steigung von 8 mm aufweist.

[0010] Innerhalb der Spannhülse 6 ist ein erster Spannring 9 angeordnet und mit der Spannhülse fest verbunden. Der erste Spannring 9 und die Spannhülse 6 können auch wie gezeigt, aus einem Teil bestehen. Der Spannring 9 bildet ein erstes Teil eines von der Spannhülse 6 umschlossenen Kraftverstärkers. Ein zweiter Spannring 10 ist mit Abstand vom ersten Spannring 9 in der Spannhülse 6 begrenzt drehbar und axial verschiebbar angeordnet. Zwischen den beiden Spannringen 9, 10 sind insgesamt drei um jeweils 120° in Umfangsrichtung zueinander versetzte Spannbolzen 11 vorgesehen. Die Spannbolzen 11 nehmen in der einen Endlage des zweiten Spannringes 10, die der entspannten Öffnungsstellung des Maschinenschraubstockes entspricht, gegenüber der Achse A der Spannhülse 6 einen spitzen Winkel µ von beispielsweise 10° ein, wie es in Figur 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist.

[0011] Mit dem Spannring 10 ist über einen Querbolzen 12 das eine Ende 13a einer Zugstange 13 fest verbunden, die sich durch den anderen Spannring 9 und eine hohl ausgebildete Schraubspindel 14 hindurch erstreckt und mit ihrem anderen Ende 13b aus der Schraubspindel 14 herausgeführt ist. An diesem anderen Ende 13b der Zugstange 13 ist der strichpunktiert dargestellte Betätigungshebel 15 ansetzbar, mit dem die Zugstange und damit auch der zweite Spannring 10 gedreht werden können. In einer halbzylindrischen Ausnehmung des zweiten Spannringes 10 ist ein Anschlagbolzen 16 angeordnet. Die Spannhülse 6 weist eine erste Aussparung 17 auf, deren Endflächen 17a und 17b Anschlagflächen für den Anschlagbolzen 16 bilden. In der einen Endlage des Spannringes 10, die der entspannten Öffnungsstellung des Maschinenschraubstockes entspricht, liegt der Anschlagbolzen 16 an der Anschlagfläche 17b an. Die andere Endlage des zweiten Spannringes 10 wird durch die Anschlagfläche 17a bestimmt, an welcher der Anschlagbolzen 16 in Spannstellung des Maschinenschraubstockes anliegt. Beim Verschwenken des zweiten Spannringes 10 aus der Öffnungsstellung in die Spannstellung werden die in den Spannring 10 eingreifenden Enden der Spannbolzen 11 mitgenommen, so daß sich der Winkel µ zwischen den Spannbolzenachsen a und der Spannhülsenachse A verkleinert und kurz vor Erreichen der Spannstellung 0° wird. Die Anschlagfläche 17a ist so angeordnet, daß die Spannbolzen 11 in Spannstellung des Spannringes 10 stets geringfügig über ihre parallele Lage zur Spannhülsenachse A, d.h. über ihre Totpunktlage hinaus, bewegt sind, wodurch eine sichere Verriegelung des Kraftverstärkers erreicht wird.

[0012] Auf dem aus der Schraubspindel herausragenden Ende 13b der Zugstange 13 ist eine Büchse 18 angeordnet, die mittels eines Querstiftes 19 zugfest und drehfest mit dem Ende 13b verbunden ist. Der Querstift 19 durchdringt die Büchse 18 und das Zugstangenende 13b und ist mittels einer gefederten Rastkugel 20 gehalten. Auf diese Weise kann die Büchse durch Herausziehen des Querstiftes 19 von der Zugstange 13 im Bedarfsfalle leicht gelöst werden. An dem Querstift 19 greift außerdem der Betätigungshebel 15 an. Auf der Büchse 18 ist eine Stellhülse 21 mittels eines Feingewindes 22 axial verstellbar. Mit dieser Stellhülse 21 kann die Vorspannkraft mehrerer Tellerfedern 23 eingestellt werden. Die Tellerfedern 23 wirken in Spannstellung über ein Axiallager 24 auf den Boden 25a eines hohlen Handgriffes 25 ein. Der Boden 25a ist mit dem der festen Spannbacke 2 gegenüberliegenden Ende 14a der Schraubspindel 14 verbunden. Der hohle Handgriff umschließt das Axiallager 24, die Tellerfedern 23 und einen Teil der Stellhülse 21. Mittels des Handgriffes 25 kann die Spindel 14 gedreht und damit die bewegliche Backe 3 gegenüber der festen Backe 2 verstellt werden. Durch Verdrehung der Stellhülse 21 gegenüber der Büchse 18 läßt sich die Kraft des Tellerfederpaketes 23 und damit die mit dem Maschinenschraubstock erreichbare Spannkraft einstellen.

[0013] Da die von den Tellerfedern 23 erzeugte Vorspannkraft verhältnismäßig groß ist, würde sie trotz des Axiallagers 24 die Drehung der Schraubspindel 14 zur Grobeinstellung der Backe 3 behindern. Aus diesem Grund weist die Büchse 18 angrenzend an ihren die Tellerfeder tragenden Teil 18a eine Ringschulter 26 auf, an welcher sich ein Absatz 27 anschließt, auf dem das Axiallager 24 angeordnet ist. Der Durchmesser des Absatzes 27 ist größer als der die Tellerfedern tragende Teil 18a. Anschließend an den Absatz 27 ist ein Flansch 28 vorgesehen, der in einer Ausnehmung des Boden 25a axial verschiebbar ist. Der axiale Abstand zwischen der Ringschulter 26 und dem Flansch 28 ist gleich oder etwas größer als die axiale Breite des Axiallagers 24. Auf diese Weise liegen die Tellerfedern 23 in entspannter Stellung des Maschinenschraubstockes nicht oder nur mit sehr geringer Kraft an dem Axiallager 24 an und behindern damit die Drehung der Schraubspindel 14 in keiner Weise. Zwischen dem der feststehenden Backe 2 zugewandten Ende 14b der Schraubspindel 14 und dem Kopfteil 1a des Schraubstockkörpers 1 ist eine Druckfeder 30 angeordnet, welche die Zugstange 13 konzentrisch umgibt. Diese Druckfeder 30 drückt die Hohlspindel 14 nach rechts in Öffnungsstellung des Maschinenschraubstockes und sorgt außerdem dafür, daß die Spannbolzen 11 während des Zustellhubes in ihrer gegenüber der Spannhülsenachse A schrägen Stellung verbleiben.

[0014] Damit der Betätigungshebel 15 beim Spannen und Öffnen des Maschinenschraubstockes sich immer innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches bewegt, was für eine Schnellspannung von wesentlicher Bedeutung ist, ist die Drehbewegung der Spannhülse 6 gegenüber dem Gehäuse 2 in Öffnungsrichtung durch einen zweiten Anschlagbolzen 31 und eine mit ihm zusammenwirkende Anschlagfläche 32a begrenzt, die eine Endfläche einer in der Spannhülse 6 vorgesehenen Aussparung 32 ist. Der Anschlagbolzen 31 ist in einer halbzylindrischen Ausnehmung des Gehäuses 5 fixiert. Eine zusätzliche Verdrehfeder 34 zwischen den beiden Spannringen 9, 10 sorgt zusammen mit den Anschlagbolzen 16, 31 und den Anschlagflächen 17b und 32a für eine definierte Ausgangslage des Betätigungshebels 15 vor jedem Spannvorgang.

[0015] Das Gehäuse 5 ist mittels eines Deckels 33 dicht abgeschlossen und mit Öl oder Fett gefüllt, so daß in ihm enthaltene Teile der Spanneinrichtung und des Kraftverstärkers auch bei extremen Einsatzbedingungen unempfindlich und langlebig sind.

[0016] Die Wirkungsweise ist folgende:

[0017] Zur Grobeinstellung der Spannweite des Maschinenschraubstockes wird die Hohlspindel 14 mittels des Handgriffes 25 gedreht. Durch ihr in die Spindelmutter 3a der beweglichen Backe 3 eingreifendes Gewinde wird die bewegliche Backe verschoben. Die Spannweite des Maschinenschraubstockes läßt sich somit stufenlos einstellen. In der Praxis wird die Spannweite ca. 2 mm größer als die zu spannende Abmessung des Werkstückes eingestellt, damit dieses ungehindert in den Maschinenschraubstock eingelegt werden kann.

[0018] Das Ein- und Ausspannen (Schnellspannen) des Werkstückes erfolgt dann mittels des separaten Betätigungshebels 15. In Öffnungsstellung des Maschinenschraubstockes ist die Spannhülse gemäß Figur 3 so weit nach rechts verdreht, daß die Anschlagfläche 32a an dem Anschlagbolzen 31 anliegt. Außerdem ist der zweite Spannring 10 so weit nach rechts verdreht, daß der Anschlagbolzen 16 an der Anschlagfläche 17b anliegt. Der Betätigungshebel nimmt dann die in Figur 3 strichpunktiert dargestellte Lage ein. Durch Schwenken des Betätigungshebels 15 gemäß Figur 3 nach links entgegen dem Uhrzeigersinn wird die Zugstange 13 und damit auch der zweite Spannring 10 gedreht. Unter Wirkung der Druckfeder 30 sowie der Drehfeder 34 verbleiben die Spannbolzen 11 zunächst in ihrer gegenüber der Spannhülsenachse A schrägen Lage. Bei der anfänglichen Drehung des zweiten Spannringes 10 wird damit auch der erste Spannring 9 in der gleichen Drehrichtung mitgenommen. Da dieser drehfest mit der Spannhülse 6 verbunden ist, wird zunächst auch die Spannhülse 6 in der gleichen Drehrichtung gedreht. Durch das Zusammenwirken des Außengewindes 7 mit dem Muttergewinde 8 bewegt sich die Spannhülse 6 gemäß Figur 1 nach links. Über den ersten Spannring 9 und die Spannbolzen 11 wird auch der zweite Spannring 10 nach links verschoben und nimmt über die Zugstange 13, die Büchse 18, die Tellerfedern 23, das Axiallager 24 und dem Boden 25a die Schraubspindel 14 mit, die ihrerseits die bewegliche Backe 3 in Anlage an das Werkstück bewegt. Den Weg, den dabei die bewegliche Backe 3 von ihrer Öffnungsstellung bis zur Anlage am Werkstück zurücklegt, bezeichnet man als Zustellhub. Beträgt dieser Zustellhub beispielsweise 2 mm, so muß hierfür gemäß Figur 3 der Betätigungshebel 15 um einen Winkel β von 72° verschwenkt werden.

[0019] Sobald die Backe 3 am Werkstück anliegt, steigt das Drehmoment an und eine weitere Drehung der Spannhülse 6 wird durch die Gewinde 7, 8 blockiert. Es kann sich damit auch der erste Spannring 9 nicht weiterdrehen. Jetzt erfolgt der eigentliche Spannhub. Bei Weiterdrehung des zweiten Spannringes 10 gemäß Figur 3 nach links, werden die Spannbolzen 11 aufgerichtet, d.h. der Winkel u gegenüber der Spannhülsenachse A nimmt ab. Durch dieses Aufrichten der Spannbolzen 11 vergrößert sich der Abstand zwischen den beiden Spannringen 9, 10. Die Drehung des zweiten Spannringes 10 wird so weit fortgesetzt, bis die Achsen a der Spannbolzen 11 über ihre parallel zur Spannhülsenachse A verlaufende Totpunktlage hinaus um etwa 3° entgegengesetzt zu ihrer Ausgangsstellung gegenüber der Spannhülsenachse A geneigt sind. In dieser Spannstellung liegt dann der Anschlagbolzen 16 an der Anschlagfläche 17a der Spannhülse 6 an. Hiermit ist eine stabile Spannstellung erreicht. Durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Spannringen 9, 10 während des Spannhubes um etwa 0,44 mm wird der zweite Spannring 10 noch etwas mehr nach links verschoben und verschiebt damit auch die Zugstange 13 um den gleichen Betrag nach links. Hierdurch drücken die Tellerfedern 23 mit ihrer voreingestellten Spannkraft über das Axiallager 24 auf den Boden 25a und damit auf die Schraubspindel 14. Diese drückt damit die bewegliche Backe 3 mit der voreingestellten Spannkraft an das Werkstück an. Bei einem eventuellen Machgeben des Werkstückes bleibt die Spannkraft dank der Elastizität der Tellerfedern 23 erhalten, wenngleich sie etwas absinkt.

[0020] Das Entspannen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, indem der Betätigungshebel 15 gemäß Figur 3 in entgegengesetzter Drehrichtung nach rechts verschwenkt wird. Hierbei dreht sich der zweite Spannring 10 ebenfalls nach rechts bis der Anschlagbolzen 16 an der Anschlagfläche 17b zur Anlage kommt, wodurch sichergestellt ist, daß die Spannbolzen 11 nicht über die vorgesehene Schrägstellung von 10° gegenüber der Spannhülsenachse A gekippt werden. Die Druckfeder 30 hält den zweiten Spannring 10 in ständiger Anlage an den Spannbolzen 11 und bewirkt außerdem, daß die Schraubspindel 14 nach rechts in Öffnungsstellung bewegt wird. Sobald der Anschlagbolzen 16 an dem Anschlag 17b anliegt, wird die Spannhülse 6 gemäß Figur 3 im Uhrzeigersinn gedreht, so lange, bis ihre Anschlagfläche 32a an dem Anschlagbolzen 31 zur Anlage kommt. Damit nimmt der Betätigungshebel 15 wieder seine in Figur 3 strichpunktiert dargestellte Lage ein. Durch die Verdrehung der Spannhülse 6 gegenüber dem Gehäuse 5 bewegt sich die Spannhülse gemäß Figur 1 nach rechts und die Schraubspindel 14 kann unter Wirkung der Druckfeder 30 folgen. Die bewegliche Backe 3 wird hiermit vollständig in ihre Öffnungsstellung bewegt.

[0021] Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann durch Herausziehen des Querstiftes 19 die Büchse 18 von der Zugstange 13 gelöst werden, ohne daß die mittels der Stellhülse 21 eingestellte Vorspannung der Tellerfedern 12 beeinflußt wird. Nach dem Lösen der Büchse 18 kann man die Schraubspindel 14 zusammen mit der beweglichen Backe 3 aus dem Führungsteil 1b zu Reinigungs- und sonstigen Zwecken, beispielsweise auch zum Aufspannen des Schraubstockes, leicht entfernen.

[0022] Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich nur in der Verbindung der Stellhülse 21 mit der Zugstange 13. Es sind in Figur 2 für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet, so daß sich eine nochmalige Beschreibung dieser Teile erübrigt. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stellhülse 21, die Tellerfedern 23 und das Axiallager 24 auf dem Ende 13b der Zugstange 13 unmittelbar angeordnet. Die Stellhülse 21 ist mittels eines Feingewindes 22 gegenüber der Zugstange 13 einstellbar. Die Zugstange weist angrenzend an ihren die Tellerfedern 23 tragenden Teil 35 eine Ringschulter 36 auf, an welcher sich die Tellerfedern abstützen, solange der Kraftverstärker noch nicht aus seiner Öffnungsstellung in seine Spannstellung gebracht wird. Anschließend an die Ringschulter 36 weist die Zugstange 13 einen im Durchmesser gegenüber dem tragenden Teil 35 größeren Abschnitt auf, auf welchem das Axiallager 24 angeordnet ist. Der axiale Abstand der Ringschulter 36 vom Boden 25a des Handgriffs 25 ist bei entspanntem Kraftverstärker gleich oder etwas größer als die axiale Breite des Axiallagers. Hierdurch wird, wie beim vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, erreicht, daß bei entspanntem Kraftverstärker die starke Federkraft der Tellerfeder 23 von dem Axiallager 24 ferngehalten wird und damit die Schraubspindel 14 mittels des Handgriffes 25 zur Grobeinstellung der Backe 3 leicht gedreht werden kann.

[0023] Wenn die Spannvorrichtung allgemein als Spannvorrichtung mit vorbestimmter Spannweite im Sinne von Anspruch 1 konzipiert wird, dann entfällt die hohle Schraubspindel 14. In diesem Fall liegt dann die Büchse 18 mit ihrem Flansch 28 unmittelbar an der beweglichen Backe 3 an.

[0024] Beim Schnellspannen von Werkstücken sollte der Drehwinkel β1 des Betätigungshebels 15 kleiner sein als 200°, vorzugsweise kleiner als 150°. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen Maschinenschraubstock gewährleistet. Durch einen Drehwinkel β von 144 ° läßt sich nämlich ein Zustellhub von 4 mm erreichen. An diesen Drehwinkel β schließt sich dann noch der Winkel α von 22° an, der zur Ausführung des Spannhubes erforderlich ist.

Ansprüche

1. Spannvorrichtung mit Kraftverstärker, insbesondere Maschinenschraubstock, mit einem Spann-Vorrichtungskörper (1), einer daran angeordneten, feststehenden Backe (2) und einer ihr gegenüber beweglichen Backe (3), zu deren Verstellung eine vom Kraftverstärker beaufschlagbare Stange vorgesehen ist, mit einer den Kraftverstärker umschließenden, drehbaren Spannhülse (6), welche ein Außengewinde (7) aufweist und mit diesem in ein Muttergewinde (8) eines sie umgebenden stationären Gehäuses (5) eingreift und deren Drehbewegung gegenüber dem Gehäuse durch Anschlagflächen (17a,17b) begrenzt ist, mit einem in der Spannhülse drehfest angeordneten ersten Spannring (9), mit einem in der Spannhülse begrenzt drehbar angeordneten zweiten Spannring (10), welcher mittels eines Betätigungshebels (15) für den Kraftverstärker drehbar ist, mit mehreren zwischen den Spannringen angeordneten Spannbolzen (11), die in einer Endlage (Öffnungsstellung) des zweiten Spannringes in spitzem Winkel zur Spannhülsenachse geneigt und in der anderen Endlage (Spannstellung) des zweiten Spannringes annähernd parallel zur Spannhülsenachse angeordnet sind, mit einer auf den zweiten Spannring in Richtung auf den ersten Spannring einwirkenden Druckfeder (34) und mit einem Axiallager (24) sowie mehreren im Bereich eines Handgriffs angeordneten Tellerfedern (23), deren Vorspannung durch eine Stellhülse (21) einstellbar ist, die mittels des Kraftverstärkers weiter spannbar sind und in Spannstellung des zweiten Spannringes auf die Stange einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Gehäuse (5) in dem Spann-Vorrichtungskörper (1, 1a) unter der festen Backe (2) angeordnet ist oder in dem unter der festen Backe (2) befindlichen Bereich ausgebildet ist, daß der zweite Spannring (10) mit dem einen Ende (13a) der sich durch den ersten Spannring (9) und die bewegliche Backe (3) erstreckenden und als Zugstange (13) ausgebildeten Stange fest verbunden ist, mit deren anderem, aus der beweglichen Spannbacke herausgeführten Ende (13b) die Stellhülse (21) verbunden und der Betätigungshebel (15) verbindbar ist, und daß die Tellerfedern (23) sich unter Zwischenschaltung des Axiallagers (24) an der der festen Backe (2) abgewandten Seite der beweglichen Backe (3) abstützen.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (13) von einer mittels eines hohlen Handgriffes (25) drehbaren, hohlen Schraubspindel (14) umgeben ist, die in der beweglichen Backe (3) verschraubbar ist und daß die Tellerfedern (23) und zumindest ein Teil der Stellhülse (21) in dem Handgriff (25) angeordnet sind und sich unter Zwischenschaltung des Axiallagers (24) an dem Ende der Schraubspindel (14), oder einem mit diesem Ende (14a) verbundenen Boden (25a) des Handgriffes (25) abstützen.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellhülse (21), die Tellerfedern (23) und das Axiallager (24) auf einer zugfest mit der Zugstange (13) verbundenen Büchse (18) angeordnet sind und daß die Stellhülse (21) mittels eines Feingewindes (22) gegenüber der Büchse (18) axial verstellbar ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (18) mittels eines sie und die Zugstange (13) durchdringenden Querstiftes (19) lösbar mit der Zugstange verbunden ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (18) angrenzend an ihren die Tellerfedern (23) tragenden Teil (18a) eine Ringschulter (26), an welcher sich die Tellerfedern abstützen, und daran anschließend einen im Durchmesser gegenüber dem tragenden Teil (18a) größeren Absatz (27) aufweist, auf welchem das Axiallager (24) angeordnet ist und daß anschließend an diesen Absatz (27) ein Flansch (28) vorgesehen ist, der in einer Ausnehmung (29) der beweglichen Backe (3) bzw. des Bodens (25a) des Handgriffes (25) verschiebbar ist, wobei der axiale Abstand zwischen Ringschulter (26) und Flansch (28) gleich oder etwas größer ist als die axiale Breite des Axiallagers (24).

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellhülse (21), die Tellerfedern (23) und das Axiallager (24) auf der Zugstange (13) selbst angeordnet sind und daß die Stellhülse (21) mittels eines Feingewindes (22) gegenüber der Zugstange (13) einstellbar ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (13) angrenzend an ihren die Tellerfedern (23) tragenden Teil (35) eine Ringschulter (36), an welcher sich die Tellerfedern (23) abstützen, und daran anschließend einen im Durchmesser gegenüber dem tragenden Teil (35) größeren Abschnitt (37) aufweist, auf welchem das Axiallager (24) angeordnet ist, wobei der axiale Abstand der Ringschulter (36) vom Boden (25a) des Handgriffes (25) bei entspanntem Kraftverstärker (9, 10, 11) gleich oder etwas größer ist als die axiale Breite des Axiallagers (24).

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (30) die Zugstange (13) umgibt und zwischen dem der feststehenden Backe (2) zugewandten Ende (14b) der Schraubspindel (14) und dem den Kraftverstärker umgebenden Teil (1a) des Spannvorrichtungskörpers (1) bzw. dem Gehäuse (5) angeordnet ist.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (7) an der Spannhülse (6) ein Grobgewinde ist.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (7) einen Nenndurchmesser von mindestens 44 mm bei einer Steigung (Ganghöhe) von mindestens 8 mm aufweist.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (7) ein Trapezgewinde Tr 50 x 10 (mm) ist.

12. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel (α) des zweiten Spannringes (10) gegenüber der Spannhülse (6) durch Anschläge (16, 17a, 17b) so begrenzt ist, daß die Spannbolzen (11) in Spannstellung des zweiten Spannringes (10) stets geringfügig über ihre parallele Lage (Totpunktlage) zur Spannhülsenachse (A) hinaus bewegt sind.

13. Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel (α) des zweiten Spannringes (10) gegenüber der Spannhülse (6) kleiner ist als 25°.

14. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Drehwinkel (β1) des Betätigungshebels (15) gegenüber dem Gehäuse (5) kleiner ist als etwa 150°.

Claims

1. Chucking device with power assist, more especially a machine tool chuck, with a chuck body (1), with a fixed jaw (2) disposed thereon, and with a jaw (3) movable relative to the latter, for the displacement of which there is provided a rod which may be acted upon by the power assist, and with a rotatable clamp sleeve (6), having an external thread (7) and surrounding the power assist, said clamp sleeve (6) engaging with said external thread (7) in a nut tapping (8) of a stationary casing (5) surrounding it, the rotation of which relative to the casing being limited by stop surfaces (17a, 17b), with a clamp ring (9) non-rotarily disposed in the clamp sleeve, and with a second clamp ring (10), which is disposed with limited rotation in the clamp sleeve, said second clamp ring (10) being rotatable by means of an actuating lever (15) for the power assist, with a plurality of clamp bolts (11), disposed between the clamp rings, and which, in one end position (open position) of the second clamp ring, are inclined at an acute angle to the axis of the clamp sleeve, and in the other end position (clamped position) of the second clamp ring, are disposed approximately parallel to the axis of the clamp sleeve, with a pressure spring (34) acting on the first clamp ring in the direction of the second clamp ring, and with an axial bearing (24), and with a plurality of disc springs (23) disposed in the region of a handle, the initial tension of said disc springs (23) being adjustable by means of an adjusting sleeve (21), said disc springs (23) being further tensionable by the power assist and, in the tensioned position on the second clamp ring, acting on the rod, characterised in that the stationary casing (5) is disposed in the chuck body (1, 1a) beneath the fixed jaw (2), or is formed in the region located beneath the fixed jaw (2), in that the second clamp ring (10) is securely connected to one end (13a) of the rod, extending through the first clamp ring (9) and the movable jaw (3) and designed as a draw rod (13), the adjusting sleeve (21) is connected with its other end (13b) projecting out of the movable clamp jaw, and the actuating lever (15) is connectable thereto, and in that the disc springs (23) are supported, with interposition of the axial bearing (24), on the side of the movable jaw (3) facing away from the fixed jaw (2).

2. Chucking device according to claim 1, characterised in that the draw rod (13) is surrounded by a hollow screw spindle (14) which is rotatable by means of a hollow handle (25), and which may be screwed into the movable jaw (3), and in that the disc springs (23) and at least a portion of the adjusting sleeve (21) are disposed in the handle (25), and are supported, with interposition of the axial bearing (24), on the side of the movable jaw (3) facing away from the fixed jaw (2).

3. Chucking device according to Claim 1 or 2, characterised in that the adjusting sleeve (21), the disc springs (23) and the axial bearing (24) are disposed on a bush (18) connected in a tension-proof manner to the draw rod (13), and in that the adjusting sleeve (21) is adjustable axially relative to the bush (18) by means of a fine thread (22).

4. Chucking device according to claim 3, characterised in that the bush (18) is detachably connected to the draw rod by means of a transverse pin (19) passing through said bush (18) and the draw rod (13).

5. Chucking device according to claim 3 or 4, characterised in that the bush (18) has, adjacent to its portion (18a) supporting the disc springs (23), an annular shoulder (26) upon which the disc springs are supported, and continuous therefrom an extension (27) whose diameter is larger than that of the supporting portion (18a), upon which the axial bearing (24) is disposed, and in that continuing from this extension (27) there is provided a flange (28), which is displaceable in a recess (29) of the movable jaw (3) or of the base (25a) of the handle (25), the axial distance between annular shoulder (26) and flange (28) being equal to, or slightly greater than, the axial width of the axial bearing (24).

6. Chucking device according to Claim 1 or 2, characterised in that the adjusting sleeve (21), the disc springs (23) and the axial bearing (24) are disposed on the draw rod (13) itself, and in that the adjusting sleeve (21) is adjustable relative to the draw rod (13) by means of a fine thread (22).

7. Chucking device according to claim 6, characterised in that the draw rod (13) has, adjacent to its portion (35) supporting the disc springs (23), an annular shoulder (36), upon which the disc springs (23) are supported, and continuing therefrom a portion (37) with a diameter larger than that of the supporting portion (35), and on which the axial bearing (24) is disposed, the axial distance of the annular shoulder (36) from the base (25a) of the handle (25) when the power assist is inactive, being slightly greater than the axial width of the axial bearing (24).

8. Chucking device according to claim 2, characterised in that the pressure spring (30) surrounds the draw rod (13), and is disposed between the end (14b) of the screw spindle ((14) facing the fixed jaw (2) and the portion (1a) of the chuck body (1) surrounding the power assist, or the casing (5).

9. Chucking device according to claim 1, characterised in that the external thread (7) on the clamp sleeve (6) is a coarse thread.

10. Chucking device according to claim 9, characterised in that the external thread (7) has a nominal diameter of at least 44 mm with a pitch (lead) of at least 8 mm.

11. Chucking device according to claim 10, characterised in that the external thread (7) is a trapezoidal thread Tr 50 x 10 (mm).

12. Chucking device according to claim 1, characterised in that the rotary angle (α) of the second clamp ring (10) is restricted relative to the clamp sleeve (6) by stop means (16, 17a, 17b) in such a way that the clamp bolts (11), in the clamped position of the second clamp ring (10) are always moved beyond their parallel position (dead-centre position) relative to the axis (A) of the clamp sleeve.

13. Chucking device according to claim 12, characterised in that the rotary angle (α) of the second clamp ring (10) relative to the clamp sleeve (6) is smaller than 25°.

14. Chucking device according to one of claims 1 to 13, characterised in that the maximum rotary angle (β1) of the actuating lever (15) relative to the casing (5) is smaller than approximately 150 °.

Revendications

1. Dispositif de serrage avec amplificateur de force, en particulier étau de machine, avec un corps de dispositif de serrage (1), une mâchoire fixe (2) disposée sur ce corps et une mâchoire (3) mobile par rapport à la mâchoire fixe, une tige pouvant être sollicitée par l'amplificateur de force étant prévue pour le déplacement de la mâchoire mobile, avec une douille de serrage rotative (6), qui entoure l'amplificateur de force, présente un filetage extérieur (7) par lequel elle agit dans un filetage femelle (8) d'un boîtier stationnaire (5) qui l'entoure, et dont le mouvement de rotation par rapport au boîtier est limité par des faces de butée (17a, 17b), avec une première bague de serrage (9) disposée en fixité de rotation dans la douille de serrage, avec une seconde bague de serrage (10), qui est disposée avec une possibilité de rotation limitée dans la douille de serrage et peut être tournée au moyen d'un levier d'actionnement (15) pour l'amplificateur de force, avec plusieurs goujons de serrage (11), disposés entre les bagues de serrage, qui sont disposés en étant inclinés sous un angle aigu par rapport à l'axe de la douille de serrage dans une position finale (position d'ouverture) de la seconde bague de serrage et en étant approximativement parallèles à l'axe de la douille de serrage dans l'autre position finale (position de serrage) de la seconde bague de serrage, avec un ressort de pression (34) agissant sur la seconde bague de serrage en direction de la première bague de serrage, et avec un palier axial (24) ainsi que plusieurs rondelles-ressorts (23) disposées dans la région d'une poignée, dont la précontrainte peut être réglée par une douille de réglage (21), qui peuvent être plus tendues au moyen de l'amplificateur de force et qui agissent sur la tige dans la position de serrage de la seconde bague de serrage, caractérisé en ce que le boîtier stationnaire (5) est disposé en dessous de la mâchoire fixe (2) dans le corps de dispositif de serrage (1, 1a) ou est configuré dans la région située en dessous de la mâchoire fixe (2), en ce que la seconde bague de serrage (10) est rigidement assemblée à une première extrémité (13a) de la tige s'étendant à travers la première bague de serrage (9) et la mâchoire mobile (3) et conçue comme tige de traction (13), à l'autre extrémité (13b) de laquelle, sortant de la mâchoire de serrage mobile, est reliée la douille de réglage (21) et peut être relié le levier d'actionnement (15), et en ce que les rondelles-ressorts (23) s'appuient, avec intercalation du palier axial (24), contre le côté de la mâchoire mobile (3) qui est éloigné de la mâchoire fixe (2).

2. Dispositif de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de traction (13) est entourée d'une broche filetée creuse (14) qui peut être tournée au moyen d'une poignée creuse (25) et vissée dans la mâchoire mobile (3), et en ce que les rondelles-ressorts (23), et au moins une partie de la douille de réglage (21), sont disposées dans la poignée (25) et s'appuient, avec intercalation du palier axial (24), contre l'extrémité de la broche filetée (14) ou contre un fond (25a) de la poignée (25) assemblé à cette extrémité (14a).

3. Dispositif de serrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la douille de réglage (21), les rondelles-ressorts (23) et le palier axial (24) sont disposés sur un coussinet (18) assemblé à la tige de traction (13) de manière résistante à la traction, et en ce que la douille de réglage (21) peut être déplacée axialement par rapport au coussinet (18) au moyen d'un filetage à pas fin (22).

4. Dispositif de serrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le coussinet (18) est assemblé de façon amovible à la tige de traction au moyen d'une goupille transversale (19), qui traverse ledit coussinet (18) et la tige de traction (13).

5. Dispositif de serrage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le coussinet (18) présente, contigument à sa partie (18a) portant les rondelles-ressorts (23), un épaulement annulaire (26) contre lequel s'appuient les rondelles-ressorts et, en raccordement à cet épaulement, un gradin (27) de diamètre supérieur à celui de la partie porteuse (18a) et sur lequel est disposé le palier axial (24), et en ce qu'il est prévu, en raccordement à ce gradin (27), un collet (28) qui peut être coulissé dans un évidement (29) de la mâchoire mobile (3) ou du fond (25a) de la poignée (25), la distance axiale entre l'épaulement annulaire (26) et le collet (28) étant égale ou légèrement supérieure à la largeur axiale du palier axial (24).

6. Dispositif de serrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la douille de réglage (21), les rondelles-ressorts (23) et le palier axial (24) sont disposés sur la tige de traction (13) elle-même, et en ce que la douille de réglage (21) peut être réglée par rapport à la tige de traction (13) au moyen d'un filetage à pas fin (22).

7. Dispositif de serrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tige de traction (13) présente, contigument à sa partie (35) portant les rondelles-ressorts (23), un épaulement annulaire (36) contre lequel s'appuient les rondelles-ressorts (23) et, en raccordement à cet épaulement, une partie (37) de diamètre supérieur à celui de la partie porteuse (35) et sur laquelle est disposé le palier axial (24), la distance axiale entre l'épaulement annulaire (36) et le fond (25a) de la poignée (25) étant, lorsque l'amplificateur de force (9, 10, 11) est détendu, égale ou légèrement supérieure à la largeur axiale du palier axial (24).

8. Dispositif de serrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort de pression (30) entoure la tige de traction (13) et est disposé entre l'extrémité (14b) de la broche filetée (14) qui est tournée vers la mâchoire fixe (2), et le boîtier (5) ou encore la partie (la) du corps de dispositif de serrage (1) qui entoure l'amplificateur de force.

9. Dispositif de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filetage extérieur (7) de la douille de serrage (6) est un filetage à pas gros.

10. Dispositif de serrage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le filetage extérieur (7) présente un diamètre nominal d'au moins 44 mm pour un pas d'au moins 8 mm.

11. Dispositif de serrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le filetage extérieur (7) est un filetage trapézoïdal Tr 50 x 10 (mm).

12. Dispositif de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de rotation (α) de la seconde bague de serrage (10) par rapport à la douille de serrage (6) est limité, par des butées (16, 17a, 17b), de telle sorte que les goujons de serrage (11) sont, dans la position de serrage de la seconde bague de serrage (10), constamment déplacés légèrement au-delà de leur position parallèle à l'axe (A) de la douille de serrage (position de point mort).

13. Dispositif de serrage selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'angle de rotation (α) de la seconde bague de serrage (10) par rapport à la douille de serrage (6) est inférieur à 25°.

14. Dispositif de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'angle de rotation maximal (β1) du levier d'actionnement (15) par rapport au boîtier (5) est inférieur à environ 150°.

Zeichnung