DE1022977B - Parallelschraubstock - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Parallelschraubstock, bei dem den beiden relativ zueinander und auch in vertikaler Richtung beweglichen Spannbacken Wälzgelenke zugeordnet sind, die beim Einspannen des Werkstückes die Spannkraft auf die Spannbacken und damit auf das Werkstück teilweise im Sinne eines Abwärtsziehens des letzteren gegen das Schraubstockbett übertragen.

Bei den bekannten derartigen Schraubstöcken sind diese Wälzgelenke in der Regel nach Art von Schneidenlagern bzw. Kippgelenken ausgebildet, die im wesentlichen aus entsprechend profilierten Kippkörpern (Kippleisten) bestehen, die zwischen den Backenkörpern bzw. an diesen vorgesehenen Formbacken (Stützbacken) und den Spannbacken bzw. deren Trägern mittels Schneiden gelagert sind. Um dabei den erwünschten Richtungswechsel der Resultierenden aus Horizontalspannkraft und Vertikalzugkraft von möglichst steiler Abwärts richtung am Beginn des Einspannens zu einer der Horizontalen sich nähernden Richtung gegen das Ende des Einspannens zu erreichen, sind an den Kippkörpern zusätzliche Kippkanten vorgesehen, die nach einer bestimmten Schwenkung derselben an Stelle einer der Lagerschneiden zur Wirkung kommen und auf diese Weise eine Änderung der Übertragungsrichtung herbeiführen.

Abgesehen davon, daß die Herstellung dieser Kippkörper und der mit diesen zusammenwirkenden Gegenorgane .(Lagerorgane) ziemlich schwierig und teuer ist. da die Wahl des geeigneten Werkstoffes und die sorgfältige Härtung der stark belasteten Kippkanten zwecks Vermeidung von Brüchen die größte Aufmerksamkeit erfordern, ergibt sich auch noch der Nachteil, daß der vorerwähnte Richtungswechsel sich sprunghaft vollzieht, wodurch unter Umständen die einwandfreie Tiefspannung in Frage gestellt sein kann.

Alan hat zwar schon versucht, der heiklen Frage der Werkstoffwahl und der Härtung dadurch auszuweichen, daß man an Stelle der vorgenannten Kippkörper mit Kantenlagerung zylindrische Schwenkzapfen mit an diesen entsprechend angeordneten Stütz- bzw. Druckflächen verwendet hat, was aber den Nachteil ergibt, daß hierdurch die Reibung in den Gelenken beträchtlich erhöht ist.

Die Erfindung vermeidet nun diese Nachteile dadurch, daß gemäß ihrem Hauptkennzeichen die Wälzgelenke durch je zwei kontinuierlich konkav gekrümmte Abwälzbahnen und einen zwischen diesen angeordneten, auf beiden Bahnen ohne Gleiten abrollenden kontinuierlich konvex gekrümmten Abwälzkörper gebildet sind, wobei von den Abwälzbahnen die einen an den Spannbacken bzw. Spannbackenträgern, hingegen die anderen an dien Spindelzug aufnehmenden bzw. diesem entgegenwirkenden Bauteilen ausgebildet

Anmelder:

Ing. Bruno Friedrich

und Dipl.-Ing. Bernhard Friedrich, Wien

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr, Dipl.-Ing. H. Bohr,

München 5, Müllerstr, 31,

und Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 20. Mai 1953

Ing. Bruno Friedrich und Dipl.-Ing. Bernhard Friedrich,

Wien,
sind als Erfinder genannt worden

bzw. angeordnet sind. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß vorteilhafterweise die einander zugekehrten konkaven Abwälzbahnen zylindrisch gestaltet sind und der kraftschlüssig zwischen ihnen abgestützte Wälzkörper durch mindestens eine Zylinderwalze gebildet ist, wobei das Verhältnis der Krümmungsradien der Abwälzbahnen und der Zylinderwalze vorzugsweise 1,2 bis 2 beträgt.

Hier ergibt sich vor allem der Vorteil, daß alle die Abwärtsbewegung der Spannbacken vermittelnden Teile wälzend ohne jedes Gleiten arbeiten, so daß auch bei großen Spannkräften sich die Abnutzung und die Reibungswiderstände sehr niedrig halten. Außerdem hat man es in der Hand, das Verhältnis der Krümmungsradien und die Auegangslage (Ruhelage) der Abwälzbahnen derart zu wählen, daß die Resultierende aus Horizontalspannkraft und Vertikalzugkraft in der ersten Phase der Einspannung steil nach unten gerichtet ist und sich in den weiteren Phasen der Horizontalen nähert, ohne diese je zu erreichen, wobei sich im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen der Richtuingswechsel vollkommen kontinuierlich vollzieht.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Wälzgelenke bietet überdies noch den Vorteil, die Relativbewegung der Abwälzbahnen als Kreisbogenbahn zu erhalten, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, diese Relativbahn durch einen Exzenter nachzubilden, dessen

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Exzentrizität auf den Radius der Kreisbogen-Reiativbahn abgestimmt ist und so eine besonders einfache und genaue Parallelführung der Backe zu erreichen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert wird. Dabei zeigt

Abb. 1 den axialen Längsschnitt durch einen Schraubstock,

Abb. 2 einen Schnitt durch den feststehenden Backenkörper nach der Linie II-II in Abb. 4,

Abb. 3 in der linken Hälfte eine Stirnansicht des feststehenden Backenkörpers und in der rechten Hälfte

tung wirkende Feder 19 und andererseits durch die in horizontaler Richtung wirkende Feder 20 gehalten, welch letztere gegen den haubenförmigen Teil 12a des Backenkörpers unter Zwischenschaltung eines einstellbaren Anschlages 21 wirkt.

Am beweglichen Backenkörper 9 ist die Spannbacke 11 bzw. deren Träger 13, 13 ο unter Vermittlung einer Parallelführung gelagert, durch die die Spannbacke 11 nur zu sich selbst parallel verschoben werden kann. ίο Die Spannbacke 11 bzw. deren Träger 13, 13a wird durch zwei in vertikaler Richtung wirkende Federn 22 (Abb. 5) und durch eine in horizontaler Richtung wirkende Feder 23 in der Ausgangslage gehalten. Die Feder 23 übt ihre Wirkung auf den Backenträger 13 einen Querschnitt durch denselben nach der Linie 15 unter Zwischenschaltung eines Gelenkgliedes 24 aus, III-III der Abb. 1, so daß der Träger 13 ungehindert seine Parallelver-

Abb. 4 einen Querschnitt durch den feststehenden Schiebung ausführen kann. Die Bewegung der Backe Backenkörper nach der Linie IV-IV der Abb. 1 und 11 bzw. des ßackenträgers 13. 13a wird dabei nach der Abb. 5 einen Schnitt durch den verschiebbaren gegenüberliegenden Backe 10 hin durch eine oder Backenkörper, und zwar in der linken Hälfte nach der 20 mehrere Stellschrauben 25 begrenzt. Linie V-V der Abb. 1, hingegen in der rechten Hälfte Für das Abwärtsziehen des Werkstückes gegen die

nach der Linie VI-VI der Abb. 1; Oberkante 1 α des Schraubstockbettes sind beiden

Abb. 6 bis 9 veranschaulichen in vergrößerter Dar- Spannbacken Wälzgelenke zugeordnet, welche die von stellung die Stellung der Teile des Wälzgelenkes in der Schraubenspindel 4 ausgeübte Spannkraft auf die vier aufeinanderfolgenden Phasen des Einspannvor- 25 Spannbacken teilweise im Sinne einer Abwärtsbeweganges; gung derselben übertragen. Diese Wälzgelenke l>e-

stehen beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus je zwei mit ihren Konkavseiten einander zugewendeten, kontinuierlich gekrümmten Abwälzbahnen 30, 31 und 30 je einem zwischen diesen Abwälzbahnen angeordneten, auf beiden Bahnen ohne Gleiten abrollenden, gleichfalls kontinuierlich gekrümmten Abwälzkörper 32. Bei dem der Backe 10 zugeordneten Abwälzgelenk ist die Abwälzbahn 30 am Brückenteil 16, hingegen die Abseinem anderen Ende das Lager 3 für die Schrauben- 35 wälzbahn 31 am vorderen Ende des Stützkörpers 7 spindel 4 vorgesehen ist. Die Schraubstockspindel ist ausgebildet. Bei dem der Spannbacke 11 zugeordneten außerdem auch im festen Backenkörper 2 drehbar gelagert und dabei einen Endes durch die Kontermutter 5
gegen das Lager 3 und anderen Endes mittels der
Mutter 6 gegen einen im festen Backenkörper 2 par- 4°
allel zur Spindelachse verschiebbar geführten Stütz-

Abb. 10 zeigt im Längsschnitt einen sogenannten Unterzugschraubstock,

Abb. 11 einen Querschnitt nach der Linie XI-XI der Abb. 10 und

Abb. 12 einen Querschnitt nach der Linie XII-XII der Abb. 10.

1 ist das Schraubstockbett, an dessen einem Ende der Backenkörper 2 fest angeordnet ist, während an

körper 7 abgestützt (Abb. 2 und 3), der seinerseits unter dem Einfluß von Federn 8 steht, die den Stützkörper 7 und damit die Schraubenspindel im Sinne des Pfeiles p (Abb. 1) zu verschieben trachtet.

Die Schraubenspindel 4 greift in den beweglichen Backenkörper 9 ein, der im Schraubstockbett verschiebbar geführt ist.

Die eigentlichen Spannbacken 10,11 sind an be-

Wälzgelenk ist die Abwälzbahn 30 am Backenträger 13. hingegen die Abwälzbahn 31 am Backenkörper 9 bzw. einem Ansatz 9 a desselben ausgebildet.

Die Abwälzbahnen 30, 31 werden als Kreiszylinderflächen gestaltet, während der Abwälzkörper 32 die Form einer Zylinderwalze erhält. Das Verhältnis der zweckmäßig untereinander gleichen Krümmungsradien i'i, der Abwälzbahnen zum Krümmungsradius ;-_/; des Abwälzkörpers wird so gewählt, daß es vorzugsweise 1,2 bis 2 beträgt.

Abb. 6 zeigt die Ausgangslage des Wälzgelenkes. Beim Einspannen eines Werkstückes wird durch den Spindelzug auf die die Abwälzbahn 31 tragenden Bausonderen Backenträgern 12,13 angebracht, die mit 50 teile (Stützkörper 7 bzw. bewegter Backenkörper 9, haubenförmigen (schachteiförmigen) Ansätzen 12a 9a) eine Kraft in horizontaler Richtung ausgeübt, die bzw. 13 a versehen sind, welch letztere die oberen Teile unter dem Einfluß der Wälzkörper 32 auf die die der Backenkörper 2, 9 sowie die in diesen angeord- gegenüberliegende Abwälzbahn 30 tragenden Bauteile neten Führungseinrichtungen nach außen abschirmen. (Brückenteil 16 bzw. Backenträger 13) in veränderter Diese Abschirmung wird zweckmäßig noch durch die 55 Richtung übertragen wird, und zwar derart, daß in biegsamen Abschirmbleche 14 ergänzt. den aufeinanderfolgenden Phasen der Einspannung

Die am festen Backenkörper 2 vorgesehene Spann- die Resultierende R, welche sich aus der eigentlichen backe 10 (bzw. deren Träger 12) ist derart geführt, an den Spannbacken wirkenden horizontalen Eindaß sie lediglich eine vertikale Bewegung ausführen Spannkraft und der im Sinne des Abwärtszieheris kann. Zu diesem Zweck ist der Backenkörper 12 mit- 60 wirkenden Vertikalzugkraft zusammensetzt, von einer tels der Bolzen 15 mit einem Brückenteil 16 verbunden steilen Abwärtsrichtung stufenlos in eine Richtung

übergeht, die sich der Horizontalen nähert, ohne diese zu erreichen (Abb. 7 bis 9). Durch die Übertragung der Spannkraft von der Spannspindel 4 auf die Spanneinen Seite des Backenträgers 12 vorgesehene^ Walzen- 65 backen 10 und 11 mittels der Wälzgelenke erfahren oder Nadellager 17 und durch ein auf der gegenüber- also die Spannbacken beim Einspannen des Werkstückes eine Abwärtsbewegung, bis das Werkstück auf der Unterlage (Oberkante 1 α des Schraubstockl>ettes) fest aufsitzt und die mit dem Spanndruck wachsende

(Abb. 4), wobei zur Gewährleistung einer leichten Verschieblichkeit der Spannbacke der auf diese bzw. den Backenträger ausgeübte Spanndruck durch ein auf der

liegenden Seite des Brückenteiles 16 vorgesehenes Walzen- oder Nadellager 18 aufgefangen wird. Die Spannbacke 10 bzw. deren Träger 12 wird in der

Ausgangslage einerseits durch die in vertikaler Rieh- 70 Reibung zwischen dem Werkstück und den Spann-

backen ein weiteres Abwärtsbewegen derselben unmöglich macht.

Die beiden Abwälzbahnen eier Wälzgelenke werden sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung gegenseitig verschoben. Bei dem der Backe 10 zugeordneten Abwälzgelenk äußert sich die gegenseitige Vertikalverschiebung der Abwälzbahn in der Vertikalverschiebung des Brückenteiles 16 und damit der Backe 10. Die dabei auftretende gegenseitige Horizontalverschiebung der Abwälzbahn ist dadurch ermöglicht, daß sich bei wachsendem Spanndruck der Stützkörper 7 unter Überwindung der Gegenkraft der Feder 8 in den festen Backenkörper hineinschiebt. Damit weicht natürlich auch die Schraubenspindel 4 etwas zurück, d. h., es geht ein Teil des durch die Gewindeteile gegebenen Vorschubes für die Verschiebung des beweglichen Backenkörpers verloren, was sich aber im Einspannvorgang selbst in keiner Weise auswirkt.

Bei der Spannbacke 11 ergibt sich zufolge der Ausgestaltung der Abwälzbahnen als Kreiszylinderflächen eine besonders einfache Ausbildung der Parallelführung. Die Relativbewegung der beiden Abwälzbahnen vollzieht sich nämlich nach einem Kreisbogen, so daß die Parallelführung dadurch erhalten werden kann, daß man an eimer zweiten Stelle des Backenträgers für diesen eine Exzenterführung vorsieht, deren Exzentrizität auf den Radius der vorerwähnten Kreisbogenbahn abgestimmt ist. Diese Führung besteht aus einem unter Vermittlung eines Nadellagers 40 drehbar gelagerten Bolzen 41, der an seinen beiden Enden Exzenterzapfen 42 trägt, die unter Zwischenschaltung von Kugellagern 43 in entsprechende Bohrungen des Hauibenteiles 13 α des Backenträgers eingreifen. In den Abb. 6 bis 9 ist schematisch neben dem Wälzgelenk ein solcher Exzenter eingezeichnet.

Bei dem nach der Erfindung ausgebildeten Schraubstock wird der Abwärtszug durch einen auf reine Abwälzung beruhenden und somit praktisch abnutzungsfreien Mechanismus bewirkt. Ein weiterer besonderer Vorteil besteht dabei noch darin, daß zufolge der eifindungsgemäßen Ausbildung der Wälzgelenke eine Änderung der Abwärtszugkraft erzielt wird. In der ersten Phase des Spannvorganges ist nämlich die Resultierende aus Horizontalspanndruck und Vertikalzugkraft ziemlich steil abwärts gerichtet (Abb. 7), so daß zunächst nur das Spiel ausgeschaltet und das Werkstück mit mäßiger Kraft bis zur Auflage abwärts geführt wird. Da nun das bereits aufliegende Werkstück die resultierende Spannbackenkraft nicht durch Reibung aufnehmen kann, weil diese zu steil abwärts gerichtet ist, gleiten in der folgenden Phase die Spannbacken am Werkstück abwärts, wobei sich die Richtung der Resultierenden stufenlos der Horizontalen nähert, ohne diese je zu erreichen (Abb. 8 und 9').

Das Gleiten der Spannbacken findet sein Ende, wenn die Vertikalkomponente der Resultierenden durch die Reibung am Werkstück voll aufgenommen wird. Auf diese Weise wird in der letzten Phase ein sehr kräftiges Festspannen ohne Durchgleiten der abwärts ziehenden Backen ermöglicht.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wäre es auch möglich, die am Backenkörper 2 vorgesehene Spannbacke 10 ebenfalls mit einer Parallelführung, ähnlich wie bei der Backe 11, zu versehen. Die Parallelführung selbst könnte eventuell auch durch eine Kreuzparallelführung, KuI is senf uhr ung od. dgl. ersetzt werden. Auch die Ausbildung der Wälzgelenke selbst kanu verschiedene Abänderungen erfahren. So könnten z. B. zur Erzielung eines bestimmten Verlaufes der Kraftübertragung die Abwälzbahnen an Stelle von Kreiszylinderflächen auch nach anderen kontinuierlich gekrümmten Flächen gestaltet sein. Unter Umständen wäre es auch möglich, für die Umfangsform der Abwälzkörper von der Kreisform abzuweichen.

Gegebenenfalls könnten die Spannbacken samt den zugehörigen Wälzgelenken auch als in den Schraubstock einsetzbare bauliche Einheiten ausgebildet sein, wobei eine solche Einheit im wesentlichen die betreffende Spannbacke, das zugeordnete Wälzgelenk und eine Parallelführung umfaßt.

Schließlich ist es durchaus möglich, die erfindungsgemäß die Spannkraft von der Spannspindel auf die Spannbacken übertragenden Wälzgelenke auch bei Parallelschiraubstöcken anderer Type, z. B. auch bei sogenannten Unterzug - Schraubstöcken, anzuwenden (Abb. 10 bis 12).

Dabei sind wiederum mit 2 und 9 die beiden Backenkörper und mit 10 und 11 die beiden eigentlichen Spannbacken bezeichnet. Der Backenkörper 9, der mittels der als Spannspindel dienenden Schraubenspindel 4 gegen den in axialer Richtung unverschiebliehen Backenkörper 2 (Festbacke) bewegt werden kann, untergreift mit einem Fortsatz 9a die Festbacke und ist in dieser bzw. in einer Verlängerung 2 α derselben verschiebbar geführt. Sowohl die Schiebebacke 9 als auch die Festbacke 2 können im Schraubstockbett 1 eine Vertikalbewegung ausführen, wobei die Festbacke 2 z. B. unter Vermittlung eines Nadellagers 50 gegen eine feste Brücke 51 des Schraubstockbettes 1 abgestützt ist. Die Schraubenspindel ist unverschieblich in dem Lagerkörper 52 gelagert, der sich unter die beiden Backen 2 und 9 erstreckt und mit diesen zufolge der Umfassung durch die Festbacke 2 bzw. deren Verlängerung 2 a in vertikaler Richtung gekuppelt ist. Zwischen dem Lagerkörper 52 und dem Schraubstockbett 1 sind nun die erfindungsgemäßen Wälzgelenke angeordnet, wobei deren Abwälzbahnen 30 an Fortsätzen 52 a des Lagerkörpers 52 und deren Abwälzbahnen 31 an Fortsätzen 1 b des Schraubstockbettes 1 vorgesehen sind. Die Wälzkörper selbst sind wiederum mit 32 bezeichnet. Rückholfedern 53 bzw. 54 trachten die Backen 2, 9 bzw. den Lagerkörper 52 stets in die Ausgangslage zurückzubringen.

Beim Einspannen eines Werkstückes wirkt sich der Spindelzug auf den Lagerkörper 52 aus und sucht diesen im Sinne des Pfeiles P₁ zu verschieben. Diese Verschiebung wird durch die Wälzgelenke 30, 31, 32 im Sinne einer Abwärtsbewegung auf die mit dem Lagerkörper 52 in vertikaler Richtung gekuppelten Backen 2, 9 übertragen und dadurch ein Abwärtsspannen des zwischen den Backen eingespannten Werkstückes bewirkt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Parallelschraubstock, bei dem den beiden relativ zueinander und auch in vertikaler Richtung beweglichen Spannbacken Wälzgelenke zugeordnet sind, die beim Einspannen des Werkstückes die Spannkraft auf die Spannbacken und damit auf das Werkstück teilweise im Sinne eines Abwärtsziehens des Werkstückes gegen das Schraubstockbett übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzgelenke durch je zwei kontinuierlich konkav gekrümmte Abwälzbahnen (30, 31) und einen zwischen diesen angeordneten, auf beiden Bahnen ohne Gleiten abrollenden kontinuierlich konvex

gekrümmten Abwälzkörper (32) gebildet sind, wobei von den Abwälzbahnen die einen (30) an den Spannbacken bzw. Spannbackenträgern (12, 13, l>zw. 52 a), hingegen die anderen an den Spindelzug aufnehmenden bzw. diesem entgegenwirkenden Bauteilen (7, 9 a bzw. Ib) ausgebildet bzw. angeordnet sind.

2. Schraubstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten konkaven Abwälzbahnen (30, 31) zylindrisch gestaltet sind und der kraftschlüssig zwischen ihnen abgestützte Wälzkörper (32) durch mindestens eine Zylinderwalze gebildet ist, wobei das Verhältnis der Krümmungsradien der Abvvälzbahnen und der Zylinderwalze vorzugsweise 1,2 bis 2 beträgt.

3. Schraubstock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwälzbahnen (30, 31) in der Ausgangslage mit im wesentlichen horizontal liegenden oder gegen die Horizontale nur schwach geneigten, hingegen im weiteren Verlaufe des Einspannens mit allmählich gegen dieHorizontale stärker geneigten Flächenteilen gegen die zugehörigen Abwälzkörper (32) wirksam sind.

4. Schraubstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacke bzw. der Spannbackenträger (11 bzw. 13), und zwar vorzugsweise nur jene bzw. jener des verschiebbaren Backenkörpers (9, 9 a) an diesem in an sich bekannter Weise mittels einer Parallelführung gelagert ist, die eine durch die Bewegung des zugehörigen Wälzgelenkes (30, 31, 32) bestimmte Parallelverschiebung der Spannbacke bewirkt, wobei zweckmäßig für diese Parallelführung eine Exzenterführung (41, 42) vorgesehen ist, deren Exzentrizität auf die kreisbogenförmige Relativbahn des zugeordneten Wälzgelenkes (30, 31. 32i abgestimmt ist.

5. Schraubstock nach einem der Ansprüche 1 bis 3. in Ausbildung als sogenannter Unterzug-Schraubstock, bei welchem die durch die Schraubenspindel betätigte, horizontal verschiebbare Spannbacke (Schiebebacke) die horizontal unverschiebliche Backe (Festbacke) untergreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwälzbahnen (30, 31) der Wälzgelenke (30, 31, 32) einerseits am Schraubstockbett (1, 1 b) und andererseits an einem mit beiden Spannbackenträgern (2, 9) in vertikaler Richtung gekuppelten, sich unter beide Spannbacken erstreckenden Lagerkörpern (52, 52 n) für die Schraubenspindel (4) vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Xr. 425 019. 545 966.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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