DE1950721C - Spannwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannwerkzeug mit einem in Führungen an einem Träger hin- und hergehend gelagerten, von einem Antrieb betätisbaren Druckblock und einem über einen festen Drehzapfen am Träger angelenkten Spannarm mit einem geneigt von der Bewegungsbahn des Druckblocks verlaufenden Betätigungsschlitz, mit dem der Druckblock zwecks Verschwenken und Festklemmens des Spannarms verschiebbar zusammenwirkt.

Es sind Spannwerkzeuge bekannt (USA.-Patentschriften 3 108 794 und 3 170 214), bei denen der Spannarm in verhältnismäßig komplizierten Schlitzführungen geführt und zum Verschwenken und Festklemmen des Spannarms außerdem ein aufwendiges, störanfälliges Gestänge benötigt wird und dennoch nur ein verhältnismäßig kleiner Schwenkbereich des Spannarms zur Verfugung steht.

Im Gegensatz dazu ist der Spannarm bei den Sjjnnnwjrkzeugen der eingangs erwähnten Art rUSA.-Palentschriften 2 845 847 und 3 147 004) um einen feststehenden Schwenkzapfen angelenkt und wirkt — ohne Zwischenschaltung komplizierter, störanfälliger Gestänge -- unmittelbar ruit einem in den Betätigungsschlitz des Spannarms eingreifenden Druckblock zusammen, der vom Antrieb auf einer geradlinigen Bewegungsbahn hin- und herverstellt wird. Diese bekannten Spannwerkzeuge "dfügen jedoch ebenfalls nur über einen verhältnismäßig geringen Schwenkbereich: Um beim Klemmhub ausreichend große Spannkräfte zu erhalten, verläuft der Betätigungsschlitz nämlich unter einer verhältnismäßig geringen Neigung zur Bewegungsbahn des Druckblocks, und somit ändert sich die Relativiage des Schlitzes zur Bewegungsbahn des Druckblocks während der Hubbewrgung des Antriebs nur wenig, so daß sich der Spannarm nur um eiuen geringen Schwenkwinkel verstellt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein einfach aufgebautes Spannwerkzeug zu schaffen, bei dem sich trotz eines kleinen Antriebs geringer Leistung ein großer Verschwenkbereich und gleichzeitig hohe Klemm- und Entriegelungskrafte erzielen lassen.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Spannwerkzeug der eingangs erwähnten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Betätigungsschlitz einen ersten zur Bewegungsbahn des Druckblocks stärker geneigten Schenkel und einen zweiten zur Bewegungsbahn des Druckblocks schwächer geneigten Schenkel enthält.

Bei dem erfindungsgemäßen Spannwerkzeug ist also der zur Bewegungsbahn des Druckblocks geneigt verlaufende Betätigungsschutz abgewinkelt oder gebogen ausgebildet und besteht aus einem flach geneigten und einem stärker geneigten Schenkel. Der flach geneigte Schenkel wirkt i-iit dem Druckblock am Ende des Klemmhubs und zu Beginn des Öffnungshubs zusammen und sorgt nach Art eines Keils mit geringem öffnungswinkel für eine erwünscht hohe Kraftverstärkung im Bereich der Schließstellung des Spannwerkzeugs, während der stärker geneigte Schenkel, in den der Druckblock eingreift, wenn der Spannarm von der vollen Schließstellung entfernt ist, die Hubbewegung des Druckblocks mit einem hohen Übersetzungsverhältnis verstärkt, so daß der Spannarm bei einer verhältnismäßig kleinen Hubbewegung des Antriebs einen großen Schwenkbereich rasch zu durchlaufen vermag. Infolge der besonderen Kinematik und Ausbildung der Schlitzführung wird also bei dem erfindungsgemäßen Spannwerkzeug trotz des kleinen, leistungsannen Antriebs mit einem geringen Hub in vorteilhafter Weise einerseits eine hohe Kraftverstärkung im Bereich der Schließstellung und andererseits ein rasches Durchlaufen eines großen Verschwenkbereichs des Spannarms erzielt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann der Minimalabstand des in den Betätigungsschlitz eingreifenden Druckblockabschnitts vom Spannarm-Drehpunkt mindestens ebenso groß wie der Abstand des radial inneren Endes des ersten Schlitzschenkels vom Spannarm-Drehpunkt sein. Hierdurch vermag der Druckblock den Betätigungsschlitz während eines einzigen Klemm- oder Öffnungshubs zweimal zu durchlaufen, und somit wird unter Verbesserung der Kinematik mit einer äußerst kleinen Schlitz- und Hublänge ein hoher Schwenkwinkel ermöglicht, den der Spannarm beim öffnen und Schließen des Werkzeugs rasch durchläuft.

Zweckmäßigerweise ist ferner der zweite Schenkel zur Bewegungsbahn des Druckblocks unter einem unterhalb des Selbsthemmungswinkels liegenden spitzen Winkel geneigt. Hierdurch wird der Spannarm in der Schließstellung selbsttätig und ohne Kraftbeaufschlagung vom Antrieb her verriegelt

Zur leichten, reibungjurmen Verschiebbarkeit des Druckblocks ist dieser vorzugsweise über Rollen in den Führungen gelagert.

Um die hohen, zum Lösen des in der Schließstellung verriegelten Spannarms erforderlichen Kräfte aufzubringen, kann ferner der Antrieb zum schlagstcßartigen öffnen des Spannwerkzeuges mit Bewegungsspiel an den Druckblock gekoppelt sein.

In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung ist ferner der zweite Schlitzschenkel zwecks Verschleiß-Ausgleichs mit einer Verlängerung versehen.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unieransprüchen gek. anzeichnet. Die Erfindung wird ^:m folgenden an Hand eines Ausfühiangsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Seitenriß des erfindungsgemäßen kraftbetätigten Spanners mit bestimmten Teilen, die auf einer anderen Ebene liegen, in gestrichelten Linien,

F i g. 2 eine vergrößerte Teilansich: der Vorderseite des kraft betätigten Spanners längs der Pfeilrichtung des Schnittes der Linie 2-2,

Fig. 3 die Vorderansicht des kraftbetätigten Spanners längs der Schnittlinie 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 eintn Schnitt durch die bewegten Arbeitsteile des kraftbetätigten Spanners längs der Linie 4-4 der F i g. 2,

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich der Fig. 4, wobei die Teile ei .e andere Stellung einnehmen,

F i g. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 4,

F i g. 7 einen Querschnitt längs der versetzten Linie 7-7 der F i g. 4.

Die kraftbetätigte Spannvorrichttng 10 der Zeichnungen besitzt einen als Betäligungs- oder Stelltrieb wirkenden Zylinderkolben 12 mit dem Einbaukopf 14 und der Spannbacke bzw. dem Arm 16, der in Punkt 18 des Einbaukopfes drehbar gelagert ist. Die Betätigungs- oder Stelltriebverlängerung 20 mit dem Nockenschlitz 22 dient dazu, den Spannarm von der mit ausgezogener Linie dargestellten Spannstellung der F i g. 1 in die Auslöse- oder Entspannungsstellung 16', die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, zu drehen bzw. die Drehung in umgekehrter Richtung zu beschreiben.

Der Stellzylinderkolben 12 enthält eine Druckströmungsmittelkammer 24 mit den Verschlüssen 26 und 28 an den gegenüberliegenden Enden und geeigneten Anschlüssen (nicht gezeigt) zum Aufbringen bzw. Abhalten des Strömungsmitteln. Der Einbaukopf 14 ist am Arbeitsende des Stelltriebs angebracht und mit einer Leitung bzw. einem Durchlaß 32 für die Kolbenstange 30 versehen, die vom Zylinderinneren in den EinbauVopf hineinragt.

Der Einbaukopf 14 besitzt einen quadratischen Querschnitt und die in seine obere und untere Wand eingelassenen Einlauschlilze 34 (Fig. 1). In die sich gegenüberliegenden Seitenwände sind relativ dazu versetzte Einbauschlitze 36 eingelassen (F i g. 2). Sie gestatten den Einbau auf vierfache Weise ohne Änderung der genormten Anordnung für die Einbaubohruiigen und macht eine Notwendigkeit für Winkelendmaße gegenüber der Spannfläche 38 des Spanuarms 16 überflüssig.

Das sich nach außen erstreckende Ende des Einbaukopfs 14 ist zur Aufnahme der Steiltriebsverlängerung 20 des Spannanns 16 mit den Schlitzen 40 versehen und so ausgeformt, daß die beiden inneren Fühiungsrillen 42 und 44 aufgenommen werden können, die sich über die volle Länge des Einbaukopfs

ίο auf jeder Seite des Zugangsschlitzes für den Spannarm und zurück in den Durchlaß 32 der Kolbenstange 30 erstrecken.

Die Form des Spannarms 16 ist abgewinkelt, wobei der kurze Schenkel 46 mit dem Einbaukopf drehbar durch den Stift48 verbunden ist (Fig. 7), der in der Bohrung 50 mit einer engen, jedoch nicht festen, Passung sitzt. Die Enden des Stifts ragen in die Vertiefungen 52 und 54 an d.'-i Seiten des Einbaukopfs, und ein gleicher mit Sechskantmutter versehener

ao -Spannkopf 56 an den gegenüberliegenden Enden des Drehstifts gestattet, daß der Arm nach Belieben ausgewechselt werden kann.

Obwohl die Spannbacke 16 im Ausführungsbeispiel winkelförmig und mit einem Spannarm gezeigt

ist, kann sie auch eine andere Gestalt besitzen, so daß der Spannarm und die Werkstücksfläche in einer anderen Arbeitsebene liegen. Zum Beispiel ist in Fig. I eine andere Darstellung des Spannarms 116 in seiner das Werkstück spannenden Stellung und in seiner gelösten Stellung 116' durch die gestrichelte Linie dargestellt.

Die Stelltriebsver'.ängerung 20 des Spannarms 16 (sowie des Spannarms 116, a's auch anderer möglichen Ausführungsformen) erstreckt in die öffnung des Schlitzes 40 am Finbaukopf.

Der Nockenschlitz 22 in der Stelltriebverlängerung des Arms ist winkelförmig und weist einen Abschnitt 58 auf, der sich radial in Richtung der Drehachse des Arms erstreckt, jedoch vor dem Radius versitzt ist, so daß er gegenüber dem Drehstift mehr auf einer Tangente liegt. Der andere Abschniit 60 des Nockenschhtzes liegt auf einer Tangente auf der anderen Seite des Stifts, und zwar so, daß er mit dem Betätigungszylinder mehr axial fluchtet, wenn sich der Arm in

Spannstellung befindet. Der Abschnitt 60 ist „ine Winkelverlängerung des Abschnitts 58 und so ausgebildet, daß er einen Schrägungswinkel von etwa 5 relativ zur Axiallinie des Stelltriebhubs einnimmt, so daß die Unterkante 62 der öffnung als geneigte Ebene für eine Keilklemmung d'ent.

Der Spannarm 16 wird durch den als Stelltrieb wirkenden Zylinderkolben über das Joch bzw. die Brücke 62 betätigt, die am Ende der Kolbenstange angebrac.it und gegabelt ist, um eine schlitzförmige

öffnung 64 an ihrem Ende entstehen zu lassen, in welcher einerseits die Stelltriebverlängerung des Spannarms aufgenommen wild und andererseits der durch den Nockenschlitz 22 ragende Mknehmerstift 66 gelager' is>, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist.

Das Anschiußende der Kolbenstange 30 besitzt einen kleineren Querschnitt, wodurch der Absatz 70 ausgeformt ist, der gegen den Verbindungsteil drückt und diesen nach vorne bei seinem Betätigungshub schiebt. In das kleinere, verlängerte in die Schlitzöffnung 64 des Verbindungsteils ragende Ende 68 ist in einem Abstand von der Abschlußwand des Schlitzes der Stift 72 mit Preßsitz eingelassen, um einen Anschlag iur einen Rückhub mit totem Gang zu bilden,

r.

she das Verbindungsteil in Eingriff gerät und nach Beim Vorwärts- oder Arbeitshub der Kolbenstange

rückwärts zur Lösung der Spannvorrichtung gezogen 30 drückt die Lagerfläche 70 die Brücke 62 nach

wird. vorne, wobei auch der rollengelagerte Mitnehmerstift

Der Mitnehmcrstift 66, der sich im Nockenschlitz 66 eine Vorschubbewegung vollführt und sich relativ

befindet, ist an seinen entgegengesetzten Enden mit 5 nach unten und wieder zurück nach oben in der

den Rollen 74 und 76 versehen, die in den Führungs- Winkelöffnung 58 bewegt und den Spannarm in eine

rillen 42 und 44 des Einbaukopfs laufen, sowie mit Werkstück spannende Stellung bringt. Wenn sich der

den am Ende der Kolbenstange des Verbindungstcils Schlitz in dem verlängerten Nockenschlitzschenkel

schlich angeordneten ösen 78 und 80, die den glei- 60 bewegt, so liegt er an der Schlitzwandfläche 62

chcn Führungszwecken in den Führungsbahnen io auf, welche mit einer Schrägfläche versehen ist, wenn

dienen. die Spannfläche des Arms oder der Backe sich in der

Der kraftbetätigte Spanner 10 arbeitet wie folgt: Werkstück spannenden !.agc befindet, wobei der

Der Einbaukopf 14 dient über die Montageschlitzc Stift den Spanndruck so lange erhöht, bis die Betäti-34 oder 36 zur Befestigung des Geräts an einer La- gungs- oder Stellkraft durch den Widerstand ausgcgerung bzw. Unterbau, wobei der Spannarm 16 zur 15 glichen wird, der sich infolge der Keilklemmung des Werkstückspannung und ähnliche Zwecke die in der Stiftes mit der geneigten Wandfläche des Schlitzes Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt. Geeignete Ver- aufbaut. Die Endstellung des Spanners wird an oder bindungen (nicht gezeigt) werden zum Betätigungszy- kurz vor der in F i g. 4 gezeigten »Voranschlaglinderkolben zur Steuerung des Strömutigmittel- stellung« erreicht, worauf ein weiterer Weg dadurch drucks gelegt, um die Kolbenstange 30 zur Erfüllung ao begrenzt wird, daß die Anschlagsfläche des Spannihrer Funktion aus- und einfahren zu lassen. Die arms mit dem Einbaukopf am Punkt 47 in Eingriff Arbeitsfolge wird am besten an Hand der Zeich- kommt. Dieser Grenzanschlag dient zur Erleichterung nungen ausgehend vom Rückhub der Kolbenstange bei der Ersteinrichtung des Spannarms, sowie, falls beschrieben, um den Spannarm zu lösen, worauf der gewünscV \ zur Begrenzung der auf das Werkstück Spannhub erfolgt. as einwirkenden Spannkraft.

Wenn insbesondere die Kolbenstange 30 zurück- Die um 5° geneigte Schrägfläche 60 des Schlitzes bzw. eingefahren ist (Fig. 1 und 4), so bewegt sie gestattet eine zwangsläufige Spannung in einem sich anfangs frei, bis der Anschlagsbolzen 72 mit der Arretierwinkel von 3^C oder weniger der Endstellung Abschlußwand des Schlitzes 64 in der Brücke 62 in des Spannarms und mit einem Spanndruck, der inEingriff kommt und damit diese zurückzieht, wodurch 30 folge des stetigen Neigungswinkels der Schrägfläche wiederum der rollengelagerte Mitnehmerstift 66 nach sehr hoch ist.

rückwärts aus dem verlängerten Ende des Nocken- Eine Verlängerung des Schlitzes 60 gestattet auch

Schlitzes 22 herausgezogen wird. Wenn der Mit- eine Selbstnachslellung bei Abrieb und Verschleiß

nehmerslift 66 im Abschnitt 60 zurückgefahren ist, durch die sich ergebende Wegverlängerung,

erfolgt eine Entlastung des Spanndrucks und eine 35 Beim Lösen des Spannarms 16 ist der Arbeitsab-

leichte Öffnungsbewegung des Spannarmes. lauf wie eingangs beschrieben. Es sollte jedoch der

Wenn der Mitnehmerstift in den Abschnitt 58 ge- Vorteil beachtet werden, daß die Kolbenstange inlangt, so beginnt der Schnellablauf des Vorgangs, bei folge ihres Spiels gegenüber dem Betätigungsteil 62 welchem der Spannarm nach oben in seine auf 120° des Mitnehmerstifts einen freien Weg durchlaufen vollgeöffnete Stellung schwingt, die durch Arretierung 40 kann. Zu Beginn des Rückhubes der Kolbenstange der Brücke 62 an der Stopfbuchse 63 des Kolbens 30 tritt kein merklicher Widerstand im Zylinderbegrenzt wird. Falls der Rückhub begrenzt werden kolben auf, da anfänglich die durch die Keilklemsoll. kann eine nicht gezeigte Distanzhülse an der mung vermittelte Kraft, die den vollen Druck ausübt. Kolbenstange 30 zwischen der Brücke 62 und der nicht überwindet werden kann. Dementsprechend ist Stopfbüchse 63 angebracht werden, wie in F i g. 5 45 der Massenwiderstand gering und ein schneller und in der durch die gestrichelte Linie angegebene »fliegender« Start wird beim Rückhub erreicht, wo-Stellung 16' der F i g. 1 gezeigt isL Der Stift liegt an durch ein Stoß zum Ausspannen bewirkt wird. Wenn der Rückwand des Abschnittes 58 auf und bewegt die Kolbenstange weiter zurückfährt, so wird die auf sich nach unten in den Schlitz, wenn er in gerader dem Mitnehmerstift 66 im Nockenschlitz 22 wirkende Richtung zurückgezogen wird, und bewegt sich dann 50 Spannkraft entlastet; die Abwärtsbewegung des Stifts an der gleichen Schlitzwandflache nach oben und auf der Schrägfläche findet nur minimalen Retbungsin den verlängerten Schlitzschenkel 69 hinein, wie in widerstand, und es wird ein weiteres Moment aufge-F i g. 5 gezeigt, wo er den Spannarm geöffnet in der baut, das den Arm schnell iß seine obere Stellung voll eingefahrenen Stellung hält. hebt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Spaanwerkzeug mit einem in Führungen an einem Träger hin· und hergehend gelagerten, von einem Antrieb betätigbaren Druckblock und S einem über einen festen Drehzapfen am Träger angelenkten Spannarm mit einem geneigt von der Bewegungsbahn des Druckblocks verlaufenden Betätigungsschutz, mit dem der Druckblock: zwecks Verschwenken und Festklemmens des Spannarms verschiebbar zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschlitz (22) einen ersten, zur Bewegungsbahn des Druckblccks (62) stärker geneigten Schenkkel(58) und einen zweiten, zur Bewegungsbahn des Druckblocks schwächer geneigten Schenkel (60) enthält

2. Spanp.werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalabstand des in den Betätigungsschlitz (22) eingreifenden Druck- ao blockabschnitts (66) vom Spannarm-Drehpunkt (48) mindestens ebenso groß wie der Abstand des radial inneren Endes des ersten Schlitzschenkels (58) vom Spannarm-Drehpunkt (48) ist.

3. Spannwerkzeug nach einem der vorher- as gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei"» Schenkel (60) zur Bewegungsbahn des Druckblocks (62) unter einem unterhalb des Selbsthemmungswinkeis liegt.iden spitzen Winkel verläuft.

4. Spannwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckblock (62) über Rollen (74, 76) in den Führungen (42, 44) gelagert ist.

5. Spannwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (12) zum schlagstoßartigen öffnen des Spannwerkzeuges (10) mit Bewegun^sspiel (68, 70, 72) an den Druckblock (62) gekoppelt ist.

6. Spannwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlitzschenkel (60) zwecks Verschleiß-Ausgleicns eine Verlängerung aufweist.

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