-
Die Erfindung betrifft einen Maschinenspannstock, bestehend aus einem Basisteil, einer an dem Basisteil sitzenden festen Spannbacke, einer relativ zu der festen Spannbacke verschiebbaren beweglichen Spannbacke sowie einem hydraulischen Antrieb für die bewegliche Spannbacke. Derartige Spannwerkzeuge werden beispielsweise mittels Spannpratzen auf den Maschinentischen von Werkzeugmaschinen, wie Bohr- und Fräsmaschinen, befestigt, um die zu bearbeitenden Werkstücke zu arretieren.
-
Bei einem bekannten Maschinenspannstock (
US 2,313,348 A ) fährt das Befestigungsteil der beweglichen Spannbacke zum Öffnen der Spannbacken eine entsprechende Strecke aus dem Basisteil heraus, an welchem die feste Spannbacke sitzt. Dadurch wird ein ungewolltes Spiel erzeugt. Je weiter das Befestigungsteil zum Öffnen der Spannbacke aus dem Basisteil herausfahren muss, desto länger wird der Hebelarm, sodass sich die Spannbacken beim Festspannen eines Werkstücks aufbiegen und somit keine optimale Halterung für das Werkstück gegeben ist.
-
Bei einem anderen bekannten Spannstock (
DE 901 397 B ) ist das Basisteil, an welchem auf einer Seite die feste Spannbacke und auf der anderen Seite der Hubmechanismus sitzt, als flache Platte ausgebildet. Bei Durchführung des Spannvorgangs biegt sich das Basisteil auf, sodass auch bei dieser Konstruktion kein optimales Festspannen eines Werkstücks möglich ist. Zudem verursacht die Konstruktion dieses bekannten Spannstocks eine relativ große Baulänge, da der Antriebsmechanismus der beweglichen Spannbacke hinter dieser Spannbacke in derselben Ebene unterzubringen ist.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Maschinenspannstock der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein optimales Festspannen eines Werkstücks möglich ist, ohne dass ein Aufbiegen der Halterungen der Spannbacken auftritt und wobei die Baulänge im Verhältnis zum Hub der beweglichen Spannbacke möglichst kurz gehalten werden kann.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in dem Basisteil unterhalb der Spannbacken eine sich über etwa die gesamte Spannstocklänge erstreckende stationäre Kolbenstange angeordnet ist, dass die Kolbenstange etwa in ihrer Mitte einen Trennkolben aufweist, dass der Trennkolben mit einem parallel zu der Kolbenstange verschieblichen Hubzylinder zusammenwirkt, wobei der Hubzylinder durch den Trennkolben in zwei Hubkammern, eine Zustellhubkammer und eine Rückstellhubkammer, unterteilt ist, dass der Hubzylinder die bewegliche Spannbacke trägt und dass mindestens die Zustellhubkammer zur Erzeugung des Spannvorgangs mit einem Hydraulikmedium beaufschlagbar ist.
-
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion liegt das Basisteil unterhalb der Spannbacken, wobei für den Hub der beweglichen Spannbacke nahezu die gesamte Länge des Basisteils ausgenutzt werden kann. Das Basisteil, welches die stationäre Kolbenstange sowie den die bewegliche Spannbacke tragenden Hubzylinder umschließt, ist im Wesentlichen U-förmig oder teilkreisförmig ausgebildet und weist folglich ein relativ großes Flächenträgheitsmoment auf, sodass beim Aufbringen der Spannkraft das Basisteil nicht oder nur minimal aufgebogen wird und ein einwandfreies Festspannen der Werkstücke möglich ist.
-
Zweckmäßig ist der Hubzylinder beidseitig mit Zylinderdeckeln versehen, wobei die Kolbenstange durch beide Zylinderdeckel hindurchgreift und über Dichtungen zu diesen abgedichtet ist. Zwischen dem Trennkolben und dem jeweiligen Zylinderdeckel werden die Zustellhubkammer und die Rückstellhubkammer gebildet.
-
Aus konstruktiven Gründen ist die stationäre Kolbenstange geteilt ausgebildet, wobei an den aneinander angrenzenden Enden je ein Kolbenteil vorgesehen ist. Die beiden Kolbenteile bilden den Trennkolben, wobei im Umfangsbereich zwischen den beiden Kolbenteilen eine umlaufende Dichtung vorgesehen ist, die die Zustellhubkammer und die Rückstellhubkammer dicht voneinander abtrennen.
-
Die Zustellhubkammer ist zweckmäßig mit Hydrauliköl beaufschlagbar, um den Spannvorgang durchzuführen. Um den Spannvorgang zu beenden, lässt man das Hydrauliköl aus der Zustellhubkammer wieder ablaufen.
-
Die Hydraulikölzufuhr und -abfuhr erfolgt zweckmäßig über eine in der Kolbenstange vorgesehene Axialbohrung, die mit der Zustellhubkammer über eine nahe dem Trennkolben vorgesehene Querbohrung verbunden ist. Dadurch ist eine Verbindung zwischen der Zustellhubkammer und der Hydraulikölzufuhr in jeder Betriebsstellung gewährleistet.
-
Die Hydraulikölzufuhrleitung kann darüber hinaus einen seitlich aus dem Basisteil herausführenden verschließbaren Ausgang aufweisen, der wahlweise mit einem benachbarten identischen Spannstock verbindbar ist. Auf diese Weise ist eine Reihenschaltung mehrerer identischer Spannstücke möglich, um auch lange Werkstück bequem einspannen zu können. An den seitlichen verschließbaren Ausgang der Leitung kann aber auch ein Messinstrument, beispielsweise ein Manometer, angeschlossen werden.
-
In der Hydraulikölzufuhrleitung ist vorzugsweise eine Drossel vorgesehen, mit der die Vor- und Rücklaufgeschwindigkeit der beweglichen Spannbacke eingestellt werden kann.
-
Die Rückstellhubkammer weist zweckmäßig ein in ihrer Wandung angeordnetes Füllventil auf, durch welches die Rückstellhubkammer mit Gas befüllbar ist. Als Füllgas kann Stickstoff oder Luft verwendet werden.
-
Bei geöffneten Spannbacken, bei denen die Rückstellhubkammer ihre größte Ausdehnung aufweist, sollte der Druck über dem Umgebungsdruck liegen, und zwar vorzugsweise zwischen 2 und 3 Bar. Dadurch ist gewährleistet, dass stets eine gewisse Vorspannung vorhanden ist. In der gespannten Stellung der Spannbacken liegt der Gasdruck je nach den konstruktiven Abmessungen bei 40 bis 50 Bar. Dieser Druck reicht aus, um die Spannbacken zu öffnen und gleichzeitig das Hydrauliköl aus der Zustellhubkammer herauszudrücken.
-
Wenn der Hubzylinder, an welchem die bewegliche Spannbacke sitzt, in die gespannte Stellung fährt, wäre das trogförmige, im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgestaltete Basisteil an der Oberseite offen. Um zu verhindern, dass Verunreinigungen in das Innere des Basisteils gelangen, kann zwischen der beweglichen Spannbacke und dem Ende des Basisteils eine verschiebbare bzw. dehnbare Abdeckung vorgesehen sein, die das Innere des Basisteils in jeder Betriebsstellung der beweglichen Spannbacke geschlossen halt.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und im Nachstehenden im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Maschinenspannstocks mit auseinandergefahrenen Spannbacken,
-
2 den gleichen Längsschnitt wie in 1 mit geschlossenen Spannbacken und
-
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus 2 und
-
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 2.
-
Nach der Zeichnung besteht das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Maschinenspannstocks im Wesentlichen aus einem Basisteil 1, einer an dem Basisteil 1 sitzenden festen Spannbacke 2, einer relativ zu der festen Spannbacke 2 verschiebbaren beweglichen Spannbacke 3 sowie einem hydraulischem Antrieb für die bewegliche Spannbacke 3.
-
Das Basisteil 1 besteht im Wesentlichen aus einem langgestreckten, etwa U-förmig ausgebildeten Gehäuse 4, dessen Enden mittels Druckstücken 5 und 6 verschlossen sind.
-
In dem Gehäuse 4 ist unterhalb der Spannbacken 2 und 3 eine sich über etwa die gesamte Spannstocklänge erstreckende stationäre Kolbenstange 7 angeordnet, die fest in den Druckstücken 5 und 6 verankert ist. Etwa in ihrer Mitte weist die Kolbenstange 7 einen Trennkolben 8 auf, der mit einem parallel zu der Kolbenstange 7 verschieblichen Hubzylinder 9 zusammenwirkt. Der Hubzylinder 9, der die bewegliche Spannbacke 3 trägt, ist längsverschieblich in dem Gehäuse 4 des Basisteils 1 geführt.
-
Das Innere des Hubzylinders 9 wird durch den Trennkolben 8 in zwei Hubkammern unterteilt, und zwar eine Zustellhubkammer 10 und eine Rückstellhubkammer 11. Durch Beaufschlagung der Zustellhubkammer 10 mit Hydrauliköl wird der Hubzylinder 9 aus der in 1 dargestellten Position nach rechts in die in 2 dargestellte Position verschoben, in welcher die bewegliche Spannbacke 3 in Richtung auf die feste Spannbacke 2 bewegt wird, sodass ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Werkstück fest eingespannt werden kann. In der Darstellung in 2 sind die beiden Spannbacken 2 und 3 fest gegeneinander gefahren, wobei zwei Aufsatzstücke 12, die an den Spannbacken befestigt sind, gegeneinander anliegen .
-
Die stationäre Kolbenstange 7 ist konstruktionsbedingt in der Länge geteilt ausgebildet, sodass, wie in 1 und 2 der Zeichnung dargestellt, ein rechter Kolbenstangenteil 13 und ein linker Kolbenstangenteil 14 vorhanden sind. An den aneinanderliegenden Enden der Kolbenstangeteile 13 und 14 ist je ein Kolbenteil 15 bzw. 16 ausgebildet, wobei im Umfangsbereich zwischen den beiden Kolbenteilen 15 und 16 eine umlaufende Dichtung 17 vorgesehen ist.
-
Der Hubzylinder 9, der mit dem Trennkolben 8 zusammenwirkt, ist beidseitig mit dicht schließenden Zylinderdeckeln 18 und 19 versehen, durch die die beiden Kolbenstangenteile 13 und 14 durchgreifen. Die Zylinderdeckel 18 und 19 sind dabei mittels Dichtungen 20 bzw. 21 gegenüber den Kolbenstangenteilen 13 und 14 abgedichtet.
-
Die Zustellhubkammer 10 wird dabei zwischen dem Trennkolben 8 und dem in der Zeichnung rechts angeordneten Zylinderdeckel 19 gebildet, während die Rückstellhubkammer 11 auf der gegenüberliegenden Seite zwischen dem Trennkolben 8 und dem in der Zeichnung links angeordneten Zylinderdeckel 18 liegt.
-
Die Zustellhubkammer 10 ist über eine Hydraulikölzufuhrleitung 22 mit Hydrauliköl beaufschlagbar. Von der Hydraulikölzufuhrleitung 22 gelangt das Hydrauliköl zu einer Axialbohrung 23, die durch den in der Zeichnung rechts liegenden Kolbenstangenteil 13 verläuft. Über eine Querbohrung 24, die in dem Kolbenstangenteil 13 nahe dem Trennkolben 8 angeordnet ist, tritt das Hydrauliköl in die Zustellhubkammer 10 ein und verschiebt dabei den Hubzylinder 9 in der Zeichnung nach rechts in die gespannte Stellung, in der die Spannbacken 2 und 3 gegeneinanderfahren. Da die mit der Axialbohrung 23 verbundene Querbohrung 24 nahe dem Trennkolben 8 angeordnet ist, ist eine Verbindung zwischen der Hydraulikölzufuhrleitung 22 und der Zustellhubkammer 10 in jeder Betriebsstellung gewährleistet.
-
Die Hydraulikölzufuhrleitung 22, die in dem Druckstück 6 ausgebildet ist und an die von außen eine in der Zeichnung nicht dargestellte Druckölleitung anschließbar ist, eintritt, weist auf der gegenüberliegenden Seite des Druckstücks 6 einen verschließbaren Ausgang 25 auf, der wahlweise mit einem benachbarten identischen Spannstock verbindbar ist, um mehrere Spannstöcke zum Einspannen eines langgestreckten Werkstücks parallel schalten zu können. An diesen Ausgang 25 können jedoch auch beliebige Messinstrumente angeschlossen werden.
-
In dem Druckstück 6 ist in der Hydraulikölzufuhrleitung 22 eine Drossel 26 vorgesehen, mit der die Vor- und Rücklaufgeschwindigkeit der beweglichen Spannbacke 3 einstellbar ist.
-
In dem Hubzylinder 9 ist ein in die Rückstellhubkammer 11 mündendes Füllventil 27 angeordnet, durch welches die Rückstellhubkammer 11 mit Gas befüllbar ist. Das Füllventil 27 ist dabei nahe dem in der Zeichnung links liegenden Zylinderdeckel 18 des Hubzylinders 9 angeordnet, sodass eine Verbindung zu der Rückstellhubkammer 11 in jeder Betriebsstellung besteht.
-
Die Rückstellhubkammer 11 wird in der in 1 dargestellten ungespannten Stellung des Spannstocks mit Gas, beispielsweise Stickstoff oder Luft, gefüllt, wobei der Druck auf etwa 2 bis 3 Bar eingestellt wird. Wenn die Zustellhubkammer 10 mit Hydrauliköl gefüllt und die bewegliche Spannbacke 3 in Richtung auf die feste Spannbacke 2 verschoben wird, dehnt sich die Zustellhubkammer 10 aus, während die Rückstellhubkammer 11 verkleinert und das darin befindliche Gas komprimiert wird, und zwar je nach Konstruktion der Kammern auf ca. 40 bis 50 Bar. Dieser Druck wird dann zum Zurückfahren der beweglichen Spannbacke 3 als Rückstellkraft benutzt, mit der die Spannbacke 3 in ihre entspannte Stellung zurückgedrückt wird, während gleichzeitig das Hydrauliköl aus der Zustellhubkammer 10 in die Hydraulikölzufuhrleitung 22 zurückgeführt wird.
-
Damit das Gehäuse 4 des Basisteils 1 in jeder Betriebsstellung verschlossen ist, ist zwischen der beweglichen Spannbacke 3 und dem Ende des Gehäuses 4 eine verschiebbare Abdeckung 28 vorgesehen, die durch mehrere gegeneinander bewegliche Abdeckbleche 29 gebildet ist. In der geöffneten Stellung der Spannbacken 2 und 3 liegen die Abdeckbleche 29, wie in 1 dargestellt, übereinander, während sie in der gespannten Stellung der Spannbacken, wie in 2 dargestellt, gegeneinander verschoben und sich gegenseitig überlappend angeordnet sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Basisteil
- 2
- feste Spannbacke
- 3
- bewegliche Spannbacke
- 4
- Gehäuse
- 5
- Druckstück
- 6
- Druckstück
- 7
- Kolbenstange
- 8
- Trennkolben
- 9
- Hubzylinder
- 10
- Zustellhubkammer
- 11
- Rückstellhubkammer
- 12
- Aufsatzstück
- 13
- Kolbenstangenteil
- 14
- Kolbenstangenteil
- 15
- Kolbenteil
- 16
- Kolbenteil
- 17
- umlaufende Dichtung
- 18
- Zylinderdeckel
- 19
- Zylinderdeckel
- 20
- Dichtung
- 21
- Dichtung
- 22
- Hydraulikölzufuhrleitung
- 23
- Axialbohrung
- 24
- Querbohrung
- 25
- Ausgang (verschließbar)
- 26
- Drossel
- 27
- Füllventil
- 28
- Abdeckung
- 29
- Abdeckbleche
