DE10117116A1 - Zentrisch spannender Schraubstock - Google Patents

Abstract

Es wird ein zentrisch spannender Schraubstock zum Festspannen von Werkstücken beschrieben. Der Schraubstock besitzt einen Grundkörper, eine im Grundkörper gelagerte Spindel sowie Spanneinrichtungen, die mit der Spindel kämmen und zweiteilig ausgebildet sind. Sie weisen jeweils ein unteres Druckstück und einen oberen Spannbacken auf, wobei der Spannbacken so am Druckstück fixiert ist, daß er bei Ausübung eines Spanndruckes niedergezogen wird. Die Spindel ist vollständig in den Grundkörper integriert. Auf diese Weise wird eine besonders kompakte Bauweise erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zentrisch spannen­ den Schraubstock zum Festspannen von Werkstücken.

Bei einem zentrisch spannenden Schraubstock sind beide Spannbacken beweglich und werden über eine Spindel zen­ trisch gespannt. Werkstück-Toleranzen oder unterschiedliche Werkstück-Breiten sind dadurch ohne Einfluß auf die Mittel­ lage des Werkstückes.

Derartige zentrisch spannende Schraubstöcke sind bekannt. Sie besitzen jedoch im großen und ganzen eine zu große und unsymmetrische Bauweise, so daß weniger Werkstücke aufge­ spannt werden können und die Werkzeuge verlängert werden müssen. Es entstehen Zeitverluste, da längere Werkzeuge langsamer arbeiten. Hiermit sind schlechtere Oberflächen, Rattergeräusche, geringere Standzeiten etc. verbunden. Die Werkzeuge werden schneller stumpf, wobei in vielen Fällen eine Seite des Werkstückes nur schlecht oder gar nicht be­ arbeitet werden kann, so daß die Werkstücke ein zweites Mal umgespannt werden müssen.

Insbesondere kann man in vielen Fällen bei derartigen be­ kannten Schraubstöcken nicht ohne Behinderung mit den Werk­ zeugen an die eingespannten Werkstücke gelangen. So wirken sich beispielsweise vorstehende Spindelteile negativ auf eine gute Handhabbarkeit eines derartigen Schraubstockes aus. Schließlich besteht die Gefahr, daß die Spannbacken des Schraubstockes aufsperren, d. h. eine gekippte Lage ein­ nehmen, so daß deren Oberbereiche einen größeren Abstand voneinander haben als die unteren Bereiche. Ein solches "Aufsperren" tritt beispielsweise auf, wenn ein entspre­ chend großes Lagerspiel vorhanden ist. Dieses Verkanten der Spannbacken wirkt sich natürlich nachteilig auf die Funk­ tion des Schraubstockes aus, da ein einwandfreies Festspan­ nen von Werkstücken nicht mehr gewährleistet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zentrisch spannenden Schraubstock zu schaffen, bei dem bei einer kompakten Bauweise und einfachen und raschen Montier- und Demontierbarkeit seine Spannbacken nicht auf­ sperren (verkanten).

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen zentrisch spannenden Schraubstock zum Festspannen von Werkstücken ge­ löst, der die folgenden Bestandteile umaßt:
einen im Horizontalschnitt etwa rechteckigen Grundkörper, der mit Befestigungseinrichtungen zum Aufspannen auf einen Maschinentisch versehen ist,
zwei entlang und über dem Grundkörper aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Spannbacken zum Festspannen eines zu bearbeitenden Werkstückes,
zwei innerhalb des Grundkörpers beweglich gelagerte Druck­ stücke, an denen jeweils ein Spannbacken lösbar montiert ist,
eine im Grundkörper drehbar gelagerte Spindel mit zwei gegenläufigen Gewindeabschnitten, die sich durch die Druck­ stücke erstrecken und mit diesen kämmen,
wobei der Grundkörper an seiner Unterseite seitliche Gleit­ flächen aufweist, die von den Druckstücken zur gleitenden Führung derselben untergriffen werden, und
wobei jeder Spannbacken mit Hilfe eines sich durch diesen erstreckenden zylindrischen Querstabes, der mit einer ge­ krümmten, den Querstab übergreifenden Fläche des Druck­ stückes in Preßeingriff steht, am Druckstück lösbar fixiert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Spindel innerhalb des Grundkörpers gelagert ist und von diesem nicht vorsteht. Sie ist somit in den Grundkörper in­ tegriert, so daß hierdurch keine Behinderungen für Werk­ zeuge etc. auftreten. Des weiteren zeichnet sich der erfin­ dungsgemäße Schraubstock dadurch aus, daß die Spanneinrich­ tungen jeweils zweiteilig ausgebildet sind, nämlich einen an der Spindel gelagerten Grundkörper sowie den eigentli­ chen Spannbacken aufweisen. Hierdurch kann der Spannbacken mit dem Grundkörper so verspannt werden, daß der Spann­ backen durch den auftretenden Spanndruck niedergezogen wird, so daß ein Abheben des Werkstückes oder Rattern bei der Bearbeitung ausgeschlossen ist. Dies wird dadurch er­ reicht, daß die Lagerung zwischen Spannbacken und Druck­ stück so ausgestaltet ist, daß der auftretende Spanndruck dazu neigt, den Spannbacken nach unten zu ziehen, d. h. das Lagerungsorgan für den Spannbacken, nämlich der zylindri­ sche Querstab, wird an der gekrümmten Lagerfläche des Druckstückes entlang nach unten bewegt, wodurch der Spann­ backen leicht einwärts und abwärts gekippt wird.

Des weiteren untergreift das Druckstück den Grundkörper und ist an dessen Unterseite gleitend gelagert. Selbst bei vor­ handenem Lagerspiel kann es daher nur in geringen. Umfang zu einem Verkippen des Spannbackens im Sinne eines Aufsperrens desselben kommen.

Durch die zweiteilige Ausgestaltung der Spanneinrichtungen wird darüber hinaus die Montage und Demontage des Schraub­ stockes erleichtert. Bei der Montage werden die Druckstücke auf die Spindel aufgedreht, wonach die Spindel im Grundkör­ per über die vorgesehenen Lagereinrichtungen fixiert werden kann. Erst dann werden die Spannbacken auf die Druckstücke aufgesetzt und an diese fixiert. Bei einem Auswechseln der Spannbacken muß daher die Spindel nicht demontiert werden.

Das Druckstück wird vorzugsweise mit einer sich durch den Spannbacken erstreckenden Fixierschraube gegen den Querstab gepreßt. Zur Montage der Spannbacken werden diese daher auf das jeweilige Druckstück aufgesetzt, wonach die zylindri­ schen Querstäbe durch entsprechende Bohrungen in den Spann­ backen geschoben werden. Die Spannbacken werden dann durch Anziehen der Fixierschrauben arretiert, d. h. die gekrümmte Fläche des Druckstückes wird gegen den Querstab gepreßt. Bei der Demontage werden die Fixierschrauben gelöst, wonach die zylindrischen Querstäbe aus den Bohrungen der Spann­ backen heraus bewegt werden können. Dann können die Spann­ backen von den Grundkörpern abgenommen werden.

Das Druckstück selbst ist vorzugsweise so ausgebildet, daß es einen innerhalb des Grundkörpers geführten Hauptab­ schnitt und einen von diesem nach oben vorstehenden Befe­ stigungsabschnitt aufweist, der die gekrümmte Fläche um­ faßt. Bei Betätigung der Spindel führt daher das Druckstück unter Führung des Hauptabschnittes innerhalb des Grundkör­ pers eine Linearbewegung durch, die der aus dem Grundkörper nach oben vorstehende Befestigungsabschnitt mitmacht. Diese Bewegung wird auf den mit dem Befestigungsabschnitt verbun­ denen Spannbacken übertragen.

Der Grundkörper weist auf seiner Oberseite zweckmäßiger­ weise zwei seitliche Gleitflächen für die Spannbacken auf. Die Spannbacken bewegen sich daher gleitend auf dem Grund­ körper und werden durch diesen von unten abgestützt.

Die Spindel sowie deren Lager und Befestigungen sind voll­ ständig in den Grundkörper integriert und stehen von diesem nicht seitlich vor. So ist insbesondere außerhalb des Grundkörpers keine störende Spindelnase vorhanden, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Was die Lagerung der Spindel im Grundkörper anbetrifft, so weist diese vorzugs­ weise in einem Endbereich eine einstückig damit ausgebil­ dete Lagerscheibe auf, die gegen eine Schulter des Grund­ körpers stößt, um Axialbewegungen der Spindel zu verhin­ dern. Das entsprechende Gegenlager für die Spindel wird vorzugsweise von einer in die Stirnseite der Spindel grei­ fenden Zentrierschraube und einer Kontermutter hierfür ge­ bildet.

Zur Befestigung weist der Grundkörper zweckmäßigerweise seitliche Nuten zum Aufspannen auf verschiedenartige Ma­ schinentische auf. Hierdurch ist eine vielseitige Anwen­ dungsmöglichkeit gegeben.

Es wird somit insgesamt eine kompakte, stabile und symme­ trische Bauweise des Schraubstockes mit Niederzugsystem und verborgener Spindel erreicht. Hierdurch können mehr Werk­ stücke aufgespannt werden, und es entfallen Werkzeugkosten für Adaptierungen. Es werden Zeitersparnisse durch kurze, stabilere und somit schnellere Werkzeuge erreicht. Dies be­ wirkt eine Qualitätsverbesserung. Über kürzere Werkzeuge werden die entsprechenden Oberflächen besser erreicht. Es lassen sich höhere Standzeiten erzielen, da kurze Werkzeuge nicht so schnell stumpf werden. Alle Seiten können gleich gut bearbeitet werden, und das Auftreten von Umspannfehlern wird reduziert. Der Schraubstock ist von allen Seiten gut zugänglich.

Es versteht sich, daß die beschriebenen Spannbacken mit so­ genannten Aufsatz- oder Aufziehbacken versehen sein können, die austauschbar sind. Solche Aufsatz- bzw. Aufziehbacken sind dem Fachmann bekannt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung eines zentrisch spannenden Schraubstockes mit Grundkörper, Spindel, Druckstücken und Spann­ backen in der Seitenansicht;

Fig. 2 den Schraubstock der Fig. 1 im zusammenge­ bauten Zustand in der Seitenansicht;

Fig. 3 eine Darstellung des Grundkörpers des Schraubstockes, wobei Fig. 3a den Grund­ körper in der Unteransicht, Fig. 3b den Grundkörper in der Seitenansicht, Fig. 3c den Grundkörper in der Draufsicht, Fig. 3d den Grundkörper in einer Ansicht von links und Fig. 3e den Grundkörper in einer Ansicht von rechts zeigen; und

Fig. 4 ein Druckstück des Schraubstockes, wobei Fig. 4a das Druckstück in der Seitenansicht und Fig. 4b das Druckstück in der Vorderansicht zeigen.

Der in den Figuren dargestellte zentrisch spannende Schraubstock setzt sich im wesentlichen aus sechs Teilen zusammen, nämlich einem länglichen Grundkörper 1, der im Horizontalschnitt etwa die Form eines Rechteckes besitzt, einer Spindel 2, einem rechten und einem linken Druckstück 3, 4 und einem rechten und einem linken Spannbacken 5, 6. Der Grundkörper 1 besitzt eine geeignete Längsbohrung zur Aufnahme der Spindel 2, die über geeignete Lagereinrichtun­ gen drehbar, jedoch axial unverschiebbar im Grundkörper ge­ lagert ist. Bei den hier gezeigten Lagereinrichtungen han­ delt es sich um eine einstückig mit der Spindel ausgebil­ dete Lagerscheibe 9 in einem Endbereich der Spindel und um eine Gewindebuchse 12 des Grundkörpers, durch die eine Zen­ trierschraube 11 geschraubt wird, die mit ihrer Spitze in eine Vertiefung auf der Stirnseite der Spindel eingreift, sowie eine Kontermutter 13 zum Fixieren der Schraube 11. Am in Fig. 1 rechten Ende besitzt die Spindel 2 einen Sechs­ kantabschnitt 10, mit dem geeignete Antriebseinrichtungen für die Spindel verbunden werden können.

Entlang ihrer Länge weist die Spindel 2 zwei Gewindeab­ schnitte 7, 8 auf, die zueinander gegenläufige Gewinde be­ sitzen. Die Durchmesser beider Gewindeabschnitte 7, 8 sind verschieden, um ein Aufdrehen beider Druckstücke 3, 4 von der linken Seite der Spindel aus zu ermöglichen.

Jeder Gewindeabschnitt 7, 8 kämmt mit einem Druckstück 3, 4, wobei sich der Gewindeabschnitt durch eine entsprechende Gewindebohrung 23 im Druckstück erstreckt. Wird daher die Spindel 2 in einer Richtung gedreht, bewegen sich beide Druckstücke 3, 4 aufeinander zu, während sie sich bei einer Drehung in der entgegengesetzten Richtung voneinander weg bewegen. Auf diese Weise können mit Hilfe von Spannbacken 5, 6, die mit den Druckstücken 3, 4 verbunden sind, Spann­ vorgänge mit entsprechenden Werkstücken durchgeführt wer­ den.

Einzelheiten der Druckstücke 3, 4 und Spannbacken. 5, 6 wer­ den in Verbindung mit den Fig. 2 und 4 erläutert. An dieser Stelle sei bereits erwähnt, daß jedes Druckstück 3, 4 einen unteren Hauptabschnitt 14 und einen hiervon nach oben vorstehenden Befestigungsabschnitt 15 aufweist. Der Hauptabschnitt ist etwa würfelförmig ausgebildet und weist die Gewindebohrung 23 für die Spindel auf. Er wird von einer Ausnehmung 20 im Grundkörper aufgenommen und steht mit den Wänden dieser Ausnehmung in Gleitkontakt, welche Führungsfunktion übernehmen. Der nach oben vorstehende Be­ festigungsabschnitt 15 steht aus dem Grundkörper nach oben vor und weist eine gekrümmte Fläche 16 auf, die zu Befesti­ gungs- und Niederzugszwecken des zugehörigen Spannbackens dient. Einzelheiten hiervon werden später erläutert.

Fig. 2 zeigt den montierten Schraubstock in der Seitenan­ sicht. Der Grundkörper 1 hat seitliche Längsnuten 30, die zur Befestigung des Schraubstockes an einem geeigneten Ma­ schinentisch dienen. Man erkennt, daß die Spindel 2 mit ih­ ren Lager- bzw. Befestigungseinrichtungen vollständig in den Grundkörper 1 integriert ist, d. h. es stehen keinerlei Spindelteile oder Lagerteile seitlich vom Grundkörper vor. Auch der Sechskantabschnitt 10 sowie die Zentrierschraube 11 mit Kontermutter 13 sind vollständig im Grundkörper auf­ genommen.

Jeder Spannbacken 5, 6, der eine in Fig. 2 nach innen wei­ sende Spannfläche aufweist, auf der ggf. ein Aufziehbacken oder Aufsatzbacken angeordnet sein kann, hat eine Querboh­ rung, in der ein zylindrischer Querstab 17 angeordnet ist. Dieser Querstab kann über ein geeignetes Schlagwerkzeug in die Bohrung eingeschlagen werden, nachdem der Spannbacken 5, 6 auf das zugehörige Druckstück 3, 4 aufgesetzt worden ist. Durch das Einschlagen des Querstabes 17 wird eine Ver­ riegelung zwischen Druckstück und Spannbacken erreicht. Der Querstab 17 untergreift hierbei die gekrümmte Fläche 16 des Befestigungsabschnittes des Druckstückes, so daß ein Abhe­ ben des Spannbackens nicht mehr möglich ist. Über eine ge­ eignete Fixierschraube (nicht gezeigt) wird der Befesti­ gungsabschnitt 15 mit der gekrümmten Fläche 16 gegen den Querstab 17 gepreßt. Wird nunmehr beim Festspannen eines Werkstückes ein Spanndruck ausgeübt, wird der Querstab 17 durch die diesen übergreifende gekrümmte Fläche 16 schräg nach unten gedrückt, wodurch ebenfalls der Spannbacken schräg nach unten bewegt wird (Niederzugsystem), was einer Auseinanderbewegung bzw. einem Aufsperren der Spannbacken entgegenwirkt.

Fig. 3 zeigt den Grundkörper in verschiedenen Darstellun­ gen. Der Grundkörper hat eine mittlere Ausnehmung 20, von der aus sich zwei Bohrungen zur Aufnahme der Lagereinrich­ tungen der Spindel in Fig. 3a nach links und rechts er­ strecken. Ein erweiteter Bohrungsabschnitt mit einer ent­ sprechenden Lagerschulter nimmt die Lagerscheibe 9 der Spindel auf. Innerhalb der Ausnehmung 20 bewegen sich die Hauptabschnitte 14 der beiden Druckstücke bei einer Drehung der Spindel hin und her. In den Stirnansichten der Fig. 3d und 3e sind die seitlichen Nuten 30 zur Befestigung des Grundkörpers an einem Maschinentisch zu erkennen. Auf sei­ ner Oberseite weist der Grundkörper Gleitflächen 21 auf, auf denen die Spannbacken 5, 6 mit ihren Unterseiten glei­ tend bewegt werden.

Fig. 4 zeigt das Druckstück 3 in der Seitenansicht und in der Vorderansicht. Man erkennt, daß der Hauptabschnitt 14 des Druckstückes 3 in seinem unteren Bereich seitlich vorstehende Abschnitte 22 auweist, die seitliche Schultern 31 der mittleren Ausnehmung 20 des Grundkörpers untergreifen und mit diesen in Gleiteingriff stehen. Die Gleitflächen 31 wirken daher als Führungsflächen für die Druckstücke, die ein Verkanten derselben verhindern. Fig. 4a zeigt deutlich die gekrümmte Fläche 16 des Befestigungsabschnittes 15 des Druckstückes, die den zylindrischen Querstab 17, der zur Befestigung des Spannbackens dient, übergreift. Ferner ist im Befestigungsabschnitt 15 eine Ausnehmung 41 zu erkennen, in die eine durch eine Bohrung 40 des Spannbackens ge­ schraubte Fixierschraube (nicht gezeigt) greift und das Druckstück gegen den Querstab preßt.

Bei der Montage des vorstehend beschriebenen Schraubstockes wird wie folgt vorgegangen:
Als erstes wird die Gewindebüchse 12 in den Grundkörper 1 eingesetzt. Dann wird das Druckstück 3 auf den großen Ge­ windeabschnitt 7 der Spindel aufgedreht. Hiernach wird das Druckstück 4 auf den kleinen Gewindeabschnitt 8 aufgedreht. Die Spindel mit den aufgedrehten Druckstücken wird dann von unten in die Ausnehmung 20 des Grundkörpers eingeführt, wo­ bei die Lagerscheibe 9 der Spindel in die entsprechende er­ weiterte Bohrung des Grundkörpers eingesetzt wird. Dann wird die Zentrierschraube 11 durch die Gewindebüchse 12 eingeschraubt, bis sie mit der Vertiefung der Stirnseite der Spindel in Eingriff tritt, wonach die Kontermutter 13 festgezogen wird. Hiernach werden die beiden Spannbacken 5, 6 auf die entsprechenden Druckstücke 3, 4 aufgesetzt, wo­ nach die beiden zylindrischen Querstäbe 17 in die entspre­ chenden Bohrungen der Backen 5, 6 eingeschlagen werden. Es folgt dann eine Arretierung der Druckstücke 3, 4 durch das Einschrauben der beiden Fixierschrauben (nicht gezeigt). Schließlich werden die Aufsatzbacken auf die Spannbacken aufgezogen, falls solche vorhanden sind. Durch Aufsetzen eines Vierkantschlüssels auf den Vierkantabschnitt 10 kann die Spindel dann gedreht werden, wodurch die Spannbacken 5, 6 bewegt werden.

Eine Demontage des Schraubstockes erfolgt in der umgekehr­ ten Weise.

Claims (8)

1. Zentrisch spannender Schraubstock zum Festspannen von Werkstücken mit
einem im Horizontalschnitt etwa rechtigen Grundkörper (1), der mit Befestigungseinrichtungen zum Aufspannen auf einen Maschinentisch versehen ist,
zwei entlang und über dem Grundkörper (1) aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Spannbacken (5, 6) zum Festspannen eines zu bearbeitenden Werkstückes,
zwei innerhalb des Grundkörpers (1) beweglich gelager­ ten Druckstücken (3, 4), an denen jeweils ein Spann­ backen (5, 6) lösbar montiert ist,
einer im Grundkörper (1) drehbar gelagerten Spindel (2) mit zwei gegenläufigen Gewindeabschnitten (7, 8), die sich durch die Druckstücke (3, 4) erstrecken und mit diesen kämmen,
wobei der Grundkörper (1) an seiner Unterseite seit­ liche Gleitflächen (31) aufweist, die von den Druck­ stücken (3, 4) zur gleitenden Führung derselben unter­ griffen werden, und
wobei jeder Spannbacken (5, 6) mit Hilfe eines sich durch diesen erstreckenden zylindrischen Querstabes (17), der mit einer gekrümmten, den Querstab (17) übergreifenden Fläche (16) des Druckstückes (3, 4) in Preßeingriff steht, am Druckstück (3, 4) lösbar fi­ xiert ist.

2. Schraubstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (3, 4) mit Hilfe einer sich durch den zugehörigen Spannbacken (5, 6) erstreckenden Fi­ xierschraube gegen den Querstab (17) gepreßt wird.

3. Schraubstock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Druckstück (3, 4) einen innerhalb des Grundkörpers (1) geführten Hauptabschnitt (14) und einen von diesem nach oben vorstehenden Befestigungs­ abschnitt (15) aufweist, der die gekrümmte Fläche (16) umfaßt.

4. Schraubstock nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) auf seiner Oberseite zwei seitliche Gleitflächen. (21) für die Spannbacken (5, 6) besitzt.

5. Schraubstock nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (2) sowie deren Lager und Befestigungen vollständig in den Grundkörper (1) integriert sind und von diesem nicht seitlich vorstehen.

6. Schraubstock nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (2) in einem Endbereich eine einstückig damit ausgebildete Lager­ scheibe (9) aufweist.

7. Schraubstock nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager für die Spindel (2) von einer in die Stirnseite der Spindel (2) greifenden Zentrierschraube (11) und einer Konter­ mutter (13) hierfür gebildet wird.

8. Schraubstock nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) seit­ liche Nuten (30) zum Aufspannen auf verschiedenartige Maschinentische aufweist.