DE19512664C2 - Abstützvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstützvorrichtung mit einem Stützschaft, einem Gehäuse mit darin ausgebildeten Führungsflächenabschnitten, welche den Stützschaft formschlüssig umgeben und entlang denen dieser in dessen Längsrichtung gerade geführt ist, und mit einer am Gehäuse abgestützten Spannmittelanordnung, mittels welcher eine Umsetzung einer daran angreifenden Stellkraft in eine Anpreßkraft zwischen wenigstens einem Teil der Führungsflächenabschnitte und dem Stützschaft erfolgt.

Eine derartige Abstützvorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift US 3.729.185 bekannt und dient insbesondere zur statisch überbestimmten Abstützung eines in einer Werkzeugmaschine eingespannten Werkstücks gegen Schnittkräfte und gegebenenfalls zur Vermeidung von Vibrationen des Werkstücks unter der Einwirkung dieser Schnittkräfte.

Bei einer handelsüblichen Abstützvorrichtung der genannten Art ist der Stützschaft auf einem Teil seiner Länge von einer im Gehäuse fest angeordneten elastischen Hülse umgeben. Zwischen der Hülse und dem Gehäuse ist eine mit einem Druckmittel beaufschlagbare Kammer vorgesehen. Ein in dieser Kammer herrschender Druck bewirkt ein Anpressen der Hülse an den Umfang des Stützschafts, so daß dieser in einer in dessen Längsrichtung verschobenen Stellung im Gehäuse festgeklemmt ist (siehe beispielsweise Katalog HD11 "Elektro- und luft-hydraulisches Kraft-Spann-System" der Firma DE-STA-CO, Frankfurt/Main).

Zur Erzielung hinlänglich großer Stützkräfte benötigen solche bekannten Abstützvorrichtungen einen Druck bis zu 400 × 10³ hPa. Um das Druckmittel unter einen derart hohen Druck zu setzen, werden für den praktischen Einsatz Druckübersetzer verwendet. Dies wirkt sich insbesondere auch im Hinblick auf die Investitionskosten nachteilig aus. Die Abstützvorrichtung selbst muß aber auch durch entsprechend groß ausgelegte Dimensionierung derselben an den genannten hohen Druck angepaßt werden. Dies führt zwangsläufig auch zu einem nicht unerheblichen Platzbedarf zur Unterbringung der bekannten Abstützvorrichtung in einer Werkzeugspannvorrichtung.

Zum eingangs genannten Zweck ist auch eine Abstützvorrichtung mit einem vom oben beschriebenen abweichenden Funktionsprinzip bekannt geworden (siehe US 3,938,798). Hierbei ist ein Stützschaft anstelle der oben genannten elastischen Hülse von Zylinderstiften umgeben, die den Stützschaft mit Ausnahme eines als Stellstift vorgesehenen Zylinderstifts nach Art der Nadeln eines Nadellagers jedoch unter betriebsmäßigem gegenseitigen Kontakt benachbarter Zylinderstifte einschließen und einen zwischen einem Gehäuse und einem von diesem aufgenommenen Stützschaft gebildeten Ringraum überbrücken. Die Zylinderstifte sind in zwei Gruppen unterteilt, von welchen eine erste axial am Gehäuse und eine zweite axial am Stützschaft abgestützt ist. Dabei folgt jeweils ein Zylinderstift der einen Gruppe auf einen solchen der anderen Gruppe. Der Stellstift gehört der axial am Gehäuse abgestützten ersten Gruppe an. Er ist in einem mit dem Ringraum kommunizierenden Längsschlitz des Gehäuses angeordnet und kontaktiert betriebsmäßig einen jeweils zu ihm benachbarten der Zylinderstifte nach Art eines zwischen diese geschobenen Keils. Auf den Stellstift wirkt betriebsmäßig eine bezüglich des Ringraumes radial nach innen gerichtete Stellkraft, welche aufgrund der Keilwirkung des Stellstiftes und der Anordnung der Zylinderstifte in dem Ringraum letztere gegenseitig aneinanderpreßt, die dem Stellstift benachbarten Zylinderstifte überdies gegen den Stützschaft drückt und eine Pressung zwischen den restlichen Zylinderstiften und der am Gehäuse ausgebildeten Zylinderwand des Ringraumes und bei entsprechender Dimensionierung desselben und der Zylinderstifte aufgrund elastischer Verformung auch zwischen dem Stützschaft und besagten restlichen Zylinderstiften hervorruft, so daß gegebenenfalls eine Verspannung des Stützschafts gegenüber dem Gehäuse auftreten kann.

Hinweise auf den Grad einer solchen eventuellen Verspannung zwischen dem Stützschaft und dem Gehäuse sind dem genannten US-Patent nicht entnehmbar, zumal dessen Lehre darauf abzielt, die am Stützschaft gehalterten Zylinderstifte gegen die im Gehäuse gehalterten zu verspannen, um über den gegenseitigen Reibschluß zwischen den Zylinderstiften der genannten beiden Gruppen den Stützschaft mit einer gewünschten Stützkraft in einstellbaren Positionen entlang des genannten Ringraumes zu halten.

Zur Erreichung dieses Zieles ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß der Stützschaft mit seinem zur Übertragung der Stützkraft auf die Stirnseiten der vom Stützschaft gehalterten Zylinderstifte vorgesehenen Bund an all diesen Stirnseiten anliegt und so gut keine Ebenheitsfehler am Bund und an den Stirnseiten vorliegen, da andernfalls die erreichbare Stützkraft um ein Vielfaches kleiner ausfallen kann als die theoretisch erreichbare. Dies erfordert aber einen nicht unerheblichen Aufwand im Hinblick auf die Präzision der Funktionsteile dieser bekannten Abstützvorrichtung. Dieser Aufwand schlägt zusätzlich zu Buche zu ohnehin gesteigerten Kosten für die Fertigung der hierbei vorliegenden relativ großen Anzahl von Funktionsteilen.

Mit der Erfindung soll eine gattungsgemäße Abstützvorrichtung so ausgestaltet werden, daß damit große Stützkräfte bei kleinem Platzbedarf erzielt werden und hierzu möglichst wenig Funktionsteile ohne gesteigerte Anforderung an deren Präzision erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer in Anspruch 1 angegebenen Abstützvorrichtung gelöst.

Beim Gegenstand der Erfindung liegt die damit erzielbare Stützkraft zwar ebenso wie bei dem erwähnten bekannten Abstützvorrichtungen in Form einer Reibkraft vor, die betriebsmäßig einer Längsverschiebung des Stützschafts entgegenwirkt, doch bedarf es zur Erzeugung einer gleichgroßen Reibkraft wie bei der aus der oben genannten Druckschrift US 3.729.185 bekannten Abstützvorrichtung einer wesentlich geringeren Stellkraft. Diese Reduzierung der erforderlichen Stellkraft zur Erzielung einer bestimmten Stützkraft gelingt mit dem Erfindungsgegenstand dadurch, daß hierbei die für die genannte Reibkraft maßgebliche Anpreßkraft zwischen wenigstens einem Teil der Führungsflächenabschnitte und dem Stützschaft mittels der kraftverstärkenden Spannmittelanordnung gegenüber der Stellkraft vergrößert wird. Demgegenüber ist die genannte Anpreßkraft bei der bekannten Abstützvorrichtung gegenüber der zu ihrer Erzeugung aufgewendeten Stellkraft verkleinert, und zwar um den Betrag einer der Stellkraft entgegenwirkenden Rückstellkraft seitens der elastischen Hülse.

Die Erzeugung einer gegenüber der Stellkraft erhöhten Abstützkraft ist zwar auch mit der aus der oben genannten Druckschrift US 3,938,798 bekannten Abstützvorrichtung möglich. Gegenüber dieser zeichnet sich der Erfindungsgegenstand jedoch dadurch aus, daß bei diesem die den Stützschaft haltende Stützkraft von einer unmittelbar zwischen diesem und zur Führung desselben im Gehäuse angeordneten Führungsflächenabschnitten wirksamen Reibkraft dargestellt wird. Der Erfindungsgegenstand benötigt somit keine zusätzlichen Funktionsteile zur Einleitung einer aus Reibkräften gewonnenen Abstützkraft in den Stützschaft, mit der Folge, daß im Vergleich zur bekannten Abstützvorrichtung weniger Funktionsteile benötigt werden und somit Fertigungsschritte entfallen, so daß sich auch ein zusätzlicher Aufwand im Hinblick auf die Präzision entsprechender Fertigungsverfahren erübrigt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß der Stützschaft entlang wenigstens eines an den Führungsflächenabschnitten geführten Stützschaftabschnitts desselben ein von einer Kreisfläche abweichendes Querschnittsprofil aufweist, und daß die Spannmittelanordnung unter der Wirkung der daran angreifenden Stellkraft eine Torsionskraft auf den Stützschaft ausübt. In diesem Falle ergibt sich die Anpreßkraft zwischen wenigstens einem Teil der Führungsflächenabschnitte und wenigstens einem Abschnitt des Stützschafts dadurch, daß der Stützschaft infolge seines zumindest abschnittsweise von einer Kreisfläche abweichenden Querschnittsprofils und infolge der formschlüssigen Einbettung dieses Querschnittsprofils in die wenigstens abschnittsweise mit einem korrespondierenden Profil ausgestatteten Führungsflächenabschnitte gegen eine bezüglich der Längsachse des Stützschafts erfolgenden Drehung des Stützschafts gegenüber den Führungsflächenabschnitten arretiert ist. Die auf den Stützschaft ausgeübte Torsionskraft bewirkt somit unmittelbar die für die erzielbare Stützkraft maßgebliche Anpreßkraft.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß die Spannmittelanordnung unter der Wirkung der daran angreifenden Stellkraft eine Querkraft auf den Stützschaft ausübt. Hierbei kann die Querschnittsform des Stützschafts beziehungsweise der zur Geradführung des Stützschafts vorgesehenen Führungsflächenabschnitte im einfachsten Falle durchweg einer Kreisfläche beziehungsweise einer kreiszylindrischen Ausnehmung im Gehäuse entsprechen.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist eine im Gehäuse ausgebildete, die Führungsflächenabschnitte unterbrechende Kammer vorgesehen, in welcher die Spannmittelanordnung aufgenommen ist. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Umsetzung der an der Spannmittelanordnung angreifenden Stellkraft in die genannte Anpreßkraft über einen innerhalb des Gehäuses stattfindenden Angriff der Spannmittelanordnung an dem Stützschaft.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine im Gehäuse aufgenommene Stellgliedanordnung vorgesehen, mittels welcher die Spannmittelanordnung mit der Stellkraft beaufschlagbar ist. Dabei zeichnet sich eine erste Variante dadurch aus, daß die Stellgliedanordnung wenigstens einen mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagbaren Arbeitskolben und einen in das Gehäuse integrierten, den Arbeitskolben führenden Zylinder umfaßt, und daß der Arbeitskolben betriebsmäßig unter dem Druck des Fluids an die Spannmittelanordnung angestellt ist, während sich eine zweite Variante dadurch auszeichnet, daß die Stellgliedanordnung als betriebsmäßig an die Spannmittelanordnung angestellte, in einem Gewinde im Gehäuse aufgenommene Stellschraube ausgebildet ist.

Die Spannmittelanordnung ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung mittels eines quer zum Stützschaft wirkenden Hebels gebildet, der an einem ersten Endabschnitt desselben betriebsmäßig mit der Stellkraft beaufschlagt ist. Die solchermaßen mittels eines Hebels gebildete Spannmittelanordnung zeichnet sich in Verbindung mit der bereits dargelegten Ausgestaltung, bei welcher die Spannmittelanordnung unter der Wirkung der daran angreifenden Stellkraft eine Torsionskraft auf den Stützschaft ausübt, des weiteren dadurch aus, daß an einem dem ersten Endabschnitt des Hebels gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt des Hebels eine Ausnehmung ausgebildet ist, welche an das von einer Kreisfläche abweichende Querschnittsprofil des Stützschafts angepaßt ist und innerhalb des wenigstens einen, dieses Querschnittprofil aufweisenden Stützschaftsabschnitts nach Art eines Schraubenschlüssels mit dem Stützschaft in Eingriff steht.

Die mit einer unter Verwendung eines quer zum Stützschaft wirkenden Hebels gebildeten Spannmittelanordnung ausgestattete Abstützvorrichtung zeichnet sich in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung dadurch aus, daß eine gelenkige Verbindung zwischen dem Gehäuse und einem dem ersten Endabschnitt des Hebels gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt des Hebels vorgesehen ist, und daß der Hebel zwischen dessen erstem Endabschnitt und der gelenkigen Verbindung mit dem Stützschaft in Eingriff steht.

Eine insbesondere im Hinblick auf eine selbsttätige Längsverschiebung des Stützschafts in eine Stützlage desselben vorteilhafte Weiterbildung der Abstützvorrichtung umfaßt bevorzugt eine in das Gehäuse integrierte Verschiebeeinrichtung mit einer gegen das Gehäuse abgestützten, am Stützschaft angreifenden Anstellfeder, mittels welcher eine Längsverschiebung des Stützschafts aus einer Ausgangslage desselben heraus bewirkbar ist, und mit Schaltmitteln, welche mittels eines unter Druck stehenden Fluids aus einem nicht aktivierten Zustand in einen aktivierten Zustand versetzbar sind, im nicht aktivierten Zustand den Stützschaft entgegen der Wirkung der Anstellfeder in der Ausgangslage halten und im aktivierten Zustand die Verschiebung des Stützschafts aus dessen Ausgangslage heraus freigeben.

Hierbei zeichnet sich eine bevorzugte Ausgestaltung dadurch aus, daß die Schaltmittel gebildet sind mittels eines in Längsrichtung des Stützschafts im Gehäuse geführten und vom Stützschaft durchdrungenen Stellkolbens, mittels eines am Stützschaft vorgesehenen Anschlags, gegen welchen der Stellkolben anstellbar ist, sowie mittels einer gegen das Gehäuse abgestützten, am Stellkolben angreifenden Rückstellfeder, unter deren Federkraft der Stellkolben im nicht aktivierten Zustand der Schaltmittel an den Anschlag angestellt ist, und daß der Stellkolben unter dessen einseitiger Beaufschlagung mit dem unter Druck stehenden Fluid entgegen der Federkraft der Rückstellfeder verschiebbar ist.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Hierin zeigt:

Fig. 1 in teilweise aufgebrochener Darstellung eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels mit einem betriebsmäßig unter der Wirkung einer Torsionskraft stehenden Stützschaft,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 in teilweise aufgebrochener Darstellung,

Fig. 4 in einer der Fig. 2 entsprechenden Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel mit einem betriebsmäßig unter der Wirkung einer Querkraft stehenden Stützschaft,

Fig. 5 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine Variante hinsichtlich der Ausbildung einer Stellgliedanordnung, welche betriebsmäßig eine auf die Kraftübersetzungseinrichtung wirkende Stellkraft bereitstellt,

Fig. 6 in einer der Fig. 2 entsprechenden Schnittdarstellung eine weitere Variante hinsichtlich der Ausbildung der Stellgliedanordnung.

Gemäß Fig. 1 ist ein Stützschaft 1 in dessen Längsrichtung verschiebbar in einem Gehäuse 2 aufgenommen, welches sich im vorliegenden Beispiel aus einem Gehäuseunterteil 2′ und einem Gehäuseoberteil 2′′ zusammensetzt. Das Gehäuseoberteil 2′′ hat hierbei die Form einer Hülse, die über ein daran ausgebildetes Innengewinde mit einem ein Außengewinde tragenden Ansatz des Gehäuseunterteils 2′ verschraubt ist. Entsprechend einer Ausgestaltung, bei welcher der Stützschaft 1 betriebsmäßig unter der Wirkung einer Torsionskraft steht, weist der Stützschaft 1 an einem hier im Gehäuseunterteil 2′ befindlichen ersten Stützschaftabschnitt 1.1 ein von einer Kreisfläche abweichendes Querschnittsprofil Q auf, welches im vorliegenden Beispiel in Form eines Vierkantprofils ausgebildet ist.

Im Gehäuseunterteil 2′ sind Führungsflächenabschnitte 2.1, 2.2 und 2.1′, 2.2′ vorgesehen, welche das entlang des Stützschaftabschnitts 1.1 vorliegende, in Form eines Vierkantprofils ausgebildete Querschnittsprofil Q formschlüssig umgeben und an denen der Stützschaft 1 in dessen Längsrichtung gerade geführt ist. Die in Fig. 1 mittels Ausbrechungen des Stützschafts 1 teilweise freigelegten Führungsflächenabschnitte 2.1, 2.2 und 2.1′, 2.2′ stellen lediglich jeweils 2 von insgesamt jeweils vier einander paarweise gegenüberliegenden Führungsflächenabschnitten dar, welche sich an das Querschnittsprofil Q in Form des genannten Vierkantprofils mit quadratischem Querschnitt anschmiegen. Im Anschluß an dieses Vierkantprofil besitzt der Stützschaft 1 im vorliegenden Beispiel einen zweiten Stützschaftabschnitt 1.2 mit einem kreiszylindrischen Querschnitt, der einen Durchmesser von der Größe der Seitenlänge des quadratischen Vierkantprofils aufweist, so daß an den einander zugewandten Enden der beiden Stützschaftabschnitte 1.1 und 1.2 der kreiszylindrische Querschnitt von Ecken des Vierkantprofils überragt wird. Diese bilden einen Anschlag, auf den später noch eingegangen wird.

An einem Hülsenabschnitt des hülsenförmigen Gehäuseoberteils 2′′ ist ein weiterer Führungsflächenabschnitt 2.3 vorgesehen, der sich an den hier kreiszylindrischen Querschnitt des Stützschafts 1 anschmiegt. Die Ausbildung eines kreiszylindrischen Querschnitts im Bereich des Führungsflächenabschnitts 2.3 ist nicht zwingend. Grundsätzlich ist auch hier ein von einer Kreisform abweichender Querschnitt des Stützschafts 1 und ein korrespondierender Querschnitt für den Führungsflächenabschnitt 2.3 möglich.

In der Längsrichtung des Stützschafts 1 schließt sich an erste Führungsflächenabschnitte 2.1 und 2.2 der Führungsflächenabschnitte 2.1, 2.2, 2.1′, 2.2′ eine im Gehäuse 2 - hier im Gehäuseunterteil 2′ - ausgebildete Kammer 3 an, auf welche zweite Führungsflächenabschnitte 2.1′, 2.2′ folgen. Die Führungsflächenabschnitte 2.1, 2.1′, 2.2, 2.2′ sind somit mittels der Kammer 3 unterbrochen. In dieser Kammer ist eine einen quer zum Stützschaft wirkenden Hebel 4.1 umfassende Spannmittelanordnung 4 aufgenommen. In einem ersten Endabschnitt 4.4 des Hebels 4.1 ist in diesen in einer quer zur Längsrichtung des Stützschafts 1 verlaufenden Richtung eine Druckschraube 4.3 eingeschraubt und mittels einer Konterschraube 4.2 in einer Lage fixiert, in welcher ein Ende der Druckschraube 4.3 die Kontur des Hebels 4.1 überragt. An diesem Ende der Druckschraube 4.3 ist in diese eine mit einer Abflachung versehene Kugel 4.5 eingelassen, die ihrerseits die Druckschraube 4.3 überragt und zur Einleitung einer auf den Hebel 4.1 wirkenden Stellkraft vorgesehen ist. An einem dem ersten Endabschnitt 4.4 des Hebels 4.1 gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 4.6 ist eine Ausnehmung 4.7 ausgebildet (siehe Fig. 2).

Wie bereits dargelegt, besitzt der Stützschaft 1 im Bereich der den Hebel 4.1 aufnehmenden Kammer 3 in vorliegendem Beispiel ein in Form eines Vierkantprofils ausgebildetes und insofern von einer Kreisfläche abweichendes Querschnittsprofil Q. Die genannte Ausnehmung 4.7 ist an dieses Querschnittsprofil Q angepaßt, das heißt sie umschließt dieses Querschnittsprofil Q nach Art eines Schraubenschlüssels und steht somit in Eingriff mit dem Stützschaft 1. Hiermit ergibt sich eine erste Abstützung der Spannmittelanordnung 4 über deren Hebel 4.1 am Gehäuse 2.

Im Gehäuse 2 ist weiterhin eine Stellgliedanordnung 5 angeordnet, mittels welcher die hier den Hebel 4.1 umfassende Spannmittelanordnung 4 mit der genannten Stellkraft beaufschlagbar ist. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4 umfaßt die Stellgliedanordnung 5 einen mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagbaren Arbeitskolben 5.1. Dieser ist derart in einem in das Gehäuse 2 integrierten Zylinder 5.4 geführt, daß eine erste Stirnfläche 5.5 des Arbeitskolbens 5.1 der obengenannten Kugel 4.5 unmittelbar gegenübersteht. An ein der ersten Stirnfläche 5.5 des Arbeitskolbens 5.1 abgewandtes Ende desselben schließt sich eine Membrandichtung 5.2 an, mittels welcher der Arbeitskolben 5.1 gegenüber dem Zylinder 5.4 abgedichtet ist. In die erste Stirnfläche 5.5 des Arbeitskolbens 5.1 ist ein Druckstück 5.3 eingelassen, welches betriebsmäßig an der genannten Abflachung der Kugel 4.5 anliegt. Hiermit ergibt sich eine zweite Abstützung der Spannmittelanordnung 4 über deren Hebel 4.1 am Gehäuse 2. Dank des Druckstücks 5.3 kann für den Arbeitskolben 5.1 ein verhältnismäßig weicher Werkstoff, wie beispielsweise Messing verwendet werden.

Zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens 5.1 mit dem unter Druck stehenden Fluid ist eine in Fig. 3 angedeutete Verschraubung 6 in das Gehäuseunterteil 2′ eingesetzt, die einerseits mit einer nicht dargestellten, das unter Druck stehende Fluid bereitstellenden Druckmittelquelle verbindbar ist und andererseits mit kommunizierenden Bohrungen 7.1 und 7.2 in Verbindung steht, von welchen eine an einer der Membrandichtung 5.2 unmittelbar gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinders 5.4 in diesen einmündet. Unter einer betriebsmäßig vorliegenden Verbindung des Zylinders 5.4 mit besagter Druckmittelquelle liegt somit der Arbeitskolben 5.1 an der Spannmittelanordnung 4 an. Hierbei drückt das Druckstück 5.3 mit der genannten Stellkraft gegen die Abflachung der Kugel 4.5 und erzeugt am Hebel 4.1 ein Drehmoment bezüglich der Längsachse des von der Ausnehmung 4.7 des Hebels 4.1 formschlüssig umschlossenen Stützschafts 1. Über den nach Art eines Schraubenschlüssels bestehenden Eingriff zwischen dem Hebel 4.1 und dem Stützschaft 1 ergibt sich sodann eine auf den Stützschaft 1 wirkende Torsionskraft, die infolge der Hebellängenverhältnisse am Hebel 4.1 um ein Vielfaches größer ist als die Stellkraft. Die Spannmittelanordnung 4 ist somit in Form einer die Wirkung der Stellkraft verstärkenden Kraftübersetzungseinrichtung ausgebildet.

Die genannte Torsionskraft preßt im Stützschaftabschnitt 1.1 die Seitenflächen des hier mit dem genannten Vierkantprofil versehenen Stützschafts 1 gegen die genannten jeweils vier einander paarweise gegenüberliegenden Führungsflächenabschnitte, von denen in Fig. 1 die Führungsflächenabschnitte 2.1, 2.2 und 2.1′, 2.2′ erkennbar sind. Insgesamt erfolgt also mittels der Spannmittelanordnung 4 eine Umsetzung der Stellkraft in eine Anpreßkraft zwischen den besagten Führungsflächenabschnitten und dem Stützschaft 1. Dabei steht im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Führungsflächenabschnitt 2.3 nicht unter einer Anpreßkraft seitens des Stützschafts 1, da dieser im Bereich dieses Führungsflächenabschnitts 2.3 einen kreiszylindrischen Querschnitt besitzt und somit kein Torsionsmoment überträgt.

Aus der genannten Anpreßkraft resultiert schließlich die mit der Abstützvorrichtung erzielbare Stützkraft in Längsrichtung des Stützschafts 1. Eine Aufhebung der Stützkraft erfolgt durch eine in bekannter Weise erfolgende Druckentlastung des Zylinders 5.4, in deren Folge der Arbeitskolben 5.1 unter der Wirkung einer Rückstelleinrichtung 8 von der Kugel 4.5 abrückt, die im übrigen zentrisch bezüglich der ersten Stirnfläche 5.5 des Arbeitskolbens 5.1 und bezüglich der Dicke 4.8 des Hebels 4.1 - gemessen in Längsrichtung des Stützschafts 1 - angeordnet ist. Die Rückstelleinrichtung 8 umfaßt ein in das Gehäuseunterteil 2′ eingefügtes Abstützelement 8.1, darin abgestützte Druckfedern 8.2 und eine das Abstützelement 8.1 im Gehäuseunterteil 2′ halternde Fixierschraube 8.3. Das Abstützelement 8.1 besitzt eine kreiszylindrische Mantelfläche, die in eine mit dem Arbeitskolben 5.1 fluchtende Querbohrung 9 im Gehäuseunterteil 2′ eingepaßt ist, welches seinerseits im wesentlichen die Form eines kreiszylindrischen Prismas aufweist. Eine erste Stirnseite 8.4 des Abstützelements 8.1 ist an die äußere Form des Gehäuseunterteils 2′ angepaßt. Von einer gegenüberliegenden ebenen zweiten Stirnseite 8.5 des Abstützelements 8.1 aus erstreckt sich ein Schlitz 8.6, der einen Bestandteil der bereits genannten, im Gehäuse 2 ausgebildeten Kammer 3 bildet und den Hebel 4.1 im Bereich von dessen erstem Endabschnitt 4.4 umgibt. Die Druckfedern 8.2 sind beiderseits des Schlitzes 8.6 von der zweiten Stirnseite 8.5 her in das Abstützelement 8.1 eingelassen und beaufschlagen die erste Stirnfläche 5.5 des Arbeitskolbens 5.1.

Die erwähnte Kammer 3 ist im übrigen ebenfalls mittels eines an die Dicke 4.8 des Hebels 4.1 angepaßten Schlitzes gebildet, der sich, ausgehend von der Mantelfläche des in Form eines kreiszylindrischen Prismas ausgebildeten Gehäuseunterteils 2′ in dieses hinein erstreckt und den erforderlichen Freiraum für eine betriebsmäßige Betätigung des Hebels 4.1 schafft. Eine auf die genannte Mantelfläche des Gehäuseunterteils 2′ aufgeschobene Hülse 10 schützt das Innere der Kammer 3 vor Verunreinigungen im praktischen Einsatz der Abstützvorrichtung. Zur Fixierung der Hülse 10 ist ein erstes Ende derselben an einen Bund 11 am Gehäuseoberteil 2′′ angeschlagen und ein zweites Ende derselben an einer lösbar am Gehäuseunterteil 2′ befestigten Scheibe abgestützt, welche die Mantelfläche des Gehäuseunterteils 2′ überragt.

In Fig. 4 ist eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels wiedergegeben, bei welchem der Stützschaft 1′ betriebsmäßig unter der Wirkung einer Querkraft steht. Dieses Ausführungsbeispiel gleicht dem oben beschriebenen mit Ausnahme der im folgenden dargelegten Abweichungen. Der Stützschaft 1′ besitzt durchweg einen kreiszylindrischen Querschnitt, an welchen sich analog zu den Führungsflächenabschnitten 2.1, 2.1′, 2.2, 2.2′, 2.3 des obigen Beispiels hier zeichnerisch nicht dargestellte Führungsflächenabschnitte anschmiegen. Die kreiszylindrische Form des Querschnitts ist nicht zwingend erforderlich, sie erweist sich aber fertigungstechnisch als vorteilhaft. Zwischen dem Gehäuse 2, und zwar speziell zwischen dem Gehäuseunterteil 2′, und einem dem ersten Endabschnitt 4.4′ des Hebels 4.1′ gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 4.6′ des Hebels 4.1′ ist eine gelenkige Verbindung 13 vorgesehen. Hierzu ist im vorliegenden Beispiel in das Gehäuseunterteil 2′ ein zum Stützschaft 1′ paralleler Gelenkbolzen 14.1 eingesetzt, der eine an dessen Querschnitt angepaßte, im Hebel 4.1′ ausgebildete Gelenkbohrung 13.2 durchgreift.

Der Hebel 4.1′ steht zwischen dessen erstem Endabschnitt 4.4′ und der gelenkigen Verbindung 13 mit dem Stützschaft 1′ in Eingriff. Hierzu sind der Hebel 4.1′ und die gelenkige Verbindung 13 derart im Gehäuseunterteil 2′ angeordnet, daß sich der erste Endabschnitt 4.4′ des Hebels 4.1′ diesseits und die gelenkige Verbindung 13 jenseits des Stützschafts 1′ befindet, wobei der Stützschaft 1′ eine im Hebel 4.1′ ausgebildete Bohrung 4.9 durchgreift. Mit dieser Anordnung verursacht die betriebsmäßig auf die Kugel 4.5 wirkende Stellkraft am Stützschaft 1′ eine gegenüber der Stellkraft vergrößerte Querkraft, welche eine Anpreßkraft zwischen dem Stützschaft 1′ und entsprechend orientierten Flächenbereichen der genannten, hier nicht zeichnerisch dargestellten Führungsflächenabschnitte hervorruft, die letztlich für die erzielbare Stützkraft maßgeblich ist.

Bei dem insoweit beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Wirkverbindung zwischen dem Stützschaft 1′ und dem Hebel 4.1′ über die obengenannte Bohrung 4.9 hergestellt. Damit ist der Stützschaft 1′ im Eingriffsbereich zwischen diesem und dem Hebel 4.1′ von letzterem vollständig formschlüssig umfaßt. Eine derart formschlüssige Wirkverbindung ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen des Eingriffsbereichs denkbar, mit denen in diesem Eingriffsbereich eine aus der Stellkraft resultierende Querkraft auf den Stützschaft 1′ übertragbar ist. Eine denkbare Möglichkeit ist in Fig. 4 beispielhaft mit gestrichelten Linien angedeutet. Hierbei ist am Hebel 4.1′ eine sich an die Querschnittskontur des Stützschafts 1′ anschmiegende Abstützfläche vorgesehen, die sich lediglich über einen geeignet gewählten Abstützbereich 14 der Mantelfläche des Stützschafts 1′ erstreckt.

Anstelle des bei den vorab beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendeten Arbeitskolbens 5.1 können für eine Stellgliedanordnung auch zwei in Längsrichtung des Stützschafts 1 bzw. 1′ übereinander angeordnete Arbeitskolben 5.1′ vorgesehen werden. Eine derartige Stellgliedanordnung 5′ ist in Fig. 5 angedeutet. Sie kann mit Vorteil eingesetzt werden, um ein Gehäuseunterteil 2′.1 mit einem kleineren Durchmesser auszubilden als das Gehäuseunterteil 2′ der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 bis 4. Hierbei ist den beiden Arbeitskolben 5.1′ ein gemeinsames Druckstück 5.3′ zugeordnet, mittels welchem die Stellkraft auf die genannte Kugel 4.5 (siehe beispielsweise Fig. 2 oder Fig. 4) übertragbar ist.

Der genannte Vorteil kann auch erzielt werden mit Hilfe eines einzigen zeichnerisch nicht dargestellten Arbeitskolbens mit einer länglichen Querschnittsfläche und einer Längserstreckung derselben entlang des Stützschafts 1 bzw. 1′.

Weiterhin kann gemäß Fig. 6 eine Stellgliedanordnung 5′′ anstelle der Arbeitskolben 5.1 bzw. 5.1′ auch mittels einer Stellschraube 5.6 gebildet sein, die in einem Gewinde 5.7 im Gehäuse 2 aufgenommen und betriebsmäßig an die genannte Kugel 4.5 angestellt ist.

Am Beispiel der Ausführungsform nach Fig. 1, in welcher der Stützschaft 1 in seiner Ausgangslage dargestellt ist, ist im folgenden die in Weiterbildung der Erfindung vorgesehene, in das Gehäuse 2 integrierte Verschiebeeinrichtung für den Stützschaft 1 beschrieben.

Der Stützschaft 1 ist vom freien Ende seines im Gehäuseunterteil 2′ befindlichen Stützschaftabschnitts 1.1 her mit einer zentrischen Sackbohrung 1.3 versehen. In diese ist zunächst eine Anstellfeder 15 und anschließend ein an den Durchmesser der Sackbohrung 1.3 angepaßter Stützstift 16 eingeschoben. Der Stützstift 16 ist des weiteren mit seinem der Anstellfeder 15 abgewandten Ende in ein mit dem Gehäuseunterteil 2′ verschraubtes Gewindestück 17 eingesetzt. Die Anstellfeder 15 greift unter Anlage am Bohrungsgrund der Sackbohrung 1.3 am Stützschaft 1 an und ist über den Stützstift 16 und das Gewindestück 17 gegen das Gehäuse 2 abgestützt. In der dargestellten Ausgangslage des Stützschafts 1 steht die Anstellfeder 15 unter einer Vorspannung, mittels welcher eine Längsverschiebung des Stützschafts 1 aus der Ausgangslage desselben heraus bewirkbar ist und zwar in einer Richtung, die vom obengenannten freien Ende des im Gehäuseunterteil 2′ befindlichen Stützschaftsabschnitts 1.1 zum entgegengesetzten freien Ende des Stützschafts 1 weist.

Die genannte Verschiebeeinrichtung umfaßt des weiteren Schaltmittel 18, welche mittels eines unter Druck stehenden Fluids aus einem nicht aktivierten Zustand in einen aktivierten Zustand versetzbar sind. Den Schaltmitteln 18 gehört im vorliegenden Beispiel ein Stellkolben 18.1 an, der im Gehäuse 2 - hier speziell im Gehäuseoberteil 2′′ - in Längsrichtung des Stützschafts 1 geführt und von letzterem durchdrungen ist, und zwar von dem hier mit kreiszylindrischem Querschnitt ausgebildeten zweiten Stützschaftabschnitt 1.2. Gegen eine dem ersten Stützschaftabschnitt 1.1 abgewandte Stirnseite des Stellkolbens 18.1 ist eine Rückstellfeder 18.2 angestellt, welche gegen das Gehäuse 2 - hier speziell gegen das Gehäuseoberteil 2′′ - abgestützt ist. Im dargestellten nicht aktivierten Zustand steht die Rückstellfeder 18.2 bereits unter einer Vorspannung, welche die an der Anstellfeder 15 vorliegende Vorspannung kompensiert, so daß der Stellkolben 18.1 unter der Vorspannung der Rückstellfeder 18.2 an dem bereits erwähnten, mittels vorstehender Ecken des Vierkantprofils des Stützschaftabschnitts 1.1 gebildeten Anschlag 18.3 anliegt und den Stützschaft 1 entgegen der Wirkung der Anstellfeder 15 in der dargestellten Ausgangslage hält.

Im aktivierten Zustand der Schaltmittel 18 ist der Stellkolben 18.1 einseitig mit dem genannten unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt, und zwar an einer der Rückstellfeder 18.2 abgewandten Stirnfläche 18.4 des Stellkolbens 18.1. Der Stellkolben 18.1 drückt somit mit einer seitens des Fluids auf diesen wirkenden Druckkraft unter gleichzeitiger Entlastung des Anschlags 18.3 gegen die Rückstellfeder 18.2 und verschiebt sich in Richtung derselben bis er gegebenenfalls an einer im Gehäuseoberteil 2′′ ausgebildeten Schulter 18.5 anliegt. Die genannte Entlastung des Anschlags 18.3 hat nunmehr zur Folge, daß sich der Stützschaft 1 aus dessen Ausgangslage heraus unter der Vorspannung der Anstellfeder 15 in Richtung auf das freie Ende des zweiten Stützschaftabschnitts 1.2 hin verschiebt.

Zur Beaufschlagung des Stellkolbens 18.1 mit dem unter Druck stehenden Fluid ist eine weitere in Fig. 3 angedeutete Verschraubung 19 in das Gehäuseunterteil 2′ eingesetzt, die wiederum einerseits mit einer nicht dargestellten, das unter Druck stehende Fluid bereitstellenden Druckmittelquelle verbindbar ist und andererseits mit kommunizierenden Bohrungen 20.1 bis 20.5 in Verbindung steht, von welchen eine in eine zwischen dem Stellkolben 18.1 und dem Gehäuse 2 gebildete Ringkammer 21 mündet, deren eine Stirnseite von der Stirnfläche 18.4 des Stellkolbens 18.1 gebildet ist.

Im vorliegenden Beispiel ist bevorzugt eine zeichnerisch nicht dargestellte gemeinsame Druckmittelquelle zur Beaufschlagung von Arbeitskolben 5.1 und Stellkolben 18.1 vorgesehen, und der mit dem Zylinder 5.4 in Verbindung stehenden Verschraubung 6 ist ein druckabhängig schaltendes Ventil vorgeschaltet. Damit wird eine Folgeschaltung realisiert, bei welcher die Schaltmittel 18 in ihren aktivierten Zustand versetzbar sind bevor die Spannmittelanordnung 4 mittels des Arbeitskolbens 5.1 mit der Stellkraft beaufschlagt wird. Dies heißt für den praktischen Einsatz, daß sich der Stützschaft 1 - bei entsprechend geeigneter Anordnung der Abstützvorrichtung und geeigneter Auslegung insbesondere der Anstellfeder - zunächst mit einer relativ kleinen Anstellkraft an ein eingangs genanntes Werkstück anlegt und anschließend mit der erzielbaren Stützkraft in der solchermaßen eingenommenen Lage gehalten wird.

Zur Positionierung der Abstützvorrichtung in einer Aufspannvorrichtung ist das hülsenförmig ausgebildete Gehäuseoberteil 2′′ mit einem Außengewinde 22 versehen, mittels dessen die Abstützvorrichtung in der Aufspannvorrichtung verschraubbar ist.

Die mit einer jeweiligen Ausführungsform erzielbare Stützkraft übersteigt durch eine besondere Maßnahme die aus der jeweiligen Anpreßkraft resultierende am Stützschaft 1, 1′ wirksame Reibkraft. Die genannte Maßnahme besteht darin, den Stützschaft 1, 1′ mittels der Stellkraft örtlich elastisch zu verformen, so daß zu dessen Längsverschiebung in eine vom genannten Werkstück weg weisende Richtung Formänderungsarbeit erforderlich ist. Beim Beispiel nach Fig. 1 wird eine derartige elastische Verformung dadurch erreicht, daß der Querschnitt des ersten Stützschaftsabschnitts 1.1 mittels der Sackbohrung 1.3 geschwächt ist. Die elastische Verformung stellt sich hierbei in Form einer örtlichen Verwindung des Stützschafts 1 unter der Wirkung des an diesem angreifenden Torsionsmoments dar, welches mittels der Stellkraft erzeugt wird.

Claims (13)

1. Abstützvorrichtung mit

• - einem Stützschaft (1, 1′),
• - einem Gehäuse (2) mit darin ausgebildeten Führungsflächenabschnitten (2.1, 2.1′, 2.2, 2.2′, 2.3), welche den Stützschaft (1, 1′) formschlüssig umgeben und entlang denen dieser in dessen Längsrichtung gerade geführt ist, und mit
• - einer am Gehäuse (2) abgestützten Spannmittelanordnung (4), mittels welcher eine Umsetzung einer daran angreifenden Stellkraft in eine Anpreßkraft zwischen wenigstens einem Teil der Führungsflächenabschnitte (2.1, 2.1′, 2.2, 2.2′, 2.3) und dem Stützschaft (1, 1′) erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittelanordnung (4) als Kraftübersetzungseinrichtung ausgebildet ist, welche die Anpreßkraft gegenüber der Stellkraft verstärkt.

2. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Stützschaft (1) entlang wenigstens eines an den Führungsflächenabschnitten (2.1, 2.1′, 2.2, 2.2′) geführten Stützschaftabschnitts (1.1) desselben ein von einer Kreisfläche abweichendes Querschnittsprofil (Q) aufweist, und
• - die Spannmittelanordnung (4) unter der Wirkung der daran angreifenden Stellkraft eine Torsionskraft auf den Stützschaft (1) ausübt.

3. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittelanordnung (4) unter der Wirkung der daran angreifenden Stellkraft eine Querkraft auf den Stützschaft (1′) ausübt.

4. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichent durch eine im Gehäuse (2) ausgebildete, die Führungsflächenabschnitte (2.1, 2.1′, 2.2, 2.2′) unterbrechende Kammer (3), in welcher die Spannmittelanordnung (4) aufgenommen ist.

5. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse (2) aufgenommene Stellgliedanordnung (5, 5′, 5′′), mittels welcher die Spannmittelanordnung (4) mit der Stellkraft beaufschlagbar ist.

6. Abstützvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Stellgliedanordnung (5, 5′) wenigstens einen mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagbaren Arbeitskolben (5.1, 5.1′) und einen in das Gehäuse (2) integrierten, den Arbeitskolben (5.1, 5.1′) führenden Zylinder (5.4) umfaßt, und
• - der Arbeitskolben (5.1, 5.1′) betriebsmäßig unter dem Druck des Fluids an der Spannmittelanordnung (4) anliegt.

7. Abstützvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgliedanordnung (5′′) als betriebsmäßig an die Spannmittelanordnung (4) angestellte, in einem Gewinde (5.7) im Gehäuse (2) aufgenommene Stellschraube (5.6) ausgebildet ist.

8. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittelanordnung (4) mittels eines quer zum Stützschaft (1, 1′) wirkenden Hebels (4.1, 4.1′) gebildet ist, der an einem ersten Endabschnitt (4.4) desselben betriebsmäßig mit der Stellkraft beaufschlagt ist.

9. Abstützvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannmittelanordnung (4) mittels eines quer zum Stützschaft (1) wirkenden Hebels (4.1) gebildet ist, der an einem ersten Endabschnitt (4.4) desselben betriebsmäßig mit der Stellkraft beaufschlagt ist, und
daß an einem dem ersten Endabschnitt (4.4) des Hebels (4.1) gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt des Hebels (4.1) eine Ausnehmung (4.7) ausgebildet ist, welche an das von einer Kreisfläche abweichende Querschnittsprofil (Q) des Stützschafts (1) angepaßt ist und innerhalb des wenigstens einen, dieses Querschnittsprofil (Q) aufweisenden Stützschaftsabschnitts (1.1) nach Art eines Schraubenschlüssels mit dem Stützschaft (1) in Eingriff steht.

10. Abstützvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine gelenkige Verbindung (13) zwischen dem Gehäuse (2) und einem dem ersten Endabschnitt (4.4) des Hebels (4.1′) gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt (4.6′) des Hebels (4.1′) vorgesehen ist, und
• - der Hebel (4.1′) zwischen dessen erstem Endabschnitt (4.4) und der gelenkigen Verbindung (13) mit dem Stützschaft (1′) in Eingriff steht.

11. Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in das Gehäuse (2) integrierte Verschiebeeinrichtung mit

• - einer gegen das Gehäuse (2) abgestützten, am Stützschaft (1, 1′) angreifenden Anstellfeder (15), mittels welcher eine Längsverschiebung des Stützschafts (1, 1′) aus einer Ausgangslage desselben heraus bewirkbar ist, und mit
• - Schaltmitteln (18), welche mittels eines unter Druck stehenden Fluids aus einem nicht aktivierten Zustand in einen aktivierten Zustand versetzbar sind, im nicht aktivierten Zustand den Stützschaft (1, 1′) entgegen der Wirkung der Anstellfeder (15) in der Ausgangslage halten und im aktivierten Zustand die Verschiebung des Stützschafts (1, 1′) aus dessen Ausgangslage heraus freigeben.

12. Abstützvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (18) gebildet sind mittels

• - eines in Längsrichtung des Stützschafts (1, 1′) im Gehäuse (2) geführten und vom Stützschaft (1, 1′) durchdrungenen Stellkolbens (18.1),
• - eines am Stützschaft (1, 1′) vorgesehenen Anschlags (18.3), gegen welchen der Stellkolben (18.1) anstellbar ist, sowie mittels
• - einer gegen das Gehäuse (2) abgestützten, am Stellkolben (18.1) angreifenden Rückstellfeder (18.2), unter deren Federkraft der Stellkolben (18.1) im nicht aktivierten Zustand der Schaltmittel (18) an den Anschlag (18.3) angestellt ist, und daß
• - der Stellkolben (18.1) unter dessen einseitiger Beaufschlagung mit dem unter Druck stehenden Fluid entgegen der Federkraft der Rückstellfeder (18.2) verschiebbar ist.