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Die
Erfindung betrifft einen Schraubstock nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und
15.
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Derartige
Schraubstöcke
dienen der festen Aufnahme von dreidimensionalen Körpern wie
Werkstücken,
um an diesen Bearbeitungs- und/oder Messvorgänge durchzuführen. Dabei
bestimmt die Art und das Material des aufzunehmenden Werkstücks die
Ausführung
von Spannbacken des Schraubstocks. So sind diese in ihrer Geometrie
und in ihrer gegenseitigen Wechselwirkung für die Aufnahme von flächigen Gegenständen anders
bemessen als für
die Aufnahme von runden oder konischen Werkstücken.
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Aus
der
DE 36 25 924 A1 ist
eine als Handschraubstock ausgeführte
Spannvorrichtung bekannt, die in einer Variante zwei Spannbacken
mit zueinander parallelen Spannflächen aufweist. Daneben ist
es möglich,
den Handschraubstock als Gehrungsspannelement umzurüsten. Dies
wird dadurch erreicht, dass Spannflächen der einen Spannbacke einen
Winkel von 90° umgebend
vorgesehen werden und die andere Spannbacke die Form eines rechtwinkligen
Dreiecks aufweist, das mit seiner Spitze in Richtung auf die erste
Spannbacke zu bewegt werden kann, wobei die jeweils einander zugeordneten Spannflächen der
ersten und zweiten Spannbacken parallel zueinander bewegt werden.
Mit weiteren Zusatzteilen kann bei diesem Handschraubstock auch eine
seitliche Verschiebung der zweiten Spannbacke zur ersten Spannbacke
erreicht werden, um abgewinkelte Werkstücke unterschiedlicher Wandstärken aufnehmen
zu können.
Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 199 36 453 A1 beschreibt eine weitere Spannvorrichtung
zum Aufneh men von parallelen und winkligen Teilen, bei der zwei
Spannbackenpaare drehbar gelagert sind. Zwar ermöglichen die genannten Schraubstöcke eine
Festlegung von Werkstücken
unterschiedlicher Formen, Durchmesser und Materialien. Jedoch ergeben
sich Schwierigkeiten beim Festlegen von kleinen Teilen mit Durchmessern von
weniger als fünf
Millimetern.
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Die
deutsche Patentschrift
DE
43 25 475 C2 offenbart einen metallenen aus einem festen
Schlittenbett und einem darauf verschieblich angeordneten Schlitten
gebildeten Schraubstock. Als Wendebacken ausgeführte Backen des Schraubstocks
weisen an ihren Spannflächen
unterschiedlich tiefe Aussparungen auf, die in unterschiedlichen
Kombinationen zueinander eine Aufnahme von Werkstücken unterschiedlicher
Dicke ermöglichen.
Zusätzlich
sind in die Spannflächen
der Backen prismatische Aussparungen eingefräst, die ebenfalls unterschiedliche
Tiefe beziehungsweise unterschiedliche Querschnitte haben und ebenfalls
der Aufnahme und Festlegung von insbesondere runden Werkstücken dienen.
Darüber hinaus
ist der Schraubstock mit Wechselbacken ausrüstbar, die zum Halten von Gewindestiften
oder Gewindeschäften
unterschiedlicher Durchmesser durch Vorsehen von senkrecht zur Spannfläche verlaufenden
und zu ihr offenen Längsaussparungen
ausgebildet sind. Somit können
von dem Schraubstock auch Schrauben und dgl. aufgenommen werden,
ohne dass deren Gewinde beim Anziehen der Backen beschädigt werden.
Dieser Schraubstock ist speziell zur Aufnahme von Elementen kleinen
Durchmessers, insbesondere auch Gewindestiften, ausgebildet. Als Nachteil
ergibt sich dabei jedoch dass jeweils den Durchmessern beziehungsweise
den Gewindearten angepasste Backen benötigt werden und der Schraubstock
jeweils umgerüstet
werden muss, was zeitaufwändig
und mit Kosten verbunden ist.
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Der
Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, einen Schraubstock zu schaffen,
der eine Aufnahme von Teilen beliebiger Querschnitte mit Durchmessern bis
unter 1 mm ohne mechanische Verspannung, insbesondere ohne Beschädigung an
deren Außenflächen ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Ansprüche 1 und
15 mit den kennzeichnenden Merkmalen dieser Ansprüche erreicht.
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Die
Erfindung sieht einen insbesondere als Parallelschraubstock ausgeführten Schraubstock zum
Festlegen eines Werkstücks
mit wenigstens einem Paar von miteinander wechselwirkenden Spannelementen
vor, die über
eine Gewindespindel relativ zueinander bewegbar sind, wobei eine
erste und zweite Anschlagfläche
des einen im Wesentlichen konkav ausgeführten Spannelementes einen
Winkel α einschließen und
zum Festlegen des Werkstücks mit
jeweils zugeordneten, einen Winkel von (360°-α) umgebenden ersten und zweiten
Außenflächen des anderen,
im Wesentlichen konvex ausgebildeten Spannelements Wechselwirken,
wobei die einander zugeordneten Außenflächen und Anschlagflächen jeweils
parallel zueinander bewegt werden. Der Schraubstock zeichnet sich
dadurch aus, dass das andere Spannelement wenigstens teilweise aus
einem elastischen Material gebildet ist.
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Ferner
sieht die Erfindung einen insbesondere als Parallelschraubstock
ausgeführten
Schraubstock zum Festlegen eines Werkstücks mit wenigstens zwei miteinander
wechselwirkenden Spannelementen vor, von denen eines erstes stationär an dem Schraubstock
vorgesehen ist und ein zweites an einem über eine Gewindespindel relativ
zu dem ersten bewegbaren Schlitten angebracht ist, wobei das erste
Spannelement und das zweite Spannelement einen Aufnahmeraum mit
im Wesentlichen dreieckigem Querschnitt aufspannen und das Werkstück. Dabei
ist das erste Spannelement stabartig ausgebildet und das zweite
Spannelement umfasst zwei stabartige, in einem rechten Winkel zu
einer Bewegungsrichtung des Schlittens voneinander beabstandet vorgesehene
Elemente.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, Elemente wie insbesondere
Stäbe,
Wellen oder dreidimensionale Elementen aus leicht verformbaren Materialien
präzise
und reproduzierbar aufzunehmen. Dies erlaubt einen Einsatz des Schraubstocks
sowohl zur Bearbeitung kleiner empfindlicher Teile als auch den
Einsatz zu messtechnischen Zwecken. Der Vorteil liegt auch darin,
dass die erfindungsgemäßen Spannelemente
stufenlos genau zueinander positioniert werden können.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das
andere Spannelement kann zumindest teilweise aus einem gummiartigen
Material oder aus Kunststoff gebildet sein. Dadurch ist es insbesondere möglich, Präzisionswerkzeuge
wie etwa kleine, in der Uhrenindustrie verwendete Wellen oder Teile
aus Elektronikindustrie ohne Beeinträchtigung in dem erfindungsgemäßen Schraubstock
festzulegen. Bevorzugt ist ein an dem anderen Spannelement vorgesehener,
von den ersten und zweiten Außenflächen umgebener
Spannabschnitt, welcher der Festlegung des Werkstücks dient,
aus dem elastischen Material gebildet. Insbesondere durch das elastische
Spannelement ist ferner die Festlegung von Spritzgussteilen aus
Kunststoff oder auch kleinen Teilen von Einspritzdüsen und
dgl. möglich.
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Das
andere Spannelement kann einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen,
wobei der Spannabschnitt dann von der kleinen Trapezgrundseite gebildet
wird. Es ist auch denkbar, das andere Spannelement in Form eines
gleichseitigen Prismas auszubilden. Dann wird der Spannabschnitt
von einer Schnittlinie zweier Prismenseiten gebildet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das eine Spannelement stationär an dem Schraubstock vorgesehen
und das andere Spannelement befindet sich an einem über die
Gewindespindel bewegbaren Schlitten. Bevorzugt weist der Schlitten
Mittel zur stabilen Aufnahme von Werkstücken auf. Die Mittel können etwa
als sich kreuzende Nuten an einer Oberseite eines Oberteils des
Schlittens ausgeführt sein.
Ebenso können
die Mittel zur stabilen Aufnahme auch wenigstens eine Klemmeinrichtung
zur Festlegung von Werkstücken
umfassen. Mit Vorteil ist der Schlitten so als Positioniereinrichtung
ausgebildet, mit der Werkstücke
reproduzierbar und äußerst positionsgenau
an vorgebbare Positionen zum Messen und/oder zu Bearbeitungsvorgängen gebracht
werden können.
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In
einer Ausführungsform
weist der erfindungsgemäße Schraubstock
zusätzlich
eine einer Festlegung eines Gegenstands dienende Aufnahmeeinrichtung,
die den Gegenstand umgebend aufnehmen kann. Die Aufnahmeeinrichtung
kann aber auch derart ausgebildet sein, dass sie einen hohlkörperartigen
Gegenstand durch teilweises Eindringen in dessen Hohlraum aufnimmt.
Bevorzugt ist die Aufnahmeeinrichtung aus drei Stäben gebildet,
die einen Aufnahmeraum mit im Wesentlichen dreieckigem Querschnitt
aufspannen. Dabei ist einer der Stäbe stationär an dem Schraubstock vorgesehen
ist und die zwei weiteren sind an dem Schlitten senkrecht zu dessen
Bewegungsrichtung beabstandet angeordnet.
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Der
erfindungsgemäße Schraubstock
kann auch zwei Paare von miteinander wechselwirkenden Spannelementen
aufweisen. Dann kann bei dem einen Paar das andere Spannelement
einen trapezförmigen
Querschnitt aufweisen, wohingegen das andere Spannelement des zweiten
Paars in Form eines gleichseitigen Prismas ausgebildet sein. Es
versteht sich, dass der erfindungsgemäße Schraubstock auch zwei identische
Spannelementpaare aufweisen kann.
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Besonders
bevorzugt können
die beiden Spannelementpaare um einen Winkel von vorzugsweise 90° gegeneinander
gedreht vorgesehen sein. Dadurch ergibt sich als Vorteil eine hohe
Variabilität des
Schraubstocks hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten und der Art der
festzuklemmenden Werkstücke.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit den angefügten, in
unterschiedlichen Maßstäben gehaltenen
Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
beschrieben. Darin zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung,
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2 eine
zweite Ausführungsform
in einer Explosionsansicht und
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3a und 3b jeweils
stark vereinfacht eine Festlegung eines Gegenstands an der zweiten Ausführungsform
an Hand einer Teilansicht von oben.
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Ein
in 1 insgesamt mit 1 bezeichneter Schraubstock
besteht aus einem Schlittenbett 2, das in Längsrichtung
von zwei feststehenden Anschlagteilen 3, 4 umgeben
ist. Die Anschlagteile 3 und 4 sind mit Hilfe
von durch Bohrungen 5, 6 eingeführten Schrauben
(nicht gezeigt) fest mit dem Schlittenbett 2 verbunden.
Von dem Schlittenbett 2 wird ein Schlitten 7 entlang
der Längsachse 8 beweglich
aufgenommen. Eine Bewegung des Schlittens 7 in Richtung
der Pfeile a bzw. b wird über
eine in dem Anschlagteil 4 drehbar gelagerte und an dem
Schlitten 7 befestigte Gewindespindel 9 durch
eine Betätigung eines
aus einer Stirnseite 4a des Anschlagteils 4 herausragenden
Griffstücks 10 erreicht.
Der Schlitten 7 besteht aus einem im Wesentlichen quaderförmigen Oberteil 12,
in dessen Oberseite 12c sich kreuzende Nuten 13, 14 eingebracht
sind. In dem Schnittpunkt der sich kreuzenden Nuten 13, 14 kann
beispielsweise ein runder Gegenstand wie in 1 in Form
einer Kugel 15 gezeigt aufgenommen und mit dem Schlitten 7 an
eine bestimmte Position gebracht werden. Die Anschlagteile 3, 4 und
der Schlitten 7 sind aus nichtrostendem gehärteten Stahl
und können
vorzugsweise eloxiert sein.
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Unterhalb
des Oberteils 12 schließt sich ein Führungsteil 16 an,
mit dessen Hilfe der Schlitten 7 in dem Schlittenbett 12 geführt wird.
Von einer Unterseite 12d des Oberteils 12 gehen
erste Führungsflächen 17 des
Führungsteils 16 rechtwinklig
ab. Die ersten Führungsflächen 17 laufen
zur Unterseite 16d des Führungsteils 16 einen
Schwalbenschwanz bildend in zweite, nach außen abgewinkelte Führungsflächen 18 aus
(2). Das Schlittenbett 2 weist eine zu
einer oberen Längsseite 2c offene,
der Aufnahme des Führungsteils 16 des
Schlittens 7 dienende Längsnut 19 auf.
Die Längsnut 19 weist
den Führungsflächen 17, 18 des
Schlittens 7 entsprechende Füh rungsflächen 20, 21 auf.
An einer Stirnseite 7a des Schlittens 7 sind über dessen
ganze Breite zwei Spannelemente 22 mit im Wesentlichen
trapezförmigem
Querschnitt angebracht. Die Spannelemente 22 Wechselwirken
zum Festlegen eines Gegenstandes 23 mit einem zweiten,
von einer Stirnfläche 4b in
das Anschlagteil 4 eingebrachten prismenförmigen Ausnehmung.
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Die
Festlegung des Gegenstandes 23 erfolgt seitens des ersten
Spannelementes 22 mit einer kleinen Trapezgrundseite 22a und
seitens des als Ausnehmung 25 ausgeführten zweiten Spannelementes über einen
Winkel α (1)
einschließende
Anschlagflächen 26 und 27.
Die Spannelemente 22 sind erfindungsgemäß aus einem im Vergleich zu
demjenigen des feststehenden Anschlagteils 4 weicheren Material,
vorzugsweise Gummi wie Hartgummi oder Silikongummi oder auch einem
Kunststoff gebildet. Bevorzugt bestehen die Spannelemente aus unter der
Marke Hostaform® vertriebenen
Polyoxymethylen. Dadurch wird erreicht, dass beim Festlegen des Gegenstands 23 eine
zu einer plastischen Verformung des Gegenstandes 23 führende Verspannung vermieden
wird. Ferner wird beim Festlegen des Gegenstandes 23 eine
Beschädigung
dessen Oberfläche
vermieden. Denn das Spannelement 23 weist eine entsprechende
Elastizität
auf, die durch eine geringfügige
Verformung des Spannelementes 22 bei dem Festlegen des
Gegenstands 23 auftretende Kräfte aufnimmt. Der Gegenstand 23 ist
gemäß 1 somit
dreiseitig an Anschlagflächen 25, 26 und der
kleinen Trapezgrundseite 22a festgelegt.
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Der
Schraubstock 1 weist in bevorzugter in 1 gezeigter
Ausführung
ein weiteres Paar von Spannelementen auf. Ein Spannelement davon
besteht aus einer an einer Stirnseite 3a in das Anschlagteil 3 angebrachten
und dazu offenen Ausnehmung 28. Das zweite Spannelement
wird von einem an einer der Schlittenstirnseite 7a gegenüberliegenden
Schlittenstirnseite 7b vorstehenden prismatischen Spannelement 29 gebildet.
Besonders bevorzugt sind das prismatische Spannelement 29 und
die dreieckförmige
Ausnehmung 28 zu den Spannelementen 22 und der
Ausnehmung 25 um 90° verdreht vorgesehen
(siehe 1 u. 2). Das prismatische Spannelement 29 ist
ebenso wie die Spannelemente 22 aus einem im Vergleich
zu demjenigen des Anschlagteils 3 weicheren Material gebildet.
Mit dem zweiten Spannelementpaar 28, 29 aus dreieckfömiger Ausnehmung 28 und
prismatischem Spannelement 29 wird eine Festlegung eines
Gegenstandes etwa eines Stabes oder einer Welle oder einem Schraubenschaft
an Anschlagflächen 31, 32 und
einer Kante 33 des prismenförmigen Spannelementes 29 erreicht.
Aufgrund der Abmessung der Kante 33 des prismatischen Spannelementes 29 kann
mit diesem zweiten Spannelementpaar ein Gegenstand mit Abmessungen
bis in den Sub-Millimeterbereich verformungs- und beschädigungsfrei
erreicht werden.
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Bei
der zweiten in 2 dargestellten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung befindet sich zwischen dem Anschlagteil 3 und
dem Schlittenbett 2 ein im Wesentlichen U-förmiges Abstandselement 35.
Von einer in einer Montageposition dem Anschlagteil 3 zugewandten
Stirnseite 35b ist in das Abstandselement 35 eine
zu dieser Seite offene Aussparung 36 eingebracht. Die Aussparung 36 wird
zu der der Stirnseite 35b gegenüberliegenden Stirnseite 35a hin
entlang der Stirnseite 35a teilweise von einem dünnen Wandabschnitt 37 begrenzt.
Der mittig in dem Abstandselement 35 vorgesehene Wandabschnitt 37 ist
von der Unterseite 35d nur soweit zur Oberseite 35a geführt, dass
er im zusammengesetzten Zustand des Abstandselements 35 an dem
Schlittenbett 2 mit dem Nutboden 19c fluchtet. Durch
das Einbringen des Abstandselementes 35 zwischen Schlittenbett 2 und
Anschlagsteil 3 ist es möglich (2), die
Höhe des
Schraubstocks 1' bei weitem überschreitende
Gegenstände
wie eine hier vereinfacht dargestellte Welle 38 festzulegen.
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Die
in 2 gezeigte Ausführungsform 1' des erfindungsgemäßen Schraubstocks
weist Haltestäbe 39 auf,
die in von der Oberseite 7a des Schlittens 7 eingebrachte
Gewindebohrungen 40 eingeführt, vorzugsweise eingedreht
sind. Die Gewindebohrungen 40 sind an der dem Anschlagelement 4 gegenüberliegenden
Seite des Schlittens 7 so vorgesehen, dass die von ihnen
aufgenommenen Haltestäbe 39 mit
einem weiteren in eine von einer Oberseite 4c in eine entsprechende
Gewindebohrung 40 im Anschlagteil 4 eingebrachten
weiteren Haltestab 41 Eckpunkte eines Dreiecks festlegen.
Durch eine Bewegung des Schlittens 7 relativ zu dem Anschlagteil 4 können die
Haltestäbe 39 zu
dem Haltestab 41 stufenlos beabstandet positioniert werden.
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In
einem oberen Abschnitt weisen die Haltestäbe 39, 41 O-Ringe 42 auf.
Diese von oben über die
Haltestäbe 39, 41 gezogenen
O-Ringe 42 sind bevorzugt aus Gummi. Erfindungsgemäß kann nun wie
in 3a vereinfacht gezeigt, ein von dem Schraubstock 1' festzulegender
Gegenstand 44 zwischen den O-Ringen 42 der Haltestäbe 40, 41 beschädigungs-
und spannungsfrei aufgenommen werden. Erfindungsgemäß kann nach 3b auch
ein rohrförmiger
Gegenstand 46 an dem Schraubstock 1' die Haltestäbe 39, 41 umgeben
und an ihnen jeweils über
deren O-Ringe 42 festgelegt aufgenommen werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, die
in vielfacher Art und Weise abgewandelt werden können, ohne von dem durch die
angehängten
Schutzansprüche
festgelegten Schutzumfang abzuweichen. So kann zwischen dem Schlittenbett 2 und dem
Anschlagteil 4 ebenfalls ein dem Abstandselement 35 entsprechendes
Element vorgesehen werden. Dieses kann in seinen Abmessungen so
beschaffen sein, dass ein länglicher
Gegenstand mit einem im Vergleich zu demjenigen des dargestellten
Gegenstands 38 deutlich größeren Durchmesser aufgenommen
werden kann. Anstelle der beiden Spannelemente 22 kann
auch ein über
die gesamte Breite des Schlittens 7 durchgehendes Spannelement
vorgesehen sein. Denkbar ist auch, lediglich eines der Spannelemente 22 die Längsachse
des Schraubstocks umgebend Spannelement an dem Schlitten 7 vorzusehen.
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Es
versteht sich, dass der Schlitten weitere Haltestäbe 39 an
seiner dem Anschlagteil 3 zugerichteten Seite aufweisen
kann. Die ebenfalls gemeinsam mit einem weiteren im Anschlagteil 3 vorgesehenen
entsprechenden Haltestab einer Aufnahme von hohlkörperartigen
Gegenständen
wie in 3b gezeigt als auch zur Aufnahme
von runden Gegenständen
aus Vollmaterial wie in 3a gezeigt
dienen können.
Die an der Oberseite 12c des Oberteils 12 des
Schlittens 7 eingebrachten Ausnehmungen 13, 14 können auch
anders als in 1, 2 gezeigt, etwa
mit runden Begrenzungsflächen
oder mit viereckigem Querschnitt ausgeführt sein. Es versteht sich, dass
an der Unterseite 1d, 1d' der erfindungsgemäßen Schraubstöcke 1, 1' einer Befestigung
mit einer Werkbank oder einer Aufnahme einschließlich eines Aufnahmetisches
von Bearbeitungs- und Messvorrichtungen dienende Befestigungselemente
vorgesehen sein können.
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Im
Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, das ein erfindungsgemäßer Schraubstock
zwei Spannelementpaare aufweist, die anders als gezeigt, nicht gegeneinander
verdreht sind. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung inbegriffen,
dass jeweils anstelle der Spannelemente 22 ebenso prismatische Spannelemente 29 vorgesehen
sein können
wie auch das prismatische Spannelement 29 durch ein Spannelement 22 ersetzt
sein kann.