AT15387U1 - Spanneinrichtung - Google Patents

Abstract

Spanneinrichtung (1) zur Fixierung eines Werkstücks (2) oder einer Werkstückhalterung an einer Grundplatte (1'), insbesondere eines Maschinentischs, mit zumindest einem an dem Werkstück (2) oder an der Werkstückhalterung fixierbaren Spannzapfen (3), mit einer an der Grundplatte (1') fixierbaren Spanneinheit (5), welche eine Aufnahmeöffnung (7) für den Spannzapfen (3) aufweist, und mit einem Spannmechanismus (8) zum Fixieren des Spannzapfens (3) in der Aufnahmeöffnung (7) der Spanneinheit (5), wobei der Spannzapfen (3) ein Kugelelement (9) mit einer im Wesentlichen kugelkalottenförmigen Lagerfläche (10) aufweist, wobei an der Aufnahmeöffnung (7) der Spanneinheit (8) eine entsprechend geformte Gegenlagerfläche (11) für die kugelkalottenförmige Lagerfläche (10) des Kugelelements (9) ausgebildet ist, wobei der Spannzapfen (3) mittels des Spannmechanismus (8) in unterschiedlichen Winkelstellungen in der Aufnahmeöffnung (7) der Spanneinheit (5) verspannbar ist. Der Spannmechanismus (8) weist zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken (35) mit Klemmflächen (35') zur Verklemmung mit dem Kugelelement (9) auf, wobei die Klemmbacken (35) in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (36) der Spanneinheit (5) zueinander verstellbar sind.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zur Fixierung eines Werkstücks oder einer Werkstückhalterung an einer Grundplatte, insbesondere eines Maschinentischs, mit zumindest einem an dem Werkstück oder an der Werkstückhalterung fixierbaren Spannzapfen, mit einer an der Grundplatte fixierbaren Spanneinheit, welche eine Aufnahmeöffnung für den Spannzapfen aufweist, und mit einem Spannmechanismus zum Fixieren des Spannzapfens in der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit, wobei der Spannzapfen ein Kugelelement mit einer im Wesentlichen kugelkalottenförmigen Lagerfläche aufweist, wobei an der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit eine entsprechend geformte Gegenlagerfläche für die kugelkalottenförmige Lagerfläche des Kugelelements ausgebildet ist, wobei der Spannzapfen mittels des Spannmechanismus in unterschiedlichen Winkelstellungen in der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit verspannbar ist.

[0002] Bei bekannten Spanneinrichtungen zum Festspannen von Werkstücken an einem Maschinentisch (wie beispielsweise in der EP 1 442 832 A9, EP 1 044 760 B1 oder DE 198 61 091 B4 beschrieben) kann der Spannzapfen bzw. Einzugsbolzen lediglich in einer rechtwinkeligen Ausrichtung zum Maschinentisch eingespannt werden. Aus diesem Grund war der Stand der Technik für ebene Werkstücke ausgelegt. Bei komplizierteren Werkstückgeometrien, wie Freiformflächen, kann die rechtwinkelige Einspannung des Spannzapfens nachteiligerweise einen Verzug des Werkstücks bewirken.

[0003] Das österreichische Gebrauchsmuster AT 14628 U1 schlägt bereits eine verbesserte Spanneinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 vor, bei welcher der Spannzapfen ein Kugelelement mit einer im Wesentlichen kugelkalottenförmigen Lagerfläche aufweist. An der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit ist eine entsprechend geformte Gegenlagerfläche für die kugelkalottenförmige Lagerfläche des Kugelelements vorgesehen. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Spannzapfen nicht nur im rechten Winkel zur Grundplatte, sondern auch in einem davon abweichenden Winkel mit der Spanneinheit verspannt werden kann. Dadurch können Werkstücke mit komplizierter Geometrie, wie Freiformflächen, zuverlässig und ohne Verzug eingespannt werden. Das Kugelelement des Spannzapfens bringt zudem den Vorteil mit sich, dass der Neigungswinkel des Spannzapfens zu dem Maschinentisch stufenlos verstellbar ist.

[0004] Beim Stand der Technik des AT 14628 U1 weist der Spannmechanismus einen Drehring auf, welcher mit sechs Spannkugeln zusammenwirkt, um den Spannzapfen in der Spannstellung zu verklemmen. Die Spannkugeln sind in regelmäßigen Abständen am Umfang der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit angeordnet. Der Drehring weist entsprechend den Spannkugeln geformte Ausnehmungen auf. Durch Verdrehung des Drehrings um einen vorgegebenen Winkel können die Spannkugeln in die Ausnehmungen ausweichen, wodurch der Spannzapfen in der Freigabestellung angeordnet wird. In einer alternativen Ausführungsform ist eine Spannmutter vorgesehen.

[0005] Die bekannte Ausführung hat sich in der Praxis sehr bewährt. Für manche Anwendungen wäre es jedoch wünschenswert, wenn der Spannmechanismus eine noch stärkere Schrägstellung des Spannzapfens als bei der Ausführung gemäß AT 14628 U1 ermöglichen würde.

[0006] Demnach setzt sich die Erfindung insbesondere zum Ziel, eine konstruktiv einfache Spanneinrichtung der eingangs angeführten Art zu schaffen, mit welcher eine stärkere Schrägstellung des Spannzapfens in der Spannstellung ermöglicht wird.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Spanneinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Erfindungsgemäß weist der Spannmechanismus zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken mit Klemmflächen zur Verklemmung mit dem Kugelelement auf, wobei die Klemmbacken in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Spanneinheit zueinander verstellbar sind.

[0009] Anstelle des beim Stand der Technik auf Spannkugeln wirkenden Drehrings sind erfin-dungsgemäß zwei Klemmbacken vorgesehen, zwischen denen das Kugelelement des Spannzapfens verklemmt werden kann. Zu diesem Zweck sind die Klemmbacken in Richtung senkrecht zur Längsachse der Spanneinheit (d.h. in radialer Richtung) aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar. In Gebrauch können die Klemmbacken von einer den Spannzapfen freigebenden Freigabestellung in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Spanneinheit in eine den Spannzapfen in der jeweiligen Winkelstellung in der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit festklemmenden Spannstellung überführt werden. In der Freigabestellung kann die Winkelstellung des Spannzapfens relativ zu der Spanneinheit verändert werden. Vorteilhafterweise kann der Spannzapfen nicht nur entlang der Längsachse der Spanneinheit, sondern auch in einem davon abweichenden Winkel an der Spanneinheit festgelegt werden. Somit können Werkstücke mit komplizierter Geometrie, wie Freiformflächen, zuverlässig und ohne Verzug eingespannt werden. In der Spannstellung ist der Spannzapfen in der eingestellten Winkellage fixiert. Vorzugsweise können die Klemmbacken zudem so weit auseinander bewegt werden, dass das Kugelelement in Richtung der Längsachse der Spanneinheit von der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit entfernt oder umgekehrt in die Aufnahmeöffnung eingeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Ausführung des Spannmechanismus mit Klemmbacken bringt den Vorteil mit sich, dass eine stärkere Schiefstellung des Spannzapfens an der Spanneinheit als beim Stand der Technik ermöglicht wird. In der Spannstellung kann der maximale Winkel zwischen der Längsachse des Spannzapfens und der Längsachse der Spanneinheit mehr als 30°, vorzugsweise mehr als 40°, besonders bevorzugt mehr als 45°, insbesondere im Wesentlichen 50°, betragen. Dadurch wird das Einsatzgebiet der Spannvorrichtung ausgedehnt, wobei insbesondere reifenförmige Werkstücke zuverlässig gespannt werden können.

[0010] Vorzugsweise weist der Spannmechanismus genau zwei Klemmbacken auf, welche in der Spannstellung an gegenüberliegenden Bereichen des Kugelelements des Spannzapfens angreifen. Bei dieser Ausführung wird das Kugelelement lediglich an zwei in Umfangrichtung des Kugelelements um im Wesentlichen 180° voneinander beabstandeten Stellen eingespannt. Diese Bauweise ist besonders einfach, wobei dennoch eine zuverlässige Verspannung des Spannzapfens ermöglicht wird.

[0011] Zur Überführung der Klemmbacken zwischen der Freigabe- und der Spannstellung ist es günstig, wenn die Klemmbacken in entsprechend geformten Ausnehmungen der Spanneinheit geführt sind, wobei die Ausnehmungen vorzugsweise bis zur Außenseite der Spanneinheit reichen. Bei dieser Ausführung sind die Klemmbacken jeweils im Wesentlichen passgenau in Ausnehmungen der Spanneinheit aufgenommen, wodurch eine zuverlässige Führung der Klemmbacken in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Spanneinheit zwischen der Freigabe- und der Spannstellung erzielt wird. Zudem kann eine vorteilhafte Ableitung von Klemmkräften in die Spanneinheit erzielt werden.

[0012] In einer bevorzugten Ausführung ragen die Klemmbacken zumindest in der Freigabestellung in Richtung senkrecht zur Längsachse der Spanneinheit über die Außenseite der Spanneinheit vor. Bei dieser Ausführung stehen die Klemmbacken daher zumindest in der Freigabestellung seitlich über die Spanneinheit vor. Diese Ausführung bringt eine besonders kompakte Bauweise mit sich.

[0013] In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind die Klemmflächen der Klemmbacken oberhalb einer die Aufnahmeöffnung begrenzenden Oberseite der Spanneinheit angeordnet. Bei dieser Ausführung befinden sich die Klemmstellen zwischen dem Spannmechanismus und dem Kugelelement des Spannzapfens oberhalb der Spanneinheit (d.h. auf der von der Grundplatte abgewandten Seite der Spanneinheit). An der Oberseite der Spanneinheit ist die Aufnahmeöffnung für die Lagerung des Kugelelements des Spannzapfens vorgesehen. Bei dieser Ausführung ist die axiale Erstreckung der Aufnahmeöffnung der Spanneinheit (d.h. deren Erstreckung in Richtung der Längsachse der Spanneinheit) geringer als der Durchmesser des Kugelelements des Spannzapfens. Die Kugelpfanne an der Spanneinheit ist daher zur Lagerung eines kleineren Kugelsegments des Kugelelements des Spannzapfens als beim Stand der Technik eingerichtet. Vorteilhafterweise kann bei dieser Ausführung das Volumen der Aufnah meöffnung für das Kugelelement reduziert werden. Dadurch wird die Reinigung der Spanneinheit wesentlich erleichtert. Beispielsweise können bei einem Zerspanungsvorgang anfallende Späne leichter aus der Aufnahmeöffnung entfernt werden. Darüber hinaus wird durch die Anordnung der Klemmflächen oberhalb der Spanneinheit zu einem Tiefzieheffekt beigetragen.

[0014] Für die Zwecke dieser Offenbarung beziehen sich die Orts- und Richtungsangaben, wie „oben", „unten", „oberhalb", „unterhalb", „nach oben" etc., auf einen an einer horizontalen Grundplatte montierten Gebrauchszustand der Spannvorrichtung.

[0015] Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist es günstig, wenn das Kugelelement in einem in der Aufnahmeöffnung angeordneten, entlang der Längsachse der Spanneinheit ausgerichteten Zustand des Spannzapfens teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Drittel, insbesondere zumindest zur Hälfte, über die Oberseite der Spanneinheit vorsteht. Bei dieser Ausführung ragt das Kugelelement in dem in der Aufnahmeöffnung angeordneten Zustand teilweise über die Oberseite der Spanneinheit hinaus. Demnach ist ein unteres Kugelsegment des Kugelelements an der entsprechend geformten Gegenlagerfläche der Spanneinheit gelagert, wobei die Klemmbacken an der Oberseite des Kugelelements angreifen.

[0016] Um die Klemmbacken gezielt zwischen der Freigabe- und der Spannstellung zu bewegen, ist es günstig, wenn der Spannmechanismus ein Schraubgewinde zur Verstellung der Klemmbacken in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Spanneinheit aufweist. Das Schraubgewinde ermöglicht eine einfache Verstellung der Klemmbacken durch den Benutzer. Zu diesem Zweck kann das Schraubgewinde zumindest ein Mitnahmeprofil, insbesondere ein Innensechskantprofil, aufweisen, an welchem ein entsprechendes Werkzeug angesetzt werden kann. Mit Hilfe des Schraubgewindes kann eine Schraubbewegung in eine lineare Bewegung der Klemmbacken umgewandelt werden.

[0017] In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Schraubgewinde eine Gewindespindel mit einem ersten Gewindeabschnitt und mit einem zweiten Gewindeabschnitt auf, wobei der erste Gewindeabschnitt mit einem Gewindeloch der einen Klemmbacke und der zweite Gewindeabschnitt mit einem Gewindeloch der anderen Klemmbacke zusammenwirkt.

[0018] Bevorzugt weist der erste Gewindeabschnitt der Gewindespindel ein Linksgewinde und der zweite Gewindeabschnitt der Gewindespindel ein Rechtsgewinde auf. Wird die Gewindespindel in die eine Drehrichtung gedreht, bewegen sich die beiden Klemmbacken voneinander weg. Bei einer Verdrehung der Gewindespindel in die andere Drehrichtung bewegen sich die beiden Klemmbacken aufeinander zu. Bevorzugt ist an jedem Endbereich der Gewindespindel je ein Mitnahmeprofil für ein entsprechendes Werkzeug ausgebildet.

[0019] Bei dieser Ausführung ist die Verstellbewegung der einen Klemmbacke mit der Verstellbewegung der anderen Klemmbacke synchronisiert.

[0020] Hinsichtlich einer konstruktiv einfachen, stabilen und zuverlässigen Ausführung ist es von Vorteil, wenn sich das Gewindeloch an einem Verstellabschnitt der Klemmbacke in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Spanneinheit erstreckt.

[0021] Um das gleichzeitige Auftreffen der Klemmbacken auf das Kugelelement des Spannzapfens zu erleichtern, ist es günstig, wenn die Lagerung der Gewindespindel an der Spanneinheit eine Beweglichkeit in radialer Richtung von insbesondere im Wesentlichen 1/10 mm bis 5/10 mm, vorzugsweise von 2/10 mm bis 3/10 mm, aufweist. Dadurch wird eine schwimmende Lagerung der Klemmbacken erzielt, wodurch eine gleichmäßige Kraft auf das Kugelelement des Spannzapfens einwirken kann.

[0022] Zur Ableitung von Klemmkräften in die Spanneinheit ist es günstig, wenn die Klemmbacken jeweils zwischen einem Klemmabschnitt mit der Klemmfläche zur Verklemmung mit dem Kugelelement und dem Verstellabschnitt mit dem Gewindeloch eine Verjüngung aufweisen. Aufgrund dessen wird ein Tiefzieheffekt erzielt. Bei dieser Ausführung weist die Spanneinheit unterhalb des Klemmabschnitts der Klemmbacke eine Abstützfläche auf, auf welcher die Unterseite des Klemmabschnitts der Klemmbacke abgestützt ist. Vorteilhafterweise können so in der

Spannstellung in Richtung der Längsachse der Spanneinheit wirkende Kräfte von der Abstützfläche der Spanneinheit aufgenommen werden, wodurch eine Belastung des Verstellabschnitts der Klemmbacke und damit des Schraubgewindes zuverlässig vermieden wird.

[0023] In einer bevorzugten Ausführung ist die Verjüngung durch zwei konkave Einbuchtungen der Klemmbacke gebildet. Wenn der Klemmabschnitt und der Verstellabschnitt der Klemmbacke im Querschnitt (entlang der Längsachse der Spanneinheit) jeweils im Wesentlichen kreisförmig sind, kann die Klemmbacke im Querschnitt achterförmig ausgebildet sein.

[0024] Der Klemmabschnitt, der verjüngte Abschnitt und der Verstellabschnitt der Klemmbacke sind bevorzugt in zusammenhängenden Abschnitten der Ausnehmung der Spanneinheit angeordnet.

[0025] Zum Festklemmen des Kugelelements des Spannzapfens ist es günstig, wenn die Klemmflächen der Klemmbacken entsprechend der Kugeloberfläche des Kugelelements sphärisch konkav gekrümmt sind. Dadurch liegen die Klemmflächen der Klemmbacken in der Spannstellung im Wesentlichen vollflächig an der Kugeloberfläche des Kugelelements an, um eine wirksame Übertragung der Spannkräfte zu bewerkstelligen.

[0026] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigt: [0027] Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer gemäß Stand der Technik ausgebilde ten Spanneinrichtung im unverbundenen Zustand einer Spanneinheit und eines Spannzapfens, wobei der Spannzapfen ein Kugelelement zur Lagerung in einer entsprechenden Aufnahmeöffnung der Spanneinheit aufweist; [0028] Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Spanneinrichtung gemäß Stand der Technik, wobei der Spannzapfen im verspannten Zustand an der Aufnahmeöffnung des Aufnahmeelements dargestellt ist; [0029] Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung, bei welcher der

Spannzapfen mit zwei gegenüberliegenden Klemmbacken an der Spanneinheit festgespannt ist; [0030] Fig. 4 eine Ansicht der in Fig. 3 dargestellten Spanneinrichtung aus einer gegenüber

Fig. 3 um 90° gedrehten Perspektive im unverbundenen Zustand von Spanneinheit und Spannzapfen; [0031] Fig. 5 eine Ansicht der Spanneinrichtung gemäß Fig. 3, 4 im verbundenen Zustand von Spanneinheit und Spannzapfen.

[0032] In Fig. 1 ist eine aus dem AT 14628 U1 bekannte Spanneinrichtung 1 gezeigt, mit welcher ein Werkstück 2 (je nach Ausführung auch eine nicht gezeigte Werkstückhalterung) an einer (in Fig. 5 angedeuteten) Grundplatte T eines Maschinentischs fixierbar ist. Die Spanneinrichtung 1 weist mehrere, in der Darstellung zwei, Spannzapfen 3 auf, welche in entsprechenden Befestigungsöffnungen an dem Werkstück 2 befestigbar sind. Zu diesem Zweck weist der Spannzapfen 3 eine Innenbohrung in Form einer Gewindebohrung 4 zum Eindrehen einer Befestigungsschraube 3’ auf, welche in der Befestigungsöffnung an dem Werkstück 2 verankert wird. Weiters ist in Fig. 1 eine Spanneinheit 5 ersichtlich, welche ein Basiselement 6 mit einem an der Grundplatte T fixierbaren Befestigungsflansch 6’ aufweist. Die Spanneinheit 5 weist an der von der Grundplatte 1 ’ abgewandten Oberseite eine Aufnahmeöffnung 7 auf, in welcher der Spannzapfen 3 anordenbar ist (vgl. Fig. 2, 3). Darüber hinaus weist die Spanneinrichtung 1 einen Spannmechanismus 8 zum Fixieren des Spannzapfens 3 in der Aufnahmeöffnung 7 der Spanneinheit 5 auf.

[0033] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Spannzapfen 3 an der vom Werkstück 2 vorstehenden Unterseite ein Kugelelement 9 auf, welches innerhalb der Aufnahmeöffnung 7 der Spanneinheit 5 anordenbar ist. Das Kugelelement 9 weist eine kugelkalottenförmige Lagerfläche 10 auf, welche mit einer entsprechend geformten Gegenlagerfläche 11 an der Aufnahmeöffnung 7 der Spanneinheit 5 zusammenwirkt. Demnach ist die Aufnahmeöffnung 7 als Kugelpfanne für das Kugelelement 9 des Spannzapfens 3 ausgebildet. Im unverspannten Zustand kann der Spannzapfen 3 in einem Neigungswinkel zur senkrecht auf den Befestigungsflansch 1’ erstreckten Mittelachse 12 der Ausnehmung 7 angeordnet werden. Dadurch kann der Spannzapfen 3 nicht nur im rechten Winkel zur Grundplatte des Maschinentischs angeordnet werden (vgl. Fig. 2), sondern auch in einem von 90° abweichenden Winkel, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Spannmechanismus 8 ist dazu eingerichtet, den Spannzapfen 3 in den unterschiedlichen Winkelstellungen in der Aufnahmeöffnung 7 der Spanneinheit 5 zu verspannen.

[0034] Wie aus Fig. 1, 2 weiters ersichtlich, weist der Spannmechanismus 8 ein Betätigungselement 13 auf, welches mit einem Klemmelement 14 zusammenwirkt, um den Spannzapfen 3 zwischen einer in der jeweiligen Winkelstellung in der Aufnahmeöffnung 7 der Spanneinheit 5 festgeklemmten Spannstellung (vgl. Fig. 2, 3) und einer die Herausnahme aus der Spanneinheit 5 ermöglichenden Freigabestellung überführbar ist.

[0035] In der Ausführung der Fig. 1,2 ist als Betätigungselement 13 ein Drehelement 15 vorgesehen, welches um die Mittelachse 12 der Aufnahmeöffnung 7, d.h. um die Achse im Wesentlichen senkrecht zum Befestigungsflansch 6’ des Basiselements 6, verdrehbar ist. Das Drehelement 15 weist seitliche Angriffsstellen 16 für ein Werkzeug auf.

[0036] In der Ausführung der Fig. 1, 2 weist der Spannmechanismus 8 zur Ausbildung des Klemmelements 14 mehrere, hier sechs, Spannkugeln 17 auf, welche mittels des Betätigungselements 13 mit dem Kugelelement 9 des Spannzapfens 3 verklemmbar sind. Die Spannkugeln 17 sind in regelmäßigen Abständen am Umfang der Aufnahmeöffnung 7 der Spanneinheit 5 angeordnet. Das Betätigungselement 13 weist entsprechend den Spannkugeln 17 geformte Ausnehmungen 18 auf. Durch Verdrehung des Drehelements 15 um einen vorgegebenen Winkel können die Spannkugeln 17 in die Ausnehmungen 18 ausweichen, wodurch der Spannzapfen 3 in der Freigabestellung angeordnet wird.

[0037] In der Ausführung der Fig. 1, 2 weist die Spanneinheit 5 ein die Aufnahmeöffnung 7 für den Spannzapfen 3 ausbildendes Aufnahmeelement 19 auf, welches in Richtung 20 senkrecht zum Befestigungsflansch 6’ des Basiselements 6 (vgl. Fig. 2) höhenverstellbar an dem Basiselement 6 gelagert ist. Das Aufnahmeelement 19 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Lagerabschnitt 21 auf, welcher in einer entsprechend geformten Aussparung 22 des Basiselements 6 in axialer Richtung der Aussparung 22, d.h. in Richtung 20 senkrecht zum Befestigungsflansch 6’, verschieblich angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist eine im Wesentlichen in Richtung 20 senkrecht zur Hauptebene des Befestigungsflansches 6 erstreckte Längsführung 23 zwischen dem Aufnahmeelement 19 und dem Basiselement 6 vorgesehen.

[0038] Wie aus Fig. 1, 2 weiters ersichtlich, ist eine Fixiereinrichtung 24 zum Fixieren des Aufnahmeelements 19 zumindest in einer oberen Höhenposition (vgl. Fig. 2) und in einer unteren Höhenposition (vgl. Fig. 1) vorgesehen. Die Fixiereinrichtung 24 weist eine Klemmschraube 25 zum Festklemmen des Aufnahmeelements 19 in der gewünschten Höhenposition auf. Darüber hinaus ist in Fig. 1,2 ein Federelement 26 ersichtlich, mit welchem das Aufnahmeelement 19 in die obere Höhenposition (vgl. Fig. 2) gedrückt wird, nachdem die Klemmschraube 25 gelöst wurde.

[0039] Wie aus Fig. 1, 2 weiters ersichtlich, ist zudem eine Justiereinrichtung 27 zur Justierung der oberen Höhenposition des Aufnahmeelements 19 vorgesehen. Die Justiereinrichtung 27 weist zwei Justierelemente 28 in Form von Justierschrauben auf. Die Justierelemente 28 sind in Umfangsrichtung der Spanneinheit 5 beabstandet angeordnet, wobei in Fig. 2 beide Justierelemente 28 der Einfachheit halber in derselben Ebene dargestellt sind. Das eine Justierelement 28 ist zum geringfügigen Anheben des Aufnahmeelements 19 in der oberen Höhenposition eingerichtet, wobei das andere Justierelement 28 für eine geringfügige Absenkung des Aufnahmeelements 19 in der oberen Höhenposition vorgesehen ist. Die Justiereinrichtung 27 ist vorzugsweise für eine Feinjustierung der oberen Höhenposition von weniger als 3 mm eingerichtet. Zu diesem Zweck weist jedes Justierelement 28 am inneren Ende eine Keilfläche 29 auf, welche entlang einer entsprechenden Keilfläche 30 an einer Justierausnehmung 31 des Auf nahmeelements 29 verschieblich ist. Um die Relativbewegung zwischen dem Justierelement 28 und dem Aufnahmeelement 19 an den Keilflächen 29, 30 zu ermöglichen, weisen die Justierelemente 28 in den Justierausnehmungen 31 des Aufnahmeelements 29 ein Spiel in Höhenrichtung 20 auf.

[0040] Wie aus Fig. 1, 2 weiters ersichtlich, weist der Spannzapfen 7 auf der Oberseite des Kugelelements 9 ein Anlageelement 33 mit einer im Wesentlichen ebenen Anlagefläche zur Anlage an der Unterseite des Werkstücks 2 auf. In Fig. 2 ist zudem eine zweite Art von Spannzapfen 3 ersichtlich, welcher an der dem Werkstück 2 zugewandten Oberseite des Anlageelements 33 zudem einen Zentriervorsprung 34 zur Zentrierung des Spannzapfens 3 in der Befestigungsöffnung des Werkstücks 2 aufweist. Je nach Anwendung können mehrere Spannzapfen 3 in der Ausführung mit oder ohne Zentriervorsprung 34 vorgesehen sein, welche in einer entsprechenden Anzahl von Spanneinheiten 5 auf der Grundplatte 1 ’ des Maschinentisches verspannt werden.

[0041] In den Fig. 3 bis 5 ist die erfindungsgemäße Ausführung der Spanneinrichtung 1 dargestellt, wobei der Einfachheit halber lediglich auf die Unterschiede zur bekannten Ausführung der Fig. 1,2 eingegangen werden soll.

[0042] Gemäß Fig. 3 bis 5 weist der Spannmechanismus 8 zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken 35 mit Klemmflächen 35’ zur Verklemmung mit einem oberen Bereich des Kugelelements 9 auf.

[0043] Die Klemmflächen 35’ der Klemmbacken 35 sind entsprechend der Kugeloberfläche des Kugelelements 9 sphärisch konkav gekrümmt, d.h. kugelkalottenförmig ausgebildet. Dadurch können die Klemmflächen 35’ in der Spannstellung vollflächig an dem Kugelelement 9 angepresst werden. Die Klemmbacken 35 sind in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 36 der Spanneinheit 5 (vgl. Fig. 4) zueinander verstellbar. Jede Klemmbacke 35 weist einen Verstellabschnitt 37, einen Klemmabschnitt 38 und dazwischen eine Verjüngung 39 (d.h. einen gegenüber dem Klemmabschnitt 38 und dem Verstellabschnitt 37 verjüngten Abschnitt) auf. Die Klemmbacken 35 sind in entsprechend geformten Ausnehmungen der Spanneinheit 5 im Wesentlichen passgenau aufgenommen und darin in radialer Richtung verstellbar gelagert. Die Ausnehmungen erstrecken sich bis zur Außenseite der Spanneinheit 5, so dass die Klemmbacken 35 seitlich und an der Oberseite über die Außenseite der Spanneinheit 5 vorstehen können.

[0044] Wie aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich, sind die Klemmflächen 35’ der Klemmbacken 35 oberhalb der die Aufnahmeöffnung 7 begrenzenden Oberseite 5’ der Spanneinheit 5 angeordnet. Das Kugelelement 9 steht in einem in der Aufnahmeöffnung 7 angeordneten, parallel zur Längsachse 36 der Spanneinheit 5 ausgerichteten Zustand des Spannzapfens 3 zumindest zur Hälfte über die Oberseite 5’ der Spanneinheit 5 nach oben vor.

[0045] Wie aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich, weist der Spannmechanismus 8 ein Schraubgetriebe 40 zur Verstellung der Klemmbacken 35 auf.

[0046] In der gezeigten Ausführung weist das Schraubgewinde 40 eine Gewindespindel 40’ mit einem ersten Gewindeabschnitt 40a und mit einem zweiten Gewindeabschnitt 40b auf. Der erste Gewindeabschnitt 40a greift in ein Gewindeloch 41 der einen Klemmbacke 35 ein. Der zweite Gewindeabschnitt 40b greift in ein entsprechendes Gewindeloch 41 der anderen Klemmbacke 35 ein. Um die Klemmbacken 35 gemeinsam von der Freigabe- in die Spannstellung und umgekehrt bewegen zu können, ist der erste Gewindeabschnitt 40a der Gewindespindel 40’ als Linksgewinde und der zweite Gewindeabschnitt 40b der Gewindespindel 40’ als Rechtsgewinde ausgeführt.

[0047] Wie aus Fig. 4, 5 ersichtlich, erstrecken sich die Gewindelöcher 41 der Klemmbacken 35 jeweils in Richtung senkrecht zur Längsachse 36 der Spanneinheit 5.

[0048] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist die Spanneinheit 5 im Bereich des verjüngten Abschnitts 39 der Klemmbacke 35 eine Abstützfläche auf, mit welcher der Klemmabschnitt 38 mit der

Klemmfläche 35’ an der Abstützfläche der Spanneinheit 5 abgestützt wird. Zur Ausbildung der Verjüngung 39 weist die Klemmbacke 35 zwischen dem Klemmabschnitt 38 und dem Verstellabschnitt 37 zwei gegenüberliegende konkave Einbuchtungen auf, welche in entsprechenden Ausbuchtungen der Spanneinheit 5 passen.

Claims (10)

1. Ansprüche

   1. Spanneinrichtung (1) zur Fixierung eines Werkstücks (2) oder einer Werkstückhalterung an einer Grundplatte (1’), insbesondere eines Maschinentischs, mit zumindest einem an dem Werkstück (2) oder an der Werkstückhalterung fixierbaren Spannzapfen (3), mit einer an der Grundplatte (1’) fixierbaren Spanneinheit (5), welche eine Aufnahmeöffnung (7) für den Spannzapfen (3) aufweist, und mit einem Spannmechanismus (8) zum Fixieren des Spannzapfens (3) in der Aufnahmeöffnung (7) der Spanneinheit (5), wobei der Spannzapfen (3) ein Kugelelement (9) mit einer im Wesentlichen kugelkalottenförmigen Lagerfläche (10) aufweist, wobei an der Aufnahmeöffnung (7) der Spanneinheit (8) eine entsprechend geformte Gegenlagerfläche (11) für die kugelkalottenförmige Lagerfläche (10) des Kugelelements (9) ausgebildet ist, wobei der Spannzapfen (3) mittels des Spannmechanismus (8) in unterschiedlichen Winkelstellungen in der Aufnahmeöffnung (7) der Spanneinheit (5) verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannmechanismus (8) zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken (35) mit Klemmflächen (35’) zur Verklemmung mit dem Kugelelement (9) aufweist, wobei die Klemmbacken (35) in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (36) der Spanneinheit (5) zueinander verstellbar sind.
2. 2. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (35) in entsprechend geformten Ausnehmungen der Spanneinheit (5) geführt sind, wobei die Ausnehmungen vorzugsweise bis zur Außenseite der Spanneinheit (5) reichen.
3. 3. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmflächen (35’) der Klemmbacken (35) oberhalb einer die Aufnahmeöffnung (7) begrenzenden Oberseite (5’) der Spanneinheit (5) angeordnet sind.
4. 4. Spanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelelement (9) in einem in der Aufnahmeöffnung (7) angeordneten, entlang der Längsachse (36) der Spanneinheit (5) ausgerichteten Zustand des Spannzapfens (3) teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Drittel, insbesondere zumindest zur Hälfte, über die Oberseite (5’) der Spanneinheit (5) vorsteht.
5. 5. Spanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannmechanismus (8) ein Schraubgewinde (40) zur Verstellung der Klemmbacken (35) in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (36) der Spanneinheit (5) aufweist.
6. 6. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubgewinde (40) eine Gewindespindel (40’) mit einem ersten Gewindeabschnitt (40a) und mit einem zweiten Gewindeabschnitt (40b) aufweist, wobei der erste Gewindeabschnitt (40a) mit einem Gewindeloch (41) der einen Klemmbacke (35) und der zweite Gewindeabschnitt (40b) mit einem Gewindeloch (41) der anderen Klemmbacke (35) zusammenwirkt.
7. 7. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gewindeloch (41) an einem Verstellabschnitt (37) der Klemmbacke (35) in Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (36) der Spanneinheit (5) erstreckt.
8. 8. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (35) jeweils zwischen einem Klemmabschnitt (38) mit der Klemmfläche (35’) zur Verklemmung mit dem Kugelelement (9) und dem Verstellabschnitt (37) mit dem Gewindeloch (41) eine Verjüngung (39) aufweisen.
9. 9. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung (39) durch zwei konkave Einbuchtungen der Klemmbacke (35) gebildet ist.
10. 10. Spanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmflächen (35’) der Klemmbacken (35) entsprechend der Kugeloberfläche des Kugelelements (9) sphärisch konkav gekrümmt sind.