CH676443A5

CH676443A5 -

Info

Publication number: CH676443A5
Application number: CH215488A
Authority: CH
Inventors: Frank Haug
Original assignee: Frank Haug
Priority date: 1987-07-07
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1991-01-31
Also published as: DE3722351A1; DE3722351C2

Description

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CH 676 443 AS

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken, die insbesondere zur Verwendung bei Anlagen zur elektroerosiven Metallbearbeitung bestimmt ist und ein Spannmittel zur Aufnahme und Halterung eines Werkstücks sowie als Spannmittelträger eine fest mit dem Spannmittel verbundene, auf einer ihrerseits auf einer Bezugsplatte, wie einem Maschinentisch, verschiebbaren Grundplatte angeordnete und gegenüber der Bezugsplatte verschiebbare Halteplatte besitzt.

Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits bekannt (EP 0 149 429). Dabei handelt es sich um eine Einrichtung zur Halterung eines Gegenstandes in einer gewünschten räumlichen Lage, mitteis der die Einstellung eines zwischen den Spannbacken eines höhen- und seiteneinstellbar auf einem Schraubstockträger angeordneten Schraubstock aufgenommenen Werkstücks in der Höhe und Ebene möglich ist.

Unbefriedigend bei der vorbekannten Vorrichtung sind deren komplizierter mehrteiliger Aufbau und die dadurch bedingte umständliche Handhabung.

Aus der US-PS 2760 535 ist ebenfalls eine Werkstückspannvorrichtung in Form eines Schraubstocks mit einer feststehenden Spann-backe und einer gegenüber letzterer längs einer Führung bewegbaren Spannbacke bekannt. Mit dieser Spannvorrichtung ist allerdings keine Höhen-und Seiteneinstellung eines gespannten Werkstücks möglich.

Durch die Erfindung soll eine gattungsgemässe Vorrichtung geschaffen werden, die bei einfachem Aufbau im Interesse einer Minimierung der Rüstzeiten von Metallbearbeitungsmaschinen, insbesondere von Anlagen zur elektroerosiven Metallbearbeitung, es ermöglicht, Werkstücke einfach und schnell präzise zu spannen und auszurichten. Bei der vorzugsweisen Zweckbestimmung kommt es auf ein höchst präzises Ausrichten der elektroerosiv zu bearbeitenden Werkstücke an, und zwar sowohl hinsichtlich einzustellender Abstandsmasse als auch im Hinblick auf die Winkeltreue.

Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, dass bei der eingangs angegebenen Vorrichtung, die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definiert ist, die Hälteplatte und die Grundplatte über federnd gelagerte Schrauben miteinander verbunden sind, dass in der Halteplatte in geeigneter geometrischer Zuordnung zueinander drei Gewindelöcher mit eingeschraubten und auf der Grundplatte aufstehenden Führungsbolzen vorgesehen sind und dass über die Führungsbolzen die Halteplatte gegenüber der Grundplatte begrenzt höheneinstellbar und relativ zu letzterer um eine jeweils von zwei Führungsbolzen definierte Achse schwenkbar ist.

Diese Einsteilbarkeit der fest mit dem eigentlichen Spannmittel verbundenen Halteplatte gegenüber der Grundplatte ermöglicht es, gespannte Werkstücke in der Höhe und hinsichtlich ihrer Winkellage schnell und einfach innerhalb der bei derartigen Spannvorrichtungen erforderlichen Grenzen auszurichten. Im übrigen zeichnet sich die erfin-

dungsgemässe Spannvorrichtung durch ihren einfachen Aufbau aus.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Führungsbolzen relativ zueinander im Dreiecksverband in der Weise angeordnet sind, dass zwei Führungsbolzen etwa parallel zu einer Kante der Halteplatte liegen, während der dritte Führungsbolzen nahe der dazu parallelen Kante etwa mittig zu den beiden anderen Führungsbolzen angeordnet ist. Als zweckmässig hat sich auch erwiesen, wenn die Führungsbolzen an den sich an der Grundplatte abstützenden Enden kegelig ausgebildet und in der Grundplatte mit den Führungsbolzen korrespondierende Senkbohrungen vorgesehen sind.

Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das mit der Halteplatte fest verbundene Spannmittel ein Spannwinkel mit zwei Schenkeln und je einer längs des jeweiligen Schenkels bewegbaren und stufenlos feststellbaren Spannbacke.

Die stufenlose Verstellung der Spannbacken kann dadurch erreicht werden, dass in den Schenkeln des Spannwinkels äquidistante Gewindebohrungen für Spannschrauben zum Festlegen der Spannbacken angeordnet sind und dass jede Spannbacke ein von einer Spannschraube durchdrungenes Langloch besitzt, dessen Längenerstreckung grösser ist als der gegenseitige Abstand benachbarter Gewindebohrungen in den Schenkeln des Spannwinkels.

Vorzugsweise können die Gewindebohrungen in den Schenkeln des Spannwinkels und die Langlöcher in den Spannbacken unter einem Winkel von etwa 45° zur Längenerstreckung des jeweiligen Spannwinkelschenkels verlaufen.

Auch kann längs der Schenkel des Spannwinkels eine vorstehende, insbesondere rechteckige Führungsschiene vorgesehen sein, in welchem Falle die Spannbacken mit dazu komplementär ausgebildeten Führungsnuten ausgerüstet sind.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Spannbacken etwa trapezförmigen Querschnitt haben, deren parallele Seiten etwa parallel zu den Schenkeln des Spannwinkels liegen, während die dritte Seite sich als Spannfläche senkrecht zu dem jeweiligen Schenkel des Spannwinkels erstreckt und die vierte Seite unter einem Winkel von etwa 45° zur Schenkellängserstreckung verläuft und als Schulter für eine Spannschraube dient, die in eine Gewindebohrung in dem betreffenden Schenkel eingeschraubt ist.

Die planparallele Ausrichtung der Werkstücke ist, gleichfalls gemäss einer Weiterbildung der Erfindung, so verwirklicht, dass die Grundplatte an ihrer zweiten Seite drei im Winkel zueinander angeordnete, über diese zweite Seite vorstehende und an der Bezugsplatte anlegbare Anschlagbolzen aufweist, die innerhalb der Grundplatte verdrehbar und im über diese zweite Seite überstehenden Bereich exzentrisch ausgebildet sind.

Schliesslich kann auch zum Ausrichten eines gespannten Werkstücks ein auf der Bezugsplatte aufliegender Positionierwinkel vorgesehen sein.

Eine Ausführungsform der Erfindung soll nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:

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Fig. 1 eine Aufsicht auf eine an einem Positionierwinkel anschlagende Spannvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäss Schnittlinie A-B der Aufsicht nach Fig. 2;

Fig. 3 eine Seitenansicht gemäss Schnittlinie A-E der Aufsicht nach Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht gemäss Schnittlinie C-D der Aufsicht nach Fig. 1 ; und

Fig. 5 eine Konstruktionszeichnung des Spannbackens in drei Ansichten.

Die zeichnerischen Darstellungen und die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich auf den konkreten Anwendungsfall als Schnellwechsel-Werkstückträger dergestalt, dass die Spannvorrichtung ausserhalb der Bearbeitungsstation einer Maschine mittels eines auf einer als Messtisch oder Messplatte dienenden Natursteinplatte aufgestellten Positionierwinkels ausgerichtet und dann erst auf dem eigentlichen Maschinentisch positioniert wird. Dabei steht der Positionierwinkel stellvertretend für einen Maschinentisch. Die Spannvorrichtung könnte somit ebensogut wie am Positionierwinkel auch unmittelbar am Maschinentisch ausgerichtet werden, allerdings mit der Folge, dass die Maschine für die Dauer der Werkstück-Rüstzeit blockiert wäre.

In der Zeichnung ist an einem Positionierwinkel 1 (als Bezugsplatte) die Spannvorrichtung 2 angeschlagen und relativ zum Positionierwinkel ausrichtbar. Der Positionierwinkel 1 kann somit als Richt-Normal betrachtet werden. Ist die Spannvorrichtung 2 mit einem Werkstück 3 relativ zu diesem Richt-Normal winkelgetreu und exakt parallel ausgerichtet, so kann sie auf dem Maschinentisch montiert werden, ohne erneut ausgerichtet werden zu müssen.

Die Spannvorrichtung 2 selbst besteht im wesentlichen aus einem zwei Schenkel aufweisenden Spannwinkel 4 zur Aufnahme und Halterung eines Werkstücks 3, einer fest mit dem Spannwinkel 4 verbundenen Halteplatte 5 und einer Grundplatte 6, mit der die Halteplatte 5 innerhalb enger, jedoch bei bestimmungsgemässer Verwendung ausreichender Grenzen höhenverstellbar verbunden ist.

An seinem längeren Schenkel 41 besitzt der Spannwinkel 4 einen rechteckigen Vorsprung 42, der mit der Halteplatte 5 mittels Schrauben 7 fest verschraubt ist. Die Grundplatte 6 hat eine zu diesem Vorsprung 42 komplementäre rechteckige Ausnehmung 61 und der Spannwinkel 4 und die Grundplatte 6 sind über die Paarung des Vorsprungs 42 mit der Ausnehmung 41 formschlüssig zusammengefügt.

Die mittels der Schrauben 7 fest zusammengefügte Einheit aus dem Spannwinkel 4 und der Halteplatte 5 ist durch im Dreieck relativ zur Halteplatte 5 angeordnete, federnd gelagerte Schrauben 8 mit der Grundplatte 6 verschraubt. Die Schrauben 8 sind in Gewindebohrungen der Grundplatte 6 eingeschraubt und stützen sich mit ihren Schraubenköpfen an Federpaketen 8' aus z.B. Kunststoffedern ab, die in sackioehartigen Aufbohrungen der Durchgangsbohrungen In der Halteplatte 5 aufgenommen sind. Bei den Schrauben 8 handelt es sich um Innensechskantschrauben, deren Schraubenköpfe partiell in der Halteplatte 5 versenkt sind. Die aus dem Spannwinkel 4, der Halteplatte 5 und der Grundplatte 6 bestehende Spannvorrichtung 2 ist zu einer Einheit verschraubt, wobei jedoch die Halteplatte 5 und die Grundplatte 6 im Rahmen der Federwege der Federpakete 8' gegeneinander höhenverstellbar sind.

Diese Verstellung ist mittels dreier Führungsbolzen 9 erreichbar. Bei den Führungsbolzen 9 handelt es sich um in Gewindebohrungen der Halteplatte 5 eingeschraubte Gewindestifte, die unter Ausbildung eines Dreiecks über die Ebene der Halteplatte 5 verteilt angeordnet sind. Zwei dieser Führungsbolzen 9 sind im Abstand voneinander nahe der dem Spannwinkel 4 benachbart liegenden Kante der Halteplatte 5 jeweils etwa in deren Eckbereichen angeordnet, hingegen der dritte Führungsbolzen 9 etwa in der Mitte der gegenüberliegenden Kante der Halteplatte 5. Wenn die als Gewindestifte ausgebildeten Führungsbolzen 9 über z.B. einen Innensechs-kant auf Anschlag an die Grundplatte 6 eingeschraubt werden, kann die Halteplatte 5 im Rahmen der Federelastizität der Federpakete 8' relativ zur Grundplatte 6 bewegt, also zu letzterer räumlich eingestellt werden.

Wenn einer der Führungsbolzen 9 mehr oder weniger tief eingeschraubt wird, schwenkt die Halteplatte 5 um die durch die Auflagerpunkte der jeweils beiden anderen Führungsbolzen 9 auf der Grundplatte 6 definierte Achse. Die Halteplatte 5 ist somit exakt parallel und auch im Winkel zur Grundplatte 6 einstellbar. Mittels der drei Führungsbolzen 9 ist somit eine Art kardanische Lagerung der Halteplatte 5 gegenüber der Grundplatte 6 realisiert.

Die Führungsbolzen 9 können entweder als einstückig durchgehende Gewindestifte oder auch zweiteilig als von aussen einschraubbare Gewindestifte mit auf der Grundplatte 6 aufsitzenden Bolzen ausgeführt sein. Die durchgehenden Gewindestifte bzw. die genannten Bolzen sind an ihren auf der Grundplatte sich abstützenden Enden kegelförmig ausgebildet und greifen in komplementäre Senkbohrungen in der Grundplatte 6 ein, wie dies Fig. 2 zeigt.

Zum Ausrichten der Grundplatte 6 mit der Halteplatte 5 und dem Spannwinkel 4 auf dem Positionierwinkel 1 sind drehbar in der Grundplatte 6 gelagerte Anschlagbolzen 10,10', vorgesehen, die aus einem Kopfteil mit Innensechskant zum Drehen um ihre Längsachsen und einem über die Unterseite der Grundplatte 6 vorstehenden, zur Drehachse des Kopfteils exzentrischen Zapfen bestehen. Zwei der Anschlagbolzen 10 sind parallel zu der am Spannwinkel 4 ausgerichteten Kante der Grundplatte 6 angeordnet, der dritte Anschlagbolzen 10' hingegen, bezogen auf die Verbindungslinie zwischen den beiden anderen Anschlagbolzen 10, senkrecht dazu, und zwar im Abstand von der benachbarten Kante der Halteplatte 5 aus betrachtet hinter der genannten Verbindungslinie. Mittels der drei Anschlagbolzen 10,10' ist somit die Grundplatte 6 relativ zum Positionierwinkel 1 planparallel so einstellbar, dass das Werkstück 3 im Spannwinkel 4 genau ausgerichtet werden kann.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, sind die

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beiden parallel zur Längskante der Halteplatte 5 angeordneten Anschlagbolzen 10 frei zugänglich. Der dritte Anschlagbolzen 10' hingegen liegt unter der Halteplatte 5 und ist somit nur über eine sich durch die Halteplatte hindurcherstreckende Durchgangsbohrung 17 zugänglich. Ansonsten unterscheiden sich die Haltebolzen 10 und 10', die lagefest, aber drehbar, in der Grundplatte 6 aufgenommen sind, nicht voneinander.

Es soll nun das Ausrichten eines am Spannwinkel 4 gespannten Werkstücks 3 erläutert werden:

Der Positionierwinkel 1 liegt auf einem Messtisch oder einer Messplatte - entsprechend der Zeichenebene - eben auf. Auf die Oberseite des aufliegenden Schenkels des Positionierwinkels 1 wird die Spannvorrichtung 2 mit einem gespannten Werkstück 3 so aufgelegt, dass der durch die drei An-, Schlagbolzen 10,10' gebildete rechte Winkel bündig am Eckbereich des Positionierwinkels 1 anliegt. In dieser Position wird die Spannvorrichtung 2 mittels der Befestigungsschrauben 11 am Positionierwinkel 1 so angeschraubt, dass die Grundplatte 6 zwar festgelegt, aber noch planparallel auf dem Positionierwinkel 1 verschiebbar ist. Die Köpfe der Befestigungsschrauben 11 sind in Durchgangslöchern der Halteplatte 5 berührungslos mit letzterer aufgenommen und stützen sich an der Grundplatte 6 ab. Durch Verdrehen der Anschlagbolzen 10, 10' kann der Spannwinkel 4 mit dem gespannten Werkstück 3 bezüglich seiner Kanten durch planparalleles Verschieben der Grundplatte 6 relativ zum Positionierwinkel 1 exakt ausgerichtet werden. Danach werden die Befestigungsschrauben 11 fest angezogen, wodurch die Spannvorrichtung 2 mit dem gespannten Werkstück 3 in der Ebene exakt orientiert ist. Danach wird, soweit erforderlich, die Halteplatte 5 mittels der Führungsbolzen 9 relativ zur Grundplatte 6 ausgerichtet, indem die Halteplatte 5 mit der bzw. gegen die Federkraft der federnd gelagerten Schrauben 8 eingestellt wird.

Die Einspannung eines Werkstücks 3 am Spannwinkel 4 sei unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert:

Längs der Innenseiten der Schenkel des Spannwinkels 4 sind äquidistant zueinander Gewindelöcher 12 angeordnet, die - bezogen auf die Längserstreckung der Schenkel - jeweils unter einem Winket von etwa 45° verlaufen. Zum Spannen dienen Spannbacken 13 von - im Querschnitt betrachtet -annähernd der Form eines Trapezes. Die Spannbacken haben jeweils eine unter etwa 45° abgeschrägte Fläche, und senkrecht zu dieser Abschrägung erstreckt sich ein Langloch 14, das an der grösseren der parallelen Trapezflächen ausmündet. Die Länge der Langlöcher 14 ist grösser als der gegenseitige Abstand der Gewindelöcher 12. Dadurch ist eine stufenlose Einstellung längs der gesamten Schenkellängen des Spannwinkels 4 und mithin eilt stufenloses Spannen von Werkstücken möglich.

Beim Spannen eines Werkstücks 3 wird ein Spannbacken 13 mit seiner Spannschraube 15 am nächstgelegenen Gewindeloch 12 angesetzt und durch Festziehen dieser Spannschraube 15 soweit gegen das Werkstück 3 verschoben, bis dieses fest eingespannt ist Der Kopf der Spannschraube

15 gleitet dabei längs des Randes des Langlochs 14 an der Abschrägung des Spannbackens 13 entlang. Auf diese Welse lässt sich ein Werkstück 3 an zwei senkrecht zueinander verlaufenden Seiten verspannen, wie dies insbesondere Fig. 1 zeigt.

Zur besseren Führung der Spannbacken 13 haben diese an ihren längs der Schenkel des Spannwinkels verschiebbaren Trapezflächen, jeweils eine Führungsnut 18 (Fig. 5). Komplementär zu dieser Führungsnut sind längs der Innenschenkel des Spannwinkels 4 je eine Führungsschiene 16 vorgesehen. Durch den Eingriff der Führungsschiene 16 des jeweiligen Schenkels in die Nut 18 der zugeordneten Spannbacke 13 wird verhindert, dass sich der Spannbacken 13 beim Festspannen des Werkstücks 3 verdreht.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken, insbesondere zur Verwendung bei Anlagen zur elektroerosiven Metallbearbeitung, die ein Spannmittel zur Aufnahme und Halterung eines Werkstücks sowie als Spannmittelträger eine fest mit dem Spannmittel verbundene, auf einer ihrerseits auf einer Bezugsplatte, wie einem Maschinentisch, verschiebbaren Grundplatte angeordnete und gegenüber der Bezugsplatte verschiebbare Halteplatte besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (5) und die Grundplatte (6) über federnd gelagerte Schrauben (8) miteinander verbunden sind, dass in der Halteplatte (5) in geeigneter geometrischer Zuordnung zueinander drei Gewindelöcher mit eingeschraubten und auf der Grundplatte (6) aufstehenden Führungsbolzen (9) vorgesehen sind und dass über die Führungsbolzen (9) die Halteplatte (5) gegenüber der Grundplatte (6) begrenzt höheneinstellbar und relativ zu letzterer um eine jeweils von zwei Führungsbolzen (9) definierte Achse schwenkbar ist.

2, Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbolzen (9) relativ zueinander im Dreiecksverband in der Weise angeordnet sind, dass zwei Führungsbolzen etwa parallel zu einer Kante der Halteplatte (5) liegen, während der dritte Führungsbolzen nahe der dazu parallelen Kante etwa mittig zu den beiden anderen Führungsbolzen (9) angeordnet ist

3- Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbolzen (9) an den sich an der Grundplatte (6) abstützenden Enden kegelig ausgebildet sind und dass in der Grundplatte (6) mit den Führungsbolzen (9) korrespondierende Senkbohrungen vorgesehen sind.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannmittel ein zwei Schenkel aufweisender Spannwinkel (4) dient und dass die beiden Schenkel des Spannwinkels mit je einer längs des jeweiligen Schenkels bewegbaren und stufenlos feststellbaren Spannbacke (13) ausgerüstet sind.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass in den Schenkeln des Spannwinkels (4) äquidistante Gewindebohrungen (12) für Spannschrauben (15) zum Festlegen der Spann-

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6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebohrungen (12) in den Schenkeln des Spannwinkels (4) und die Langlöcher (14) in den Spannbacken (13) unter einem Winkel von etwa 45° zur Längserstreckung des jeweiligen Spannwinkelschenkels verlaufen.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass längs der Schenkel des Spannwinkels (4) eine vorstehende, insbesondere rechteckige Führungsschiene (16) vorgesehen ist und dass die Spannbacken (13) mit dazu komplementär ausgebildeten Führungsnuten (18) versehen sind.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (13) etwa trapezförmigen Querschnitt aufweisen, deren parallele Seiten parallel zu den Schenkeln des Spsnnwinkels liegen, während die dritte Seite sich als Spannfläche senkrecht zu dem jeweiligen Schenkel des Spannwinkels (4) erstreckt und die vierte Seite unter einem Winkel von etwa 45° zur Schenkellängserstreckung verläuft und als Schulter für eine Spannschraube (15) dient, die in eine Gewindebohrung (12) eingeschraubt ist.

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (6) mit drei über die Plattenunterseite vorstehenden und an der Bezugsplatte anlegbaren Anschlagbolzen (10, 10') ausgerüstet ist, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sowie drehbar gelagert sind und bei deren über die Plattenunterseite überstehenden Abschnitten es sich um Exzenter handelt.

10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausrichten eines gespannten Werkstücks (3) ein auf der Bezugsplatte aufliegender Positionierwinkel (1) vorgesehen ist.

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