DE10036885A1

DE10036885A1 - Schnellspanneinheit

Info

Publication number: DE10036885A1
Application number: DE10036885A
Authority: DE
Inventors: Roland Kiefer
Original assignee: A Roemheld GmbH and Co KG
Current assignee: Ludwig Ehrhardt GmbH
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-07
Also published as: DE50103951D1; ATE278504T1; EP1175959A3; EP1175959A2; EP1175959B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellspanneinheit zum Fixieren eines Schnellspannzapfens auf eine Aufspannplatte mittels eines mechanisch und/oder hydraulisch betätigten Kolben und Lufteinblasung in den Einzugsbereich des Schnellspannzapfens innerhalb des Kolbens. Der Lufteinblaskanal wird durch einen Teil des Kolbens im Spannzustand verschlossen. Gleichzeitig wird der Spannvorgang überwacht und mittels Sensoren angezeigt. Die Sensoren erfassen einmal den Kolbenhub und zum anderen den Luftdruck bzw. den Luftstrom. Die Sensoren können intern oder extern angeordnet sein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellspanneinheit zum Fixieren eines Schnellspannzapfens auf einer Aufspannplatte, wobei der Schnellspannzapfen in einen hydraulisch/mechanisch betätigten Kolben eingesetzt ist und der Raum zwischen Kolben und Schnellspannzapfen mittels Druckluft frei von eindringenden Partikeln gehalten wird.

Spannzapfen sind Bestandteile von Spanneinrichtungen, durch die zu bearbeitende Werkstücke bei jedem Arbeitsgang eine zuvor definierte Lage einnehmen. Solche Spanneinrichtungen sind Bestandteile von Aufspannplatten, die Teil von Maschinentischen, Vorrichtungen, Rasterplatten und Paletten sein können und mittels derer sich Werkstücke exakt definiert aufnehmen lassen. Die Spannzapfen werden dann in Schnellspanneinheiten fest gesetzt.

Es ist eine Spanneinrichtung zur Fixierung eines Einzugsnippels auf einer Aufspannplatte bekannt (DE 198 41 928), die einen Kolben druckabhängig betätigt, der den Einzugsnippel aufnimmt. Die Einrichtung ist mit einer Druckluftquelle verbunden, so dass über einen Lufteinblaskanal die Druckluft den Raum unterhalb des Kolbens und durch einen Durchlasskanal dem Raum, in dem der Einzugsnippel eingezogen wird, zuführbar ist. Damit ist der Bereich des Einzugnippels ständig mit dem Druckluftkanal verbunden. Das Umspülen des Einzugsnippels ist jedoch nur dann zweckmäßig, wenn im entspannten Zustand der Einzugsnippel herausgenommen wird. Somit sind zusätzlichen Maßnahmen erforderlich um die Luftzufuhr zu regeln. Ferner ist der Raum unterhalb des Kolbens nach oben zum Bereich des Einzugsnippels offen, womit für Späne, Kühlmittel und andere Teilchen ein direkter Zugang zum Druckluftkanal besteht. Dies Partikel sind allein durch die Druckluft nicht immer aus dem Druckluftkanal entfernbar. Der jeweilige Zustand während des Spannvorganges ist nicht feststellbar, so dass sich Fehler, wie Tellerfederbruch usw. nicht ohne weiteres erkennen lassen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung einen Schnellspannzapfen in eine Schnellspanneinheit einzuführen und den Einzugsraum durch Drucklufteinblasung frei von Fremdkörpern zu halten und gleichzeitig Maßnahmen zu treffen, dass keine Verunreinigungen außerhalb des den Schnellspannzapfen unmittelbar umgebenden Raum stattfindet. Ferner den jeweiligen Spannzustand des Einfahrens zu erfassen, zu überwachen und anzuzeigen.

Die Lösung der Aufgabe ist den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche zu entnehmen.

In den Fig. ist die Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die entspannte Schnellspanneinheit im Schnitt

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt davon

Fig. 3 zeigt die gespannte Schnellspanneinheit im Schnitt

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt davon

In einem Gehäuse 1 ist eine Bohrung 2a, b eingebracht, in die ein Kolben 3 gleitend eingefügt ist. Die Bohrung 2 weist zwei unterschiedliche Durchmesser a und b auf. Der Kolben 3 besitzt eine Durchgangsstufenbohrung 4, in die einmal der Schnellspannzapfen 5 und unmittelbar darunter eine Buchse 6 einfügbar sind. Die Buchse 6 ist mit einer Sackbohrung 10 versehen, in die eine Druckfeder 7 eingefügt ist. Die Buchse ist mit einem Kopf nach oben abgeschlossen. Sobald der Schnellspannzapfen 5 in den Kolben 3 eingefügt wird kommt es zu einer Berührung zwischen Schnellspannzapfen und dem Kopf der Buchse 6, so dass im Spannzustand die Buchse 6 gegen die Federkraft der Druckfeder 7 durch den im Kolben fixierten Schnellspannzapfen heruntergedrückt wird.

In den Kopf der Buchse 6 sind Wirbeldüsen 8 eingelassen derart, dass eine Verbindung zur Durchgangsbohrung 4 und zum Einzugsbereich 9 des Schnellspannzapfens 5 besteht. Es werden mehrere vorzugsweise drei Wirbeldüsen auf dem Umfang verteilt.

Der Kolben 3 kann sowohl mechanisch als auch hydraulisch betätigt werden. Die mechanische Ansteuerung erfolgt über Tellerfedern und die hydraulische Ansteuerung erfolgt über den Ölkanal 11. Im Gehäuse 1 ist ein Druckluftkanal 12 eingebracht, der in den Freiraum 13 unterhalb der Buchse 6 mündet. Dieser Druckluftkanal 12 ist durch den unteren Teil 14 des Kolbens 3 verschließbar. Damit wirkt Teil 14 wie ein Ventil. Diesem unteren Teil 14 ist ein Schalter 15 so zugeordnet, dass immer dann ein Signal abgeben wird, wenn Teil 14 auf den Boden des Freiraumes 13 aufsetzt. Dieses Signal steht nur dann an, wenn der Spannvorgang vollständig abgeschlossen und damit der Endzustand erreicht ist. Der Schalter 15 kann auch an anderen Stellen dem Kolben 3 zugeordnet werden und im Bedarfsfall auch extern angeordnet sein. Wichtig ist, dass der Schalter nur dann anspricht, wenn der Spannzustand vollständig erreicht ist. Schalter 15 kann ein induktiver Sensor sein oder ein beliebiges anderes Schaltelement.

Zusätzliche Sensoren 16, die dem Druckluftkanal 12 zugeordnet sind, geben die Möglichkeit den anstehenden Druck und oder die Strömung der Luft zu messen und damit weitere Daten zu erfassen, die ebenfalls den jeweiligen Zustand des Spannens erkennen lassen. Ist der Kolben 3 nicht ganz in seine Endstellung gleich aus welchen Gründen gefahren, so wird die Druckluft durch die Veränderung des Spaltes zwischen Teil 14 und dem Freiraum 13 unterschiedliche Werte aufweisen, die von den Sensoren 16 erfassbar sind. Die Sensoren 16 können auch außerhalb der Schnellspanneinheit dem Druckluftkanal zugeordnet werden. Ebenso ist es möglich Luftdruck und oder Luftströmung zentral für die Aufspannplatten zu erfassen.

Ist der Schnellspannzapfen 5 in den Kolben 3 eingesetzt, wird der Kolben 3 über Ölkanal 11 beaufschlagt und bewegt sich in das Gehäuse hinein. Dabei nimmt er den Schnellspannzapfen 5 mit, der seinerseits auf die Buchse 6 einwirkt und diese gegen die Federkraft der Feder 7 nach unten drückt. Während dieses Vorganges strömt Luft aus dem Druckluftkanal 12 in den Freiraum 13 und von hier zu den Wirbeldüsen 8, so dass der Schnellspannzapfen und der Raum in dem er sich befindet von dem Wirbelstrom erfasst werden, und zwar so lange, bis der Kolben 3 seine Endstellung erreicht hat und Teil 14 den Druckluftkanal vollständig abschließt.

Der Schalter 15 meldet den abgeschlossenen Vorgang. So lässt sich leicht erkennen, ob eine von mehreren Schnellspanneinheiten, die auf einer Aufspannplatte montiert sind, nicht ordnungsgemäß eingefahren ist.

Nach Bearbeitung des Werkstückes wird der Entspannvorgang eingeleitet und Kolben 3 beaufschlagt. Der Kolben fährt aus dem Gehäuse aus und nimmt den Schnellspannzapfen mit. Damit wird durch die Federkraft der Feder 7 die Buchse 6 nach oben gedrückt, gleichzeitig wird durch Teil 14 der Lufteinlass zum Kanal 12 geöffnet. Die Druckluft strömt wieder in die Bereiche ein und umspült den Einzugsbereich 9 des Schnellspannzapfens 5 und befreit diesen, während der Schnellspannzapfen 5 entfernt wird, von allen Spänen und Kühlmitteln. Durch den Kopf der Buchse 6 ist die Verbindung zwischen dem Einzugsbereich 9 des Schnellspannzapfens und dem Freiraum 13 abgedeckt, so dass zwar die Druckluft über die Wirbeldüsen 8 hindurchgeführt ist, Späne und andere Partikel jedoch daran gehindert sind in den Freiraum 13 zu gelangen.

Darüber hinaus wird jede Störung, die durch einen der Schnellspannzapfen hervor gerufen wird, erfasst und lokalisiert. Dieses noch in doppelter Hinsicht, einmal durch den Schalter 15 und zum anderen durch die Sensoren 16.

Claims

1. Schnellspanneinheit zum Fixieren eines Schnellspannzapfens auf eine Aufspannplatte, mittels eines mechanisch und oder hydraulisch betätigten Kolbens und Druckluftzufuhr zur Beseitigung von eindringenden Fremdkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) in seinem unteren Bereich mit einem als Ventil wirkenden Teil (14) versehen ist, das im Spannzustand den Luftkanal (12) abriegelt, dass in dem Teil (14) eine Buchse (6) gleitend eingefügt ist und dass in den Kopf der Buchse Wirbeldüsen (8) eingelassen sind.

2. Schnellspanneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Buchse (6) eine Druckfeder (7) wirksam ist, die sich am Boden des Gehäuses (1) und am Kopf der Buchse abstützt.

3. Schnellspanneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wirbeldüsen (8) der für den Schnellspannzapfen (5) wirksame Einzugsbereich (9) im entspannten Zustand wirbelförmig mit Luft durchspült ist.

4. Schnellspanneinheit nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter (15) vorgesehen ist, der bei exakter Beendigung des Spannvorganges ein Signal abgibt.

5. Schnellspanneinheit nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Druckluftkanal (12) Sensoren (16) wirksam sind, die den Luftdruck und oder die Luftströmung im Druckluftkanal messen und davon abhängige Signale abgeben.

6. Schnellspanneinheit nach Anspruch 1-5; dadurch gekennzeichnet, dass der Spannzustand aller am Spannvorgang beteiligten Schnellspannzapfen durch die Schalter (15) und oder durch die Sensoren (16) zentral überwachbar ist.