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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken, insbesondere
Fahrzeug- Karosserieteile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Säulenförmige Spannvorrichtungen
für Werkstücke sind
im Stand der Technik in manigfaltigen Ausführungsvarianten bekannt.
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So
beschreibt die
DE 42
43 370 A1 eine Werkstückspannsäule, bestehend
aus einem quaderförmigen
Grundkörper,
an dessen oberer Stirnfläche
mittels je einer Spannschraube und einer Stützschraube ein Spanneisen stufenlos
ein- und feststellbar aufgenommen ist. Über zwei stangenartig ausgebildete
Führungssäulen mit
Rasterbohrungen ist sowohl eine stufenweise als auch eine stufenlose
Einstellung des Spanneisens möglich.
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Eine
aus dem Gebrauchsmuster
DE
295 20 047 U1 bekannte Werkstückspannsäule erlaubt ebenfalls eine
stufenlose Höheneinstellung
eines zudem noch verschwenkbar aufgenommenen Spanneisens. Beide
vorgenannte Einrichtungen dienen vorrangig zur Spannung von großdimensionierten
Werkstücken
in großen
Abständen über den
Tischen von spanenden Werkzeugmaschinen oder über Spannpaletten von Spannvorrichtungen.
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Aus
der
DE 40 19 936 C2 ist
eine Vorrichtung zur Höhenverstellung
einer Unterdruck-Spanneinrichtung
bekannt geworden, mit der großflächige Werkstücke, wie
Bleche oder dergleichen, zur Bearbeitung gehalten werden, bestehend
aus einem Grundkörper,
in dem die Spanneinrichtung höhenverstellbar
angeordnet ist. Eine an ihrem Kopfteil die Spanneinrichtung tragende
Spindel wird zum Einleiten einer Spannbewegung über ein Stellgetriebe motorisch
vertikal bewegt.
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Die
europäische
Patentschrift
EP 1
039 983 B1 beschreibt eine Spanneinrichtung für Werkstücke, insbesondere
Karosserieteile, bestehend aus einem oder mehreren auf einem Spanntisch
positionierbaren Spannern, wobei die Spanner mehrere Spannerteile aufweisen,
die in mindestens einer Achse verstellbar aneinander geführt sind
und die für
die gegenseitige Verstellung eine Positioniereinrichtung mit einer
Höhenverstellung
und mit einer Fixiervorrichtung aufweisen. Die Höhenverstellung weist eine Grobverstellung
und eine Feineinstellung auf, beinhaltend eine rasterförmige Aufnahme
und einen Lagerstift zur Grobverstellung und eine Auflage mit einer
oder mehreren Passplatten zur Feineinstellung. Für eine Seitenverstellung eines
Stellteiles sind noch zusätzliche
Zwischenplatten erforderlich.
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Diese
Spanneinrichtung ist zwar an sich beispielsweise für die Fixierung
von Fahrzeug-Karosserieteilen
geeignet, allerdings ist der konstruktive Aufbau aufwändig und
die Handhabung insbesondere wegen des Einsatzes der Passplatten
und Zwischenplatten umständlich.
Darüber
hinaus lassen sowohl die Grob- als auch die Feineinstellung im Wesentlichen
lediglich eine stufenweise Verstellung zu.
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Die
Dokumente
DE 42 43
370 A1 ,
DE
101 24 927 A1 ,
DE
39 23 556 A1 und der Katalog der Firma Horst Witte Gerätebau, Bleckede:
ALUFIX, D2001-2, Seiten 152–165,
beschreiben weitere Werkstückspannsäulen, Aufspannvorrichtungen,
Vorrichtungen zum Bestimmen oder Spannen von Werkstücken und sonstige
Aufsatzteile und Schraubböcke
für Werkstücke.
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Die
DE 197 16 874 A1 beschreibt
schließlich eine
Spanneinheit für
ein Spann- Baukastensystem, das Werkstücke mit komplizierter Geometrie
haltert. Die Spanneinheit besteht dabei aus einem Grundkörper und
einem von diesem höheneinstellbar
aufgenommenen, säulenförmig ausgebildeten
Spannturm mit einer über
Spannmittel beaufschlagten Werkstückaufnahme, mit Mitteln zur
stufenlosen Höheneinstellung
einer Werkstück-
Einspannstelle innerhalb der Werkstückaufnahme und mit Mitteln
zur stufenlosen Höheneinstellung
einer die Werkstückaufnahme
tragenden Spannsäule.
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Diese
Spanneinheit ist konstruktiv aufwändig und in der Handhabung
umständlich.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte
Vorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken, insbesondere Fahrzeug-
Karosserieteile, in der Weise weiterzubilden, dass mit geringem
konstruktivem Aufwand eine einfache Handhabung verbunden mit einer äußerst feinfühligen,
stufenlosen Einstellbarkeit möglich
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
und Ausgestaltungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen beansprucht.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles im Einzelnen
erläutert.
Die zugehörige
Zeichnung zeigt dabei in
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1 eine
Perspektivdarstellung einer Spannvorrichtung und in
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2 eine
Seitenansicht der Spannvorrichtung gemäß 1.
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Wie
sich aus der Zusammenschau der 1 und 2 ergibt
weist eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 zum
Aufspannen eines Werkstückes 2,
insbesondere eines Fahrzeug- Karosserieteiles, einen als Grundkörper dienenden
quaderförmigen
Klemmsockel 3 auf, der bodenseitig über eine längsgerichtete Nut 4 und über eine
Bohrung 5 zur Aufnahme einer Befestigungsschraube 6 verfügt, so dass
er beispielsweise über
daran angepasste Aufnahmeelemente mit einem hier nicht gezeigten Spanntisch
mit diesem verbindbar ist.
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Ein
dem Werkstück 2 zugewandter
Bereich des Klemmsockels 3 ist mit einem Ausschnitt 7 versehen,
in den ein Werkstückauflageteil 8 eines
gegenüber
dem Klemmsockel 3 höheneinstellbaren Spannturmes 9 einsetzbar
ist.
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Ein
vorderer, abgesetzter Abschnitt 10 des Werkstückauflageteiles 8 ist
mit einer vertikal gerichteten Gewindebohrung 11 versehen,
in die eine Pendelkopfschraube 12 einschraubbar und mittels
Kontermutter 13 fixierbar ist. Obenseitig ist die Pendelkopfschraube 12 mit
einer kalottenförmigen
Ausnehmung 14 versehen, in die ein abgeflachter Kugelkörper 15 eingesetzt
ist. Eine sich dabei ergebende Planfläche 16 dient letztlich
als Auflage für
das Werkstück 2.
Somit kann sich die Auflage stets der Neigung des Werkstückes 2 an
der Einspanstelle anpassen. Aufgrund der relativ großflächigen Abstützung durch
die Planfläche 16 entstehen
auch keine unerwünschten
Einprägungen
im Werkstück 2 beim
Festspannen.
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Das
Festspannen des Werkstückes 2 wird wiederum
durch eine Spannpratze 17 bewirkt, deren abgeflachter,
dem Werkstück 2 zugewandter
Endabschnitt 18 auf seiner Unterseite mit einem konusförmigen Nocken 19 versehen
ist, der mit dem abgeflachten Kugelkörper 15 fluchtet (Mittellinie 20)
und über
den punktuell eine Andrückkraft
auf das Werkstück 2 ausübbar ist.
Selbstverständlich
wäre alternativ
auch denkbar, anstelle des konusförmigen Nockens 19 z.
B. einen abgeflachten Kugelkörper
vorzusehen.
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Am
gegenüberliegenden
Endabschnitt ist die Spannpratze 17 mit einer Aufnahmebohrung 21 für einen
Zentrierstift 22 ausgestattet, der mittig an den Schraubenkopf 23 einer
Stützschraube 24 angeformt ist,
die in eine Gewindebohrung 25 im Werkstückauflageteil 8 eingeschraubt
ist.
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Das
Spannen des Werkstückes 2 wird
letztlich über
eine Spannschraube 26 bewirkt, die durch eine Schraubenaufnahme 27 in
der Spannpratze 17 hindurch ragt und in eine Gewindebohrung 28 im Werkstückauflageteil 8 hineinreicht.
Insbesondere durch den Zentrierstift 22 kann ein seitliches
Verschwenken der Spannpratze 17 verhindert werden mit dem
Ergebnis, dass der konusförmige
Nocken 19 und der abgeflachte Kugelkörper 15, mithin also
auch die Planfläche 16 stets
fluchten, so dass beim Spannen des Werkstückes 2 keine Verspannungen
in dieses hineingetragen werden können.
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Am
Werkstückauflageteil 8 ist
untenseitig eine Spannsäule 29 angesetzt,
die in einen Gewindezapfen 30 übergeht. Zwecks Aufnahme der
Spannsäule 29 bzw.
des Gewindezapfens 30 ist im Klemmsockel 3 eine über die
gesamte Höhe
reichende und in den Ausschnitt 7 mündende Bohrung 31 vorgesehen.
Nahe des Ausschnittes 7 ist der Klemmsockel 3 mit
einem vertikal gerichteten ersten Einschnitt 32 und darunter
mit einem horizontal gerichteten zweiten Einschnitt 33 versehen,
so dass dadurch zwei miteinander konespondierende Klemmbacken 34, 35 herausgebildet
werden. Während
die erste Klemmbacke 34 mit einer horizontal gerichteten
Aufnahme 36 für
eine Klemmschraube 37 versehen ist, verfügt die zweite
Klemmbacke 35 über
eine entsprechende, horizontal gerichtete Gewindebohrung 38,
in die die Klemmschraube 37 einschraubbar ist.
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Unterhalb
des zweiten Einschnittes 33 ist in den Klemmsockel 3 ein
weiterer, tiefergehender und ebenfalls quer gerichteter Einschnitt 39 eingearbeitet,
dessen Höhe
der Höhe
einer in diesen Einschnitt 39 eingesetzten Einstellmutter 40 entspricht.
Diese wirkt mit dem Gewindezapfen 30 der Spannsäule 29 zusammen,
so dass durch Drehen der Einstellmutter 40 der gesamte
Spannturm 9 in der Höhe
einstellbar ist. Zur besseren Handhabung ist die Einstellmutter 40 mit
einer Kordelung 41 versehen und sie weist darüber hinaus
eine Skalierung 42 auf, der eine Markierung 43 am
Klemmsockel 3 zugeordnet ist. In Kenntnis der Gewindesteigung
des Gewindezapfens 30 lassen sich so exakt Höheneinstellungen
des Spannturmes 9 und damit des Werkstückauflageteiles 8 vornehmen.
Die genaue Höheneinstellung
des Werkstückauflageteiles 8 innerhalb
des Ausschnittes 7 lässt
sich darüber
hinaus an einer weiteren Skalierung 44 im Bereich des Ausschnittes 7 ablesen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 ist
es nun auf verschiedenerlei Weise möglich, durch stufenloses Verstellen
der beteiligten Spannmittel ein verspannungsfreies Fixieren des
Werkstückes 2 zu
erzielen. Im gespannten Zustand sollte die Spannpratze 17 im
Wesentlichen horizontal gerichtet sein. Dies lässt sich durch entsprechendes
Einstellen der Stützschraube 24 bzw.
der Pendelkopfschraube 12 erreichen. Ist das Werkstück 2 gespannt,
so lassen sich Feinjustierungen ergänzend auch noch über die
Einstellmutter 40 bewerkstelligen, die ja ein Nachjustieren
des gesamten Spannturmes 9 ermöglicht. Im Ergebnis ist damit
ein feinfühliges,
exaktes, reproduzierbares und verspannungsfreies Spannen eines Werkstückes 2 durchführbar.