DE102005017582A1

DE102005017582A1 - Spanneinrichtung

Info

Publication number: DE102005017582A1
Application number: DE200510017582
Authority: DE
Inventors: Dieter Kuehne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-16
Filing date: 2005-04-16
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-17
Also published as: DE102005017582B4

Abstract

Bei einer Spanneinrichtung (1, 30, 50) zum Einspannen eines zu vermessenden Werkstücks (35), mit einem ersten Einspannteil (2, 31, 51) und einem zweiten Einspannteil (5, 32, 52) ist eine Kraftmesseinrichtung (7) vorgesehen, die die Einspannkraft, mit der das Werkstück (35) zwischen den Einspannteilen (2, 5, 31, 32, 51, 52) eingespannt ist, misst. Das Werkstück kann dadurch ohne Verformung des Werkstücks eingespannt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zum Einspannen eines zu vermessenden Werkstücks, mit einem ersten Einspannteil und einem zweiten Einspannteil.

Um an einem Werkstück unterschiedliche Messungen durchzuführen, ist es bekannt, das Werkstück in eine Spanneinrichtung zwischen zwei Einspannteile einzuspannen. Bei relativ großen, stabilen Werkstücken kann das Einspannen erfolgen, ohne besondere Acht auf das Werkstück geben zu müssen. Je kleiner und feingliedriger ein Werkstück jedoch ist, desto mehr muss darauf geachtet werden, dass das Werkstück beim Einspannen nicht beschädigt bzw. verformt wird. Eine Verformung kann die durchzuführenden Messungen beeinträchtigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Spanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Werkstücke eingespannt (oder fixiert) werden können, möglichst ohne diese beim Einspannen zu verformen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe auf ebenso überraschend einfache wie wirkungsvolle Art und Weise dadurch gelöst, dass bei einer Spanneinrichtung der eingangs genannten Art eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen ist, die die Einspannkraft, mit der das Werkstück zwischen den Einspannteilen eingespannt ist, misst. Dadurch ist es möglich, ein Werkstück mit einer definierten Kraft einzuspannen. Insbesondere kann ein Werkstück für unterschiedliche Messaufgaben mit unterschiedlichen Einspannkräften eingespannt werden. Wenn bekannt ist, welche Belastungen ein Werkstück maximal erfahren darf, kann beim Einspannen dann darauf geachtet werden, dass diese Grenzwerte nicht überschritten werden. Wenn eine Messeinrichtung vorgesehen ist, kann die auf das Werkstück ausgeübte Kraft während der durchgeführten Messeaufgaben ständig überwacht werden. Eine Zerstörung oder Verformung von Werkstücken kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirksam verhindert werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn eine Kalibriereinrichtung vorgesehen ist, mit der die Messeinrichtung kalibrierbar ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass gleichartige Werkstücke immer mit derselben Einspannkraft eingespannt werden und somit immer dieselbe Einspannkraft auf gleichartige Werkstücke wirkt, wenn diese vermessen werden.

Ein Platz sparender Aufbau der Spanneinrichtung ergibt sich, wenn die Messeinrichtung zumindest teilweise in oder an einem der Einspannteile angeordnet ist. Aus demselben Grund kann die Kalibriereinrichtung zumindest teilweise in oder an einem der Einspannteile angeordnet sein.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Kraftmesseinrichtung als DMS-Brücke, insbesondere als DMS-Vollbrücke ausgebildet sein. Die Dehnungsmessstreifen (DMS)-Vollbrücke erlaubt die Bestimmung kleinster Dehnungen bei guter Kompensation temperaturbedingter Dehnungen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eines der Einspannteile bezüglich, insbesondere auf oder an einer schiefen Ebene beweglich angeordnet ist. Aufgrund der Schwerkraft ist das Einspannteil bestrebt, die schiefe Ebene herabzugleiten. Ein zwischen die Einspannteile eingelegtes Werkstück wird somit durch eine definierte Kraft eingespannt. Diese definierte Kraft wird auf besonders einfache Art und Weise durch das Gewicht des bezüglich der schiefen Ebene beweglich angeordneten Einspannteils festgelegt.

Eine besonders geringe Reibung zwischen Einspannteil und schiefer Ebene kann realisiert werden, wenn zwischen der schiefen Ebene und dem bezüglich der schiefen Ebene beweglichen Einspannteil eine Kugelführung angeordnet ist. Dadurch ist eine nahezu ungehinderte Bewegung des Einspannteils auf der schiefen Ebene möglich.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Gewicht des bezüglich der schiefen Ebene beweglichen Einspannteils veränderbar und einstellbar ist. Durch diese Maßnahme können unterschiedliche Einspannkräfte besonders einfach realisiert werden.

Das Gewicht lässt sich besonders einfach verändern, wenn das bezüglich der schiefen Ebene bewegliche Einspannteil zumindest eine Aufnahme für zumindest ein Gewicht, insbesondere eine Kugel, aufweist. Die Gewichte unterschiedlicher Kugeln sind dabei vorzugsweise kalibriert. Es ist dabei denkbar, Kugeln aus demselben Material mit unterschiedlichen Größen zu verwenden oder Kugeln gleicher Größe zu verwenden, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.

Wenn zumindest ein Einspannteil einen Messschlitz aufweist, können Messinstrumente besonders einfach in Bezug auf das Werkstück angeordnet werden und können unterschiedliche Messaufgaben besonders einfach durchgeführt werden.

Zur Anpassung der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung auf unterschiedliche einzuspannende Werkstücke ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Einspannteil austauschbare Klemmbacken oder -platten aufweist.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Spanneinrichtung einen Reitstock umfassen. Insbesondere kann der Reitstock ein Einspannteil darstellen. Der Reitstock kann sich beispielsweise über ein federndes bzw. elastisches Element an einem insbesondere in unterschiedlichen Stellungen festlegbaren Anschlag abstützen. Durch das elastische Element kann die Einspannkraft eingestellt werden.

Ein selbstzentrierendes Einspannen eines Werkstücks wird beispielsweise ermöglicht, wenn an den Einspannteilen Hohlspitzen zur Aufnahme des Werkstücks vorgesehen sind. Die Hohlspitzen können insbesondere seitlich oder radial Messöffnungen, insbesondere Messschlitze, aufweisen. Dadurch ist es möglich, die Werkstücklänge taktil und/oder optisch zu messen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.

In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Spanneinrichtung;
2 eine Seitenansicht einer gegenüber der Ausführungsform der 1 geringfügig abgewandelten Ausführungsform einer Spanneinrichtung;
3 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß 1;
4 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Spanneinrichtung mit Reitstock;
5 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Spanneinrichtung.
In der 1 ist eine Spanneinrichtung 1 mit einer Grundplatte 1a dargestellt. Die Spanneinrichtung 1 umfasst ein erstes Einspannteil 2, welches ortsfest angeordnet ist. Das erste Einspannteil 2 weist eine Einspannfläche 3 auf, an der ein einzuspannendes Werkstück anliegen kann. Weiterhin umfasst die Spanneinrichtung 1 eine schiefe Ebene 4, auf der ein zweites Einstellteil 5 beweglich ist. Um die Reibung zwischen dem Einstellteil 5 und der schiefen Ebene 4 zu verringern, ist eine Kugelführung 6 vorgesehen, die zwischen dem zweiten Einstellteil 5 und der schiefen Ebene 4 angeordnet ist. Die Spanneinrichtung 1 umfasst eine als DMS-Vollbrücke ausgebildete Messeinrichtung 7, die einen Dehnungsmessstreifen 8 umfasst, der in der Nähe des Einstellteils 5 angeordnet ist. Die Messeinrichtung 7 ist im Wesentlichen im bzw. am zweiten Einstellteil 5 angeordnet. Aufgrund der Schwerkraft in Pfeilrichtung 9 ist das zweite Einstellteil 5 bestrebt, eine Bewegung in Pfeilrichtung 10 auszuführen. Dadurch entsteht auch eine Kraft in Pfeilrichtung 11, die als Einspannkraft wirkt. Durch die Messeinrichtung 7 kann die Einspannkraft gemessen werden. Die Messeinrichtung 7 kann über eine Kalibriereinrichtung, die in der 1 nicht sichtbar ist, kalibriert werden.
In der Ausführungsform gemäß 2 besteht der Unterschied zur Ausführungsform der 1 darin, dass der Dehnungsmessstreifen 8 auf der Seite des ersten Einspannteils 2 angeordnet ist. Insbesondere ist der Dehnungsmessstreifen 8 in einem Schlitz angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform ist er zwischen dem Einspannteil 2 und einem Werkstück 12 angeordnet.
In der perspektivischen Darstellung der 3 ist zu erkennen, dass das zweite Einstellteil 5 mehrere Ausnehmungen 20 aufweist, in die Gewichte, insbesondere Kugeln, eingelegt werden können. Dadurch kann die auf das Einspannteil 2 wirkende Kraft eingestellt werden. Die schiefe Ebene 4 ist an einem Block 21 ausgebildet, der in einer Nut 22 verschieblich ist. Der Block 21 kann über eine Skala 23 ausgerichtet werden. Am ersten Einspannteil 2 sind seitliche Platten 24 vorgesehen, zwischen denen ein Aufnahmeraum 25 für ein Werkstück ausgebildet ist. Das Einspannteil 5 weist eine Backe 26 auf, die mit einem Dehnungsmessstreifen zusammenwirken kann und die austauschbar ist, so dass ihre Form auf das einzuspannende Werkstück anpassbar ist.
Im Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung 30 der 4 ist auf einer Grundplatte 30a ein erstes Einspannteil 31 ortsfest angeordnet. Das Einspannteil 31 sowie das zweite Einspannteil 32 weisen jeweils Hohlspitzen 33, 34 auf, die ein Werkstück 35 aufnehmen können. Eine Vorausrichtung für jedes zu vermessende Werkstück 35 kann anhand einer Skala 36 erfolgen, auf die ein Zeiger 37 eines Anschlags 38 zeigt. Das zweite Einspannteil 32 stützt sich über ein als Feder ausgebildetes elastisches Element 39 an dem Anschlag 38 ab. Eine maximale Federkraft kann über eine Schraube 40 eingestellt werden, die den Anschlag 38 durchgreift. Das zweite Einspannteil 32 ist bezüglich des ortsfesten ersten Einspannteils 31 beweglich. Insbesondere ist es auf Schienen 41 verfahrbar.
In der 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Spanneinrichtung 50 mit einer Grundplatte 50a gezeigt. Ein erstes Einspannteil 51 ist ortsfest angeordnet. Ein zweites Einspannteil 52 ist beweglich angeordnet und kann insbesondere auf Schienen 53 relativ zum ersten Einspannteil 51 bewegt werden. Die Einspannteile 51, 52 weisen Platten 54, 55 auf, die austauschbar sind. Dadurch kann der Klemmbereich 56 auf das einzuspannende Werkstück angepasst werden, indem auf das Werkstück angepasste Platten 54, 55 verwendet werden. In der Platte 54 ist ein Messschlitz 57 angedeutet. Das zweite Einspannteil 52 stützt sich über einstellbare Federelemente an einem Anschlag 59 ab. Die Kraftmesseinrichtungen der Spanneinrichtungen 30, 50 sind in die Einspannteile 31, 32, 51, 52 integriert und daher in den Figuren nicht sichtbar.

Claims

Spanneinrichtung (1, 30, 50) zum Einspannen eines zu vermessenden Werkstücks (12, 35), mit einem ersten Einspannteil (2, 31, 51) und einem zweiten Einspannteil (5, 32, 52), dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftmesseinrichtung (7) vorgesehen ist, die die Einspannkraft, mit der das Werkstück (12, 35) zwischen den Einspannteilen (2, 5, 31, 32, 51, 52) eingespannt ist, misst.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibriereinrichtung vorgesehen ist, mit der die Einspannkraft kalibrierbar ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung (7) zumindest teilweise in oder an einem der Einspannteile (2, 5, 31, 32, 31, 51, 52) angeordnet ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriereinrichtung zumindest teilweise in oder an einem der Einspannteile (2, 5, 31, 32, 51, 52) angeordnet ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung (7) als DMS-Brücke, insbesondere als DMS-Vollbrücke ausgebildet ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Einspannteile (5) bezüglich einer schiefen Ebene (4) beweglich angeordnet ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der schiefen Ebene (4) und dem bezüglich der schiefen Ebene (4) beweglichen Einspannteil (5) eine Kugelführung (6) angeordnet ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des bezüglich der schiefen Ebene beweglichen Einspannteils (5) veränderbar und einstellbar ist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bezüglich der schiefen Ebene (4) bewegliche Einspannteil (5) zumindest eine Aufnahme (20) für zumindest ein Gewicht, insbesondere eine Kugel, aufweist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Einspannteil (2, 5, 31, 32, 51, 52) einen Messschlitz (57) aufweist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Einspannteil (2, 5, 31, 32, 51, 52) austauschbare Klemmbacken (26) oder -platten (54, 55) aufweist.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (30) einen Reitstock umfasst.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einspannteilen (31, 32) Hohlspitzen (33, 34) zur Aufnahme eines Werkstücks (35) vorgesehen sind.
Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Hohlspitzen Messöffnungen, insbesondere Messschlitze, vorgesehen sind.