DE102006042656A1

DE102006042656A1 - Spanneinrichtung mit zurückziehbarem Spannarm

Info

Publication number: DE102006042656A1
Application number: DE200610042656
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Bauer Hans-Joachim 22393 Hamburg De
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: DE102006042656B4

Abstract

Zum Spannen von Gegenständen auf Aufspannflächen von Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen werden üblicherweise Spanneinrichtungen eingesetzt, die über eine Kippbewegung oder mittels einer Schwenk-Zug-Bewegung arbeiten. Der Nachteil der bekannten Spanneinrichtungen bezieht sich darauf, dass der Gegenstand nicht richtig, nur in Querrichtung zur Hubbewegung oder gar nicht eingelegt bzw. entnommen werden kann, da die Spannfinger eine Störkante bilden. Oder der Platzbedarf dieser Spanneinrichtungen ist sehr groß bzw. der Schwenkradius des Spannfingers größer als es die Werkstückkanten zulassen. Die Spanneinrichtung mit zurückziehbarem Spannarm soll eine kostengünstige, kompakte und universell einsetzbare Möglichkeit schaffen, um Gegenstände mit kleinen Spannbuchten sicher und platzsparend spannen zu können. Zwischen einem Gehäuse (1) und einem Gehäusedeckel (2) sitzt drehbar eine Kalotte (3). In ihr ist verschiebbar ein Spannarm (4) eingesetzt, der mit einer um einen Spannwinkel a geneigten Kulisse (4a) versehen ist. Ein Spannbolzen (5) sitzt in dieser Kulisse (4a) und wird über einen Spannkolben (6) hin- und herbewegt. Dadurch verschiebt sich ebenso der Spannarm (4), der bei Anliegen an der Kalotte (3) um selbige eine Drehbewegung ausführt. Die Drehbewegung kann mittels eines am Spannarm (4) angebrachten Spannfingers (9) zum Spannen von Gegenständen (10) auf Aufspannflächen von Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen eingesetzt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Spanneinrichtung zum sicheren Spannen eines Gegenstandes, beispielsweise eines Werkstückes, auf Aufspannflächen von Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine hydraulische Spanneinrichtung, bei der ein zurückziehbarer Spannarm über eine Kulisse zwangsgeführt ist und die Kulisse eine Linearbewegung des Spannkolbens mittels Keilwirkung in eine Hub-Kipp-Bewegegung des Spannarms kraftvervielfachend umwandelt.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung mit zurückziehbarem Spannarm nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.
Spanneinrichtungen mit zurückziehbarem Spannarm werden zum Spannen von Gegenständen, beispielsweise Werkstücken, auf Aufspannflächen von Werkzeugmaschinen und Vorrichtungen eingesetzt. Es ist bekannt, hierzu Spanneinrichtungen einzusetzen, bei denen der Spannarm eine Vor- und Rückhubbewegung beschreibt, so dass ein an ihm befestigter Spannfinger einen Gegenstand spannen kann. Ebenso werden Spanneinrichtungen eingesetzt, die mittels Kippbewegung den Gegenstand spannen. Oder es kommen Spanneinrichtungen zum Einsatz, die mit einer Schwenk-Zug-Bewegung arbeiten.
Der Nachteil der bekannten Spanneinrichtungen bezieht sich darauf, dass bei Spanneinrichtungen mit reiner Hubbewegung der Gegenstand nur in Querrichtung zur Hubbewegung, nicht richtig oder gar nicht eingelegt bzw. entnommen werden kann, da der Spannfinger eine Störkante bildet, der Platzbedarf dieser Spanneinrichtungen ist sehr groß, bzw. der Schwenkradius des Spannfingers größer ist als es die Kanten des Gegenstandes zulassen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige, kompakte und universell einsetzbare Möglichkeit zu schaffen, um Gegenstände, beispielsweise Werkstücke, mit kleinen Spannbuchten, sicher und platzsparend spannen zu können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Spanneinrichtung mit zurückziehbarem Spannarm, bei dem der Spannarm zwischen einer zurückgezogenen Ruhestellung und einer vorgeschobenen Spannstellung in Richtungen parallel und senkrecht zur Spannfläche motorisch beweglich und in Spannstellung mittels einer um einen Spannwinkel geneigten Kulisse am hinteren Ende des Spannarms und einer am ebenfalls motorisch verschiebbaren Spannbolzen befindlichen Spannfläche gegenüber dem Gehäuse spannbar ist, mit Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Diese Spanneinrichtung ist unabhängig von Toleranzen der Spannhöhen von Spannrändern und auch bei Verschleißabrieb dauerhaft formschlüssig.
Am hinteren Ende des Spannarms ist eine Kulisse eingebracht, welche um einen Spannwinkel zur Mittelachse des Spannarms geneigt ist. In der Kulisse sitzt ein Spannbolzen mit angebrachter Spannfläche. Das vordere Ende des Spannarms wird in einer Kalotte geführt, über die der Spannarm in Spannstellung eine Kippbewegung ausführt. Vor- und Rückhub des Spannarms werden durch einen Spannkolben eingeleitet, in dem der Spannbolzen, um seine Mittelachse drehbar, eingesetzt ist, so dass er immer flächig an der Kulisse anliegt. Der Spannarm ist zwischen einer zurückgezogenen Ruhestellung und einer vorgeschobenen Spannstellung in Richtungen parallel und senkrecht zur Spannfläche motorisch beweglich.
In Grundstellung befindet sich der Spannarm in zurückgezogener Ruhestellung. Durch die schräg stehende Kulisse wird das hintere Ende des Spannarms gegenüber dem Mittelpunkt der Kalotte nach unten in Richtung Aufspannfläche verschoben, so dass sein vorderes Ende in Gegenrichtung nach oben steht. Wird der Spannkolben rückseitig mit Druck beaufschlagt, schiebt er den Spannbolzen mit nach vorne in Richtung Kalotte. Der Haltekolben, der im Spannkolben sitzt, wird dabei ebenfalls mit Druck beaufschlagt und liegt dadurch fest an der Rückseite des Spannarms an, so dass dieser zwischen Spannbolzen und Haltekolben eingespannt wird. Somit bleibt die Rückseite des Spannarms in Vorschubrichtung solange in unterer Stellung festgehalten, bis der Spannarm an der Anlagefläche der Kalotte anliegt. Der Spannkolben schiebt wegen Druckbeaufschlagung den Spannbolzen weiter in Richtung Kalotte. Wegen des Spannwinkels der Kulisse wird jetzt über den Spannbolzen am Spannarm eine Kippbewegung eingeleitet. Auf den Spannarm wirkt ein Drehmoment, das als Spannkraft auf den Spannfinger wirkt.
Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Es zeigen:
1 die Spanneinrichtung in der Ruhestellung und
2 die Spanneinrichtung in der Spannstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Spanneinrichtung ist mit herkömmlichen Mitteln zum Beispiel auf der Aufspannfläche a einer Vorrichtung montierbar und dient zum Spannen von Gegenständen, beispielsweise Werkstücken, mit geeignetem Spannrand 10.
Der Spannarm 4 sitzt verschiebbar in einer Kalotte 3, um die er in Spannstellung eine Kippbewegung beschreibt. Am hinteren Teil des Spannarms 4 ist eine Kulisse 4a eingebracht, die mittels eines Spannbolzens 5 den Spannarm 4 zwangsführt. In zurückgezogener Ruhestellung, wie in 1 gezeigt, hält der Spannbolzen 5 den Spannarm 4 in rückwärtiger Lage so, dass selbiger mit seinem hinteren Teil nach unten in Richtung Aufspannfläche a geneigt ist. Wird der Spannkolben 6 rückseitig mit Druck beaufschlagt, schiebt er den Spannbolzen 5 mit nach vorne in Richtung Anlagefläche c der Kalotte 3.
Aufgabe des Haltekolbens 7 ist es, den hinteren Teil des Spannarms 4 mittels Reibkraft in dieser unteren Position zu halten.
Beim Anliegen des Spannarms 4 an der Anlagefläche c der Kalotte 3 wird der Spannarm 4 wegen der um den Spannwinkel α geneigten Kulisse 4a aus seiner Ruhestellung in die Spannstellung gekippt, wie in 2 dargestellt. Der Spannfinger 9 kommt am Spannrand b zum Anliegen. In Folge der Kippbewegung des Spannarms 4 wirkt auf den Spannfinger 9 eine Spannkraft. Die Spannkraft ist abhängig vom Spannwinkel α, um den die Kulisse 4a geneigt ist. Bei einem Spannwinkel α kleiner als der Reibungswinkel ρ tritt Selbsthemmung auf.
Wird der Spannkolben 6 kalottenseitig mit Druck beaufschlagt, schiebt er den Spannbolzen 5 mit zurück. Gleichzeitig wird der Spannarm 4 infolge von Gegendruck gegen die Anlage.. flache c der Kalotte 3 gedrückt. Der hintere Teil des Spannarms 4 wird über die geneigte Kulisse 4a mittels Spannbolzen 5 nach unten in Richtung Aufspannfläche a bewegt, während sich das vordere Ende des Spannarms 4 mit dem daran befestigten Spannfinger 9 entgegengesetzt bewegt und vom Spannrand b wegschwenkt.
Durch weitere kalottenseitige Druckeinleitung werden Haltekolben 7, Spannkolben 6, Spannbolzen 5, Spannarm 4 und Spannfinger 9 in die zurückgezogene Ruhestellung nach 1 bewegt. Dabei ist die auf den hinteren Teil das Spannarms 4 wirkende Druckkraft kleiner als die auf den Spannkolben 6 wirkende, weshalb ein Zurückziehen erfolgt.
Die Lagerung der Kalotte 3 und die auf sie wirkenden Druckkräfte werden vom Gehäuse 1 und Gehäusedeckel 2 aufgenommen.
Aufgabe der Zentrierschraube 8 ist es, sowohl in Vor- als auch in Rückhubrichtung die Lage von Spannkolben 6, Spannbolzen 5, Spannarm 4 und Spannfinger 9 zur Aufspannfläche α zu definieren.

Claims

Eine Spanneinrichtung mit zurückziehbarem Spannarm, aufweisend: ein Gehäuse (1), in das eine nach vorne offene Arbeitskammer (1a) eingebracht ist; ein Gehäusedeckel (2), der mit dem Gehäuse (1) an dessen vorderem Ende verbunden ist; eine Kalotte (3), die zwischen Gehäuse (1) und Gehäusedeckel (2) sphärisch drehbar eingesetzt ist; ein Spannarm (4), der mit seinem vorderen Ende in der Kalotte (3) geführt ist und mit seinem hinteren Ende, in das eine Kulisse (4a) eingebracht ist, in die Arbeitskammer (1a) des Gehäuses (1) hineinragt; ein Spannbolzen (5), der quer zum Spannarm (4) in dessen Kulisse (4a) sitzt; ein Spannkolben (6), der in die Arbeitskammer (1a) des Gehäuses (1) eingesetzt ist und an seinem vorderen Ende den Spannbolzen (5) führt, wobei sich an der Oberseite des Spannkolbens (6) eine Führungsnut (6a) befindet; ein Haltekolben (7), der im hinteren Ende des Spannkolbens (6) geführt ist und dessen vorderes Ende am hinteren Ende des Spannarms (4) anliegt; eine Zentrierschraube (8), die im Gehäuse (1) so eingesetzt ist, dass ihr unteres Ende in die Führungsnut (6a) des Spannkolbens (6) ragt; ein Spannfinger (9), der am vorderen Ende des Spannarms (4) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass eine um einen Spannwinkel geneigte Kulisse (4a) am hinteren Ende des Spannarms (4) selbigen mittels Spannbolzen (5) zwangsführt, – dass in Vorschubrichtung ein Haltekolben (7) das Abkippen des Spannarms (4) solange verhindert, bis der Spannarm (4) an der Anlagefläche (c) der Kalotte (3) anliegt, – dass bei Anliegen des Spannarms (4) an der Anlagefläche (c) der Kalotte (3) der Spannbolzen (5) über die Kulisse (4a) des Spannarms (4) selbigen aus der Ruhestellung in die Spannstellung kippt, – dass im Rückhub der Spannbolzen (5) über die Kulisse (4a) des Spannarms (4) selbigen zuerst aus der Spannstellung zurück kippt und dann in die zurückgezogene Ruhestellung zieht.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass mittels einer Zentrierschraube (8), die in die Führungsnut (6a) des Spannkolbens (6) so einragt, dass selbiger eine hin- und hergehende, jedoch keine rotierende Bewegung ausführen kann, die Lage des Spannkolbens (6), des Spannbolzens (5), des Spannarms (4) und des Spannfingers (9) zur Aufspannfläche (a) definiert und gegen Verdrehen sichert.