DE102006042656B4

DE102006042656B4 - Spanneinrichtung mit zurückziehbarem Spannarm

Info

Publication number: DE102006042656B4
Application number: DE200610042656
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Bauer
Original assignee: Hans-Joachim Bauer
Current assignee: BAUER, HANS-JOACHIM, 22393 HAMBURG, DE
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: DE102006042656A1

Abstract

Spanneinrichtung mit Spannarm, umfassend:
– ein Gehäuse (1) sowie einen Gehäusedeckel (2),
– eine Kalotte (3), deren Lagerung vom Gehäuse (1) und Gehäusedeckel (2) aufgenommen ist,
– den Spannarm (4), der mit seiner Vorderseite in der Kalotte (3) verschiebbar geführt ist und an dessen Rückseite eine Kulisse (4a) eingebracht ist, wobei der Spannarm (4) zwischen einer zurückgezogenen Ruhestellung und einer vorgeschobenen Spannstellung parallel zu einer Aufspannfläche (a) beweglich ist und in Spannstellung über die Kalotte (3) eine Kippbewegung ausführt,
– einen Spannbolzen (5), der um seine Mittelachse drehbar ist, so dass er immer flächig an der Kulisse (4a) anliegt,
– einen durch Druck beaufschlagbaren Spannkolben (6), in dem der Spannbolzen (5) drehbar eingesetzt ist,
– einen Haltekolben (7), der im Spannkolben (6) sitzt und der an der Rückseite des Spannarms (4) anliegt,
– und einen Spannfinger (9), der am vorderen Ende des Spannarms...

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.
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung mit zurückziehbarem Spannarm.
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. Bekannt sind auch Zwei-Weg-Spanneinrichtungen ( DE 195 31 889 A1 ; DE 1 478 857 A ) zum Spannen von Werkstücken.
Der Nachteil der zuerst genannten Spanneinrichtungen bezieht sich darauf, dass bei Spanneinrichtungen mit reiner Hubbewegung der Gegenstand nur in Querrichtung zur Hubbe wegung, 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 ist größer als es die Kanten des Gegenstandes zulassen. Bei den zuletzt genannten Spanneinrichtungen ist entweder die Baulänge störend, beziehungsweise der Spannarm neigt beim Ein- und Ausfahren zum Oszillieren, da eine Verdrehsicherung fehlt.
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 Kippbewe gung 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 10, mit geeignetem Spannrand b.
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 Anlagefläche 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 a zu definieren.

Claims

Spanneinrichtung mit Spannarm, umfassend: – ein Gehäuse (1) sowie einen Gehäusedeckel (2), – eine Kalotte (3), deren Lagerung vom Gehäuse (1) und Gehäusedeckel (2) aufgenommen ist, – den Spannarm (4), der mit seiner Vorderseite in der Kalotte (3) verschiebbar geführt ist und an dessen Rückseite eine Kulisse (4a) eingebracht ist, wobei der Spannarm (4) zwischen einer zurückgezogenen Ruhestellung und einer vorgeschobenen Spannstellung parallel zu einer Aufspannfläche (a) beweglich ist und in Spannstellung über die Kalotte (3) eine Kippbewegung ausführt, – einen Spannbolzen (5), der um seine Mittelachse drehbar ist, so dass er immer flächig an der Kulisse (4a) anliegt, – einen durch Druck beaufschlagbaren Spannkolben (6), in dem der Spannbolzen (5) drehbar eingesetzt ist, – einen Haltekolben (7), der im Spannkolben (6) sitzt und der an der Rückseite des Spannarms (4) anliegt, – und einen Spannfinger (9), der am vorderen Ende des Spannarms (4) befestigt ist, wobei vorgesehen ist, – dass der Spannkoben (6) bei rückseitigem Druck den Spannbolzen (5) nach vorne in Richtung einer Anlagefläche (c) der Kalotte (3) und bei kalottenseitigem Druck diesen zurück schiebt, – dass die um einen Spannwinkel (α) geneigte Kulisse (4a) auf der Rückseite des Spannarms (4) selbigen mittels Spannbolzen (5) zwangsführt, – dass bei Bewegung des Spannkolbens (6) in Vorschubrichtung der 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) diesen aus der Ruhestellung in die Spannstellung kippt, – dass im Rückhub der Spannbolzen (5) über die Kulisse (4a) des Spannarms (4) diesen 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 Lage von Spannkolben (6), Spannbolzen (5), Spannarm (4) und Spannfinger (9) zu einer Aufspannfläche (a) definiert und bei Vor- als auch Rückhub gegen Verdrehen gesichert wird.