DE102013219954B4

DE102013219954B4 - Spannsystem, insbesondere Nullpunktspannsystem

Info

Publication number: DE102013219954B4
Application number: DE102013219954.6A
Authority: DE
Inventors: Philipp Schräder; Ralf Mukensturm; Bernd Lehmann
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2033-10-02
Also published as: DE102013219954A1

Abstract

Spannsystem (10), insbesondere Nullpunktspannsystem, mit einem eine Spannaufnahme (18) und Spannmittel (20) aufweisenden Spannmodul (12) und mit einer ein Spannelement (26) aufweisenden Spannpalette (14), wobei das Spannelement (26) zum Spannen der Spannpalette (14) am Spannmodul (12) in die Spannaufnahme (18) einführbar und die Spannmittel (20) in radialer Richtung in eine Verriegelungslage derart verlagerbar sind, dass sie gegen das in der Spannaufnahme (18) vorhandene Spannelement (26) wirken und die Spannpalette (14) in axialer Richtung gegen das Spannmodul (12) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spannpalette (14) mindestens ein vom Spannelement (26) beabstandeter, wenigstens abschnittsweise kegelstumpfförmiger Wirkabschnitt (38) und am Spannmodul (12) ein wenigstens abschnittsweise dazu komplementär ausgebildeter kegelstumpfförmiger Gegenabschnitt (48) so vorgesehen sind, dass beim Spannen der Wirkabschnitt (38) mit dem Gegenabschnitt (48) zur Lageausrichtung und/oder Drehsicherung zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem, insbesondere ein Nullpunktspannsystem, mit einem eine Spannaufnahme und Spannmittel aufweisenden Spannmodul und mit einer ein Spannelement aufweisenden Spannpalette. Zum Spannen der Spannpalette am Spannmodul wird das Spannelement in die Spannaufnahme eingeführt, und die Spannmittel in radialer Richtung in eine Verriegelungslage verlagert. Dabei wirken die Spannmittel gegen das in der Spannaufnahme vorhandene Spannelement und die Spannpalette wird in axialer Richtung gegen das Spannmodul beaufschlagt. An der Spannpalette können insbesondere zu bearbeitende Werkstücke befestigt sein.
Derartige Spannsysteme sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Art und Weise bekannt. Aus der EP 2 357 058 B1 ist beispielsweise bekannt, am Spannmodul Wirkabschnitte zur Zentrierung der Spannpalette am Spannmodul vorzusehen. Aus der EP 0 943 396 B1 ist vorbekannt, zur drehfesten Positionierung Vorsprünge und damit zusammenwirkende Nuten vorzusehen. Weitere Spannsysteme sind beispielsweise aus der EP 1 396 307 A1 , der DE 10 2011 080 504 A1 oder der DE 41 16 103 A1 vorbekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei eingangs beschriebenen Spannsysteme eine Lageausrichtung und/oder Drehsicherung der Spannpalette am Spannmodul bereitzustellen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist und dennoch funktionssicher arbeitet. Insbesondere soll eine derartige Lageausrichtung und/oder Drehsicherung bei bereits bestehenden Spannsystemen nachrüstbar sein.
Diese Aufgabe wird mit einem Spannsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Folglich ist vorgesehen, dass an der Spannpalette mindestens ein vom Spannelement beabstandeter, wenigstens abschnittsweise kegelstumpfförmiger Wirkabschnitt und am Spannmodul ein wenigstens abschnittsweise dazu komplementär ausgebildeter kegelstumpfförmiger Gegenabschnitt so vorgesehen sind, dass beim Spannen der Wirkabschnitt mit dem Gegenabschnitt zur Lageausrichtung und/oder Drehsicherung zusammenwirkt.
Insbesondere das Vorsehen des kegelstumpfförmigen Wirkabschnitts und des dazu komplementär ausgebildeten, ebenfalls kegelstumpfförmigen Gegenabschnitts führt zu einer positionsgenauen Lageausrichtung und Drehsicherung. Dadurch, dass sowohl der Wirkabschnitt und der Gegenabschnitt wenigstens abschnittsweise kegelstumpfförmig ausgebildet sind, können die beiden Abschnitte beim axialen Fügen von Spannmodul und Spannpalette mit vergleichsweise großen Spiel in axialer Richtung ineinander eingesetzt werden, wobei beim Spannvorgang eine Zentrierung stattfindet, nämlich dann, wenn die wenigstens abschnittsweise kegelstumpfförmigen Abschnitte miteinander in Berührkontakt kommen und dadurch zusammenwirken.
Dabei ist zudem vorteilhaft, dass der Wirkabschnitt sowie der Gegenabschnitt an bereits vorhandene Spannsysteme, bzw. deren Module und Paletten, nachträglich angebracht oder vorgesehen werden können.
Vorteilhafterweise wird der Wirkabschnitt von einem an der Spannpalette angeordneten oder anordenbaren Wirkelement gebildet. Das Wirkelement kann dabei einstückig mit der Palette ausgebildet sein oder als separates Bauteil an der Palette angebracht sein.
Das Wirkelement ist vorteilhafterweise roationssymmetrisch ausgestaltet und weist vorzugsweise einen Bolzen mit einem Kegelstumpfkopf auf. Der Bolzen kann dabei mittels eines Gewindes oder einer entsprechenden Passung an der Spannpalette angeordnet werden. Vorteil ist, dass ein derartiges Wirkelement vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden kann und dennoch positionsgenau an der Spannpalette anordenbar ist.
Das Wirkelement, bzw. dessen Wirkabschnitt, ist vorzugsweise in dem Bereich der Spannpalette vorgesehen, in dem die Außenkontur des Spannmoduls zum Anliegen kommt. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere bei Vorsehen eines Wirkelements nur ein Teil des Wirkelements in Kontakt mit dem Spannmodul, bzw. mit dem Gegenabschnitt kommt. Zudem sind im gespannten Zustand die Wirkabschnitte und/oder Gegenabschnitte sichtbar, so dass eine optische Kontrolle möglich wird.
Ferner ist vorteilhaft, wenn der Gegenabschnitt von einer in das Spannmodul eingebrachten Ausnehmung gebildet wird. Die Ausnehmung kann dabei insbesondere durch spanabhebende Bearbeitung in das Modul eingebracht sein, insbesondere durch Fräsen oder Bohren.
Vorteilhafterweise hat die Ausnehmung eine wenigstens abschnittsweise runde Grundfläche und eine wenigstens abschnittsweise kegelstumpfförmige Mantelfläche, wobei die kegelstumpfförmige Mantelfläche dann den Gegenabschnitt bildet.
Die Mantelfläche kann dabei insbesondere in dem der Spannaufnahme zugewandten und/oder abgewandten Bereich zylindrisch und in den dazu um 90° versetzten Bereichen kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Diese, um 90° versetzten Bereiche bilden dann die Gegenabschnitte. Folglich erfolgt dann eine Zentrierung nicht in radialer Richtung, sondern entlang einer um die Spannaufnahme verlaufenden Kreisbahn. So kann insbesondere ein sehr genaues, wiederholbares und drehgesichertes Spannen erreicht werden.
Die Ausnehmung befindet sich vorteilhafter Weise in radial äußeren Randbereich des Moduls, und ist damit im radial äußeren, bzw. in dem der Spannaufnahme abgewandten Bereich offen.
Die Mantelfläche kann sich dabei über einen Bereich von 160 bis 200° und vorzugsweise über einen Bereich von 180° bis 190°, und zwar in Draufsicht auf die Grundfläche, erstrecken.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannsystem in gespanntem Zustand;
2 den Längsschnitt gemäß 1 in nicht gespanntem Zustand;
3 das Spannmodul aus 1 in perspektivischer Ansicht;
4 die Draufsicht auf das Spannmodul gemäß 3;
5 einen vergrößerten Ausschnitt gemäß V aus 3;
6 eine perspektivische Draufsicht auf die Spannpalette gemäß 1;
7 die Ansicht gemäß 4 mit Wirkabschnitt und Spannelement; und
8 den Wirkabschnitt aufweisende Wirkelemente.
In der 1 ist ein Spannsystem 10 gezeigt, das ein Spannmodul 12 und eine Spannpalette 14 umfasst. Das Spannmodul 12, das in 3 in perspektivischer Ansicht gezeigt ist, umfasst einen Grundkörper 16 sowie eine zentrale Spannaufnahme 18. Innerhalb des Grundkörpers 16 sind im Schnitt in 1 und 2 zu erkennende Spannmittel 20 in Form von Spannschiebern vorgesehen. Die Spannmittel 20 können dabei über einen nicht näher beschriebenen Antriebsmechanismus 22 ihre radiale Lage zum Spannen der Spannpalette 14 ändern.
Die Spannpalette 14, die in 6 als Einzelteil dargestellt ist, weist einen Palettenkörper 24 und ein auf dem Palettenkörper 24 angeordnetes bolzenartiges Spannelement 26 auf. In dem in 1 gezeigten Zustand befindet sich das Spannelement 26 in der Spannaufnahme 18. Die Spannmittel 20 wirken dabei derart gegen das Spannelement 26, dass dieses in die Spannaufnahme eingezogen wird. Dadurch wird die gesamte Spannpalette 14, bzw. deren Palettenkörper 24, gegen das Spannmodul 12, bzw. dessen Grundkörper 16, beaufschlagt.
In 2 sind die Spannmittel 20 in ihre radial außen liegende Position gerückt; die Spannpalette 14 kann vom Spannmodul in axialer Richtung abgenommen werden.
Wie insbesondere aus 1, 2 und 6 deutlich wird, ist an der Spannpalette 14, bzw. deren Palettenkörper 24, ein vom Spannelement 26 beabstandetes Wirkelement 28 vorgesehen. Das Wirkelement 28 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und weist, wie insbesondere aus 8 deutlich wird, einen Bolzen 30 mit einem Kegelstumpfkopf 32 auf. Der Kegelstumpfkopf 32 weist dabei eine umlaufende Mantelfläche 34 auf, die mit der Mittellängsachse 36 des Bolzens 30 einen spitzen Winkel α einschließt. Die Mantelfläche 34 des Wirkelements 28 bildet dabei einen Wirkabschnitt 38.
Wie aus den 1 und 2 deutlich wird, ist das Wirkelement 28 mit dessen Bolzen 30 in einer Bohrung 40 am Palettenkörper 24 befestigt. Die Befestigung kann dabei beispielsweise über Gewinde oder über eine Presspassung erfolgen.
Wie ebenfalls aus 1 und 2 deutlich wird, ist das Wirkelement 28 bzw. dessen Wirkabschnitt 38, in dem Bereich der Spannpalette 14 vorgesehen, in dem die Außenkontur des Spannmoduls 12 bzw. dessen Grundkörpers 16, zum Anliegen kommt.
Wie insbesondere aus den 3 und 4 deutlich wird, weist die der Spannpalette 14 zugewandte Seite des Spannmoduls 16 eine Ausnehmung 42 auf. Die Ausnehmung 42, die insbesondere durch spanabhebende Bearbeitung, wie beispielsweise Fräsen, hergestellt sein kann, weist eine Grundfläche 44 und eine Mantelfläche 46 auf. Die Mantelfläche 46 umfasst dabei drei Teilabschnitte, zwei kegelstumpfförmige Teilabschnitte 46.1 und einen zylindrischen Teilabschnitt 46.2. Der zylindrische Teilabschnitt 46.2 erstreckt sich dabei zwischen beiden kegelstumpfförmigen Teilabschnitten 46.1. Die kegelstumpfförmigen Teilabschnitte 46.1 bilden dabei einen Gegenabschnitt 48.
Wie insbesondere aus 5 deutlich wird, liegen die Teilabschnitte 46.1 im radial äußeren Bereich des Grundkörpers 16, wobei der zylindrische Teilabschnitt 46.2 in dem der Spannaufnahme 18 zugewandten Abschnitt liegt.
Die aus den Teilabschnitten 46.1 und 46.2 bestehende Mantelfläche 46 erstreckt sich dabei, wie insbesondere aus der Draufsicht gemäß 4 deutlich wird, über einen Winkelbereich β von ca. 200°. Die Ausnehmung 42 ist dabei in radialer Richtung offen.
Folglich ist die Mantelfläche 46 in dem der Spannaufnahme zugewandten Bereich zylindrisch und in den dazu um 90° versetzten Bereichen, die im Bereich des Außenumfangs des Grundkörpers 16 liegen, kegelstumpfförmig ausgebildet.
Beim Fügen des Spannmoduls 12 mit der Spannpalette 14, wie in 2 gezeigt, greift folglich der Kegelstumpfkopf 32 des Wirkelements 28 in die Ausnehmung 42. Dabei ist der kegelstumpfförmige Wirkabschnitt 38 komplementär zu den kegelstumpfförmigen Abschnitten 46.1 der Mantelfläche 46 ausgebildet. Dadurch erfolgt beim Spannen der Spannpalette 14 mit dem Spannmodul 12 eine Drehausrichtung der Spannpalette 14 gegenüber dem Spannmodul 12. Zudem wird die Spannpalette 14 dreh- und lagegesichert.

Claims

Spannsystem (10), insbesondere Nullpunktspannsystem, mit einem eine Spannaufnahme (18) und Spannmittel (20) aufweisenden Spannmodul (12) und mit einer ein Spannelement (26) aufweisenden Spannpalette (14), wobei das Spannelement (26) zum Spannen der Spannpalette (14) am Spannmodul (12) in die Spannaufnahme (18) einführbar und die Spannmittel (20) in radialer Richtung in eine Verriegelungslage derart verlagerbar sind, dass sie gegen das in der Spannaufnahme (18) vorhandene Spannelement (26) wirken und die Spannpalette (14) in axialer Richtung gegen das Spannmodul (12) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spannpalette (14) mindestens ein vom Spannelement (26) beabstandeter, wenigstens abschnittsweise kegelstumpfförmiger Wirkabschnitt (38) und am Spannmodul (12) ein wenigstens abschnittsweise dazu komplementär ausgebildeter kegelstumpfförmiger Gegenabschnitt (48) so vorgesehen sind, dass beim Spannen der Wirkabschnitt (38) mit dem Gegenabschnitt (48) zur Lageausrichtung und/oder Drehsicherung zusammenwirkt, wobei der Gegenabschnitt (48) von einer in das Spannmodul (14) eingebrachten Ausnehmung (42) gebildet wird, wobei die Ausnehmung (42) eine Mantelfläche (46) aufweist, und wobei die Mantelfläche (46) in dem der Spannaufnahme zugewandten und/oder abgewandten Bereich (46.2) zylindrisch und in den dazu um 90° versetzten Bereichen (46.1) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
Spannsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkabschnitt (38) von einem an der Spannpalette (14) angeordneten oder anordenbaren Wirkelement (28) gebildet wird.
Spannsystem (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkelement (28) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und vorzugsweise einen Bolzen (30) mit einem Kegelstumpfkopf (32) aufweist.
Spannsystem (10) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkabschnitt (38) in dem Bereich der Spannpalette (14) vorgesehen ist, in dem die Außenkontur des Spannmoduls (12) zum Anliegen kommt.
Spannsystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (42) eine wenigstens abschnittsweise runde Grundfläche (44) aufweist.
Spannsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (42) in dem der Spannaufnahme (18) abgewandten Bereich offen ist.
Spannsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (46) sich über einen Bereich von 160° und 200° und vorzugsweise über einen Bereich von 180° bis 190° erstreckt.