DE102013222952B4

DE102013222952B4 - Spannmodul eines Spannsystems, insbesondere eines Nullpunktsystems, mit elastischer Auflagefläche

Info

Publication number: DE102013222952B4
Application number: DE102013222952.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Kleiner
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2018-11-29
Anticipated expiration: 2033-11-13
Also published as: DE102013222952A1

Abstract

Spannmodul (10) eines Spannsystems, insbesondere eines Nullpunktspannsystems, mit einer Spannaufnahme (12) und mit wenigstens einem Spannmittel (16), wobei ein Spannelement (14) eines Spannkörpers (22) zum Spannen des Spannkörpers (22) am Spannmodul (10) in die Spannaufnahme (12) einführbar und das wenigstens eine Spannmittel (16) in radialer Richtung in eine Verriegelungslage derart verlagerbar ist, dass es gegen das in der Spannaufnahme (12) vorhandene Spannelement (14) wirkt und der Spannkörper (22) in axialer Richtung gegen am Spannmodul (10) vorgesehene Auflageflächen (24) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere und vorzugsweise zwei, drei oder vier Auflageelemente (30, 32) am Spannmodul (10) vorgesehen sind, die jeweils eine Auflagefläche (24) aufweisen, die derart elastisch nachgiebig verformbar ausgebildet ist, dass die jeweilige Auflagefläche (24) an eine elastisch nachgiebige Verformung des Spannkörpers (22) anpassbar ist, wobei das jeweilige Auflageelement (30, 32) zur elastischen nachgiebigen Verformbarkeit ein Festkörpergelenk (40), einen Grundkörper (34) und einen die Auflagefläche (24) aufweisenden Biegeabschnitt (36) aufweist, und wobei zwischen dem Grundkörper (34) und dem Biegeabschnitt (36) eine im Wesentlichen quer zur Spannaufnahmeachse (26) verlaufende Nut (35) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannmodul eines Spannsystems, insbesondere eines Nullpunktspannsystems, mit einer Spannaufnahme und mit Spannmitteln. Zum Spannen eines ein Spannelement aufweisenden Spannkörpers am Spannmodul kann das Spannelement in die Spannaufnahme des Spannmoduls eingeführt werden, wobei dann die Spannmittel in radialer Richtung in eine Verriegelungslage derart verlagerbar sind, dass sie gegen das in der Spannaufnahme vorhandene Spannelement wirken und so der Spannkörper in axialer Richtung gegen am Spannmodul vorgesehene Auflageflächen beaufschlagt wird. Derartige Spannsysteme sind beispielsweise aus der EP 1 707 307 A1 , der DE 10 2010 007 924 A1 , der CH 693 133 A , der DE 20 2004 009 051 U1 oder der EP 1 886 751 B1 bekannt. Solche Spannsysteme dienen zum exakt wiederholbaren Spannen der Spannkörper, wobei die Spannkörper insbesondere Spannpaletten oder zu bearbeitende Werkstücke sein können.
Aus der DE 10317336 A1 ist ein Spannmodul mit Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt. Dort ist ein gefederter Deckelbereich offenbart, der aus einem in axialer Richtung federnd gelagerten Ringansatz besteht.
Es hat sich herausgestellt, dass ein Bedürfnis besteht,dass die Auflagefläche an eine elastisch nachgiebige Verformung des Spannkörpers anpassbar ist.
Dieses Bedürfnis wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Es ist folglich vorgesehen, dass mehrere und vorzugsweise zwei, drei oder vier Auflageelemente am Spannmodul vorgesehen sind, die jeweils eine Auflagefläche aufweisen, die derart elastisch nachgiebig verformbar ausgebildet ist, dass die Auflagefläche an eine elastisch nachgiebige Verformung des Spannkörpers anpassbar ist.
Dabei ist vorteilhaft, wenn die Auflagefläche eine druckbeaufschlagbare Abfrageöffnung aufweist. Dadurch wird gewährleistet, dass durch Verschließen der Abfrageöffnungen mit dem Spannkörper feststellbar ist, ob ein Spannkörper im Spannmodul korrekt gespannt ist. Werden die Abfrageöffnungen verschlossen, kann sich ein Staudruck bilden, der über geeignete Drucksensoren detektierbar ist. Zudem kann durch Vorsehen der elastisch nachgiebigen Verformbarkeit der Auflagefläche gewährleistet werden, dass diese sich an eine elastisch nachgiebige Verformung des Spannkörpers optimal anpasst, insbesondere dann, wenn der Spannkörper über das Spannelement von den Spannmitteln in die Spannaufnahme mit vergleichweise großer Kraft eingezogen wird. Folglich kann aufgrund der elastisch nachgiebigen Verformung der Auflagefläche ein sicheres Verschließen der Abfrageöffnungen durch den Spannkörper gewährleistet werden.
Gemäß der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass das jeweilige Auflageelement zur elastisch nachgiebigen Verformbarkeit ein Festkörpergelenk aufweist. Das Auflageelement ist insbesondere einstückig ausgebildet und sieht das Festkörpergelenk vor, so dass eine elastisch nachgiebige Verformung der Auflagefläche bei Aufliegen des Spannkörpers möglich ist. Das Vorsehen eines Festkörpergelenks ist mit vergleichsweise geringen Toleranzen realisierbar.
Das Auflageelement als solches weist weiter einen Grundkörper und einen die Auflagefläche aufweisenden Biegeabschnitt auf, wobei zwischen dem Grundkörper und dem Biegeabschnitt eine im Wesentlichen quer zur Spannaufnahmeachse verlaufende Nut vorgesehen ist. Das Festkörpergelenk wird dann von dem Bereich des Auflageelements gebildet, der zwischen dem Biegeabschnitt und dem Grundkörper in der Ebene der Nut liegt.
Dabei ist denkbar, dass die Nut auf der der Spannaufnahmeachse zugewandten Seite randoffen ist; das Festkörpergelenk ist dann auf der der Spannaufnahme abgewandten Seite des Auflageelements vorgesehen.
Das Auflageelement kann zudem eine in der Abfrageöffnung mündende Abfrageleitung vorsehen, die sich durch den Grundkörper und den Biegeabschnitt, und damit auch durch das Festkörpergelenk, erstreckt. Über die Abfrageleitung kann bei verschlossener Abfrageöffnung ein zu detektierender Staudruck erzeugt werden.
Das Auflageelement kann insbesondere als an dem Spannmodul befestigbares Anbauteil ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass je nach zu spannendem Spannkörper unterschiedliche Auflageelemente mit zugehörigen Auflageflächen Verwendung finden können.
Das Auflageelement kann dabei auf der der Spannaufnahmeachse abgewandten Seite einen Druckanschluss aufweisen, von dem die Abfrageleitung abzweigt. Die Abfrageleitung kann dabei vorzugsweise parallel zur Spannaufnahme verlaufen.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spannmoduls;
2 einen Längsschnitt durch das Spannmodul gemäß 1 mit Spannkörper im gespannten Zustand;
3 den in 2 gezeigten Ausschnitt III in vergrößerter Darstellung;
4a, b, c verschiedene Ansichten des einen in 1 dargestellten Auflageelements; und
5a, b, c verschiedene Ansichten des in 1 dargestellten anderen Auflageelements.

Das in den 1 und 2 gezeigte Spannmodul 10 weist eine Spannaufnahme 12 auf, in der in 1 ein Spannelement 14 vorhanden ist. Wie im Schnitt aus 2 deutlich wird, ist das Spannelement 14 bolzenartig ausgebildet und greift in die Spannaufnahme 12 ein. Im Spannmodul 10 sind in radialer Richtung verlagerbare Spannmittel 16 in Form von Spannschiebern vorgesehen. Über in den Figuren nicht dargestellte Schrägzüge sind die Spannmittel 16 mit einem axial verlagerbaren Kolbenelement 18 bewegungsgekoppelt. Das Kolbenelement 18 ist einseitig druckbeaufschlagbar derart, dass bei einer Bewegung des Kolbenelements 18 nach axial oben die Spannmittel 16 eine radial innere Verriegelungslage und beim Verlagern des Kolbenelements 18 nach axial unten die Spannmittel 18 eine radial äußere Freigabelage einnehmen.
In einer in 2 gezeigten Verriegelungslage ziehen die Spannmittel 16 über mit dem Spannelement 14 zusammenwirkende Schrägflächen 20 das Spannelement 14 samt daran angeordnetem Spannkörper 22 hin zum Spannmodul 10. Am Spannmodul 10 sind zur definierten Auflage des Spannkörpers 22 insgesamt zwei Auflageflächen 24 vorgesehen.
Wie aus 2 und 3 deutlich wird, wird der Spannkörper 22 aufgrund der axialen Einzugskraft F elastisch nachgiebig verformt. Im Bereich der Spannaufnahmenachse 26 beträgt die maximale elastische Verformung den Wert a; in 2 ist die unverformte Oberkante des Spannkörpers 22 gestrichelt mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet.
Die beiden Auflageflächen 24 sind dabei elastisch nachgiebig verformbar ausgebildet, so dass sie sich an die elastisch nachgiebige Verformung des Spannkörpers 22 anpassen können.
Wie aus den 2 und 3 deutlich wird, sind die Auflageflächen 24 jeweils an einem Auflageelement 30, 32 vorgesehen. Die Auflageelemente 30, 32 weisen dabei einen Grundkörper 34 und einen die Auflagefläche 24 aufweisenden Biegeabschnitt 36 auf. Zwischen dem Grundkörper 34 und dem Biegeabschnitt 36 ist eine im nicht elastisch verformten Zustand quer zur Spannaufnahmeachse 26 verlaufende Nut 35 vorgesehen. Die Nuten 35 sind dabei auf der der Spannaufnahmeachse 26 zugewandten Seite randoffen. Zwischen dem Nutgrund 38 und dem der Spannaufnahme 12 abgewandten Seite des Auflageelements 30, 32 befindet sich jeweils ein Festkörpergelenk 40. Bei entsprechender Spannung des Spannkörpers 22 am Spannmodul 10 kann folglich der Biegeabschnitt 36 um das Festkörpergelenk 40 elastisch nachgiebig so verformt werden, dass er sich an die ihm zugewandte Seite des Spannkörpers 22 anpasst. Insofern kann dadurch ein flächiges Aufliegen des Spannkörpers 22 an den Auflageflächen 24 gewährleistet werden.
Die Auflagefläche 24 sehen zudem Abfrageöffnungen 42 vor, die vom Spannkörper 22 abgedeckt sind. In den Auflageelementen 30, 32 sind zudem parallel zur Spannaufnahmeachse 26 verlaufende Abfrageleitungen 44 vorgesehen, die in den Abfrageöffnungen 42 münden.
Auf der den Abfrageöffnungen 42 abgewandten Seite münden die Leitungen 44 in Druckanschlüsse 46. In die Druckanschlüsse 46 können Druckleitungen eingeschraubt werden. Bei Verschluss der Abfrageöffnungen 42 durch den Spannkörper 22 kann sich in den Leitungen 44 ein Staudruck bilden, der über nicht dargestellte Drucksensoren detektiert werden kann. Damit kann festgestellt werden, ob eine ordnungsgemäße Spannung des Spannkörpers 22 im Spannmodul 10 vorliegt oder nicht. Insbesondere dadurch, dass die Auflageflächen 24, bzw. die Biegeabschnitte 36 elastisch nachgiebig verformbar ausgebildet sind, kann gewährleistet werden, dass auch bei elastisch nachgiebiger Verformung des Spannkörpers 22 die Abfrageöffnungen 42 vollständig verschlossen sind. Falls die Auflageflächen 24 nicht elastisch nachgiebig verformbar ausgebildet sein sollten, kann der Fall auftreten, dass aufgrund der elastisch nachgiebigen Verformung des Spannkörpers 42 ein vollständiges Verschließen der Abfrageöffnungen 42 nicht stattfindet und dass deshalb kein Staudruck in den Leitungen 44 detektierbar ist.
Wie aus den 4 und 5 deutlich wird, sind die Auflageelemente 30 und 32 als Anbauteile ausgebildet, die über Befestigungsschrauben, die in 1 mit dem Bezugszeichen 48 gekennzeichnet sind, am Spannmodul 10 befestigbar sind. Im verbauten Zustand sind die Auflageelement 30 und 32 so am Spannmodul angeordnet, dass die jeweilige Nut 35 dem Spannelement 14 zugewandt ist.

Claims

Spannmodul (10) eines Spannsystems, insbesondere eines Nullpunktspannsystems, mit einer Spannaufnahme (12) und mit wenigstens einem Spannmittel (16), wobei ein Spannelement (14) eines Spannkörpers (22) zum Spannen des Spannkörpers (22) am Spannmodul (10) in die Spannaufnahme (12) einführbar und das wenigstens eine Spannmittel (16) in radialer Richtung in eine Verriegelungslage derart verlagerbar ist, dass es gegen das in der Spannaufnahme (12) vorhandene Spannelement (14) wirkt und der Spannkörper (22) in axialer Richtung gegen am Spannmodul (10) vorgesehene Auflageflächen (24) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere und vorzugsweise zwei, drei oder vier Auflageelemente (30, 32) am Spannmodul (10) vorgesehen sind, die jeweils eine Auflagefläche (24) aufweisen, die derart elastisch nachgiebig verformbar ausgebildet ist, dass die jeweilige Auflagefläche (24) an eine elastisch nachgiebige Verformung des Spannkörpers (22) anpassbar ist, wobei das jeweilige Auflageelement (30, 32) zur elastischen nachgiebigen Verformbarkeit ein Festkörpergelenk (40), einen Grundkörper (34) und einen die Auflagefläche (24) aufweisenden Biegeabschnitt (36) aufweist, und wobei zwischen dem Grundkörper (34) und dem Biegeabschnitt (36) eine im Wesentlichen quer zur Spannaufnahmeachse (26) verlaufende Nut (35) vorgesehen ist.
Spannmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (24) eine druckbeaufschlagbare Abfrageöffnung (42) aufweist.
Spannmodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (35) auf der der Spannaufnahmeachse (26) zugewandten Seite randoffen ist.
Spannmodul (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (30, 32) eine in der Abfrageöffnung (42) mündende Abfrageleitung (44) aufweist, die sich durch den Grundkörper (34) und durch den Biegeabschnitt (36) erstreckt.
Spannmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (30, 32) als an dem Spannmodul (10) befestigbares Anbauteil ausgebildet ist.
Spannmodul (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (30, 32) auf der der Spannaufnahmeachse (26) abgewandten Seite einen Druckanschluss (46) aufweist, von dem die Abfrageleitung (44) abzweigt.
Spannmodul (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfrageleitung vorzugsweise parallel zur Spannaufnahmeachse (26) verläuft.