DE102014006355B3

DE102014006355B3 - Einspannvorrichtung mit Rastmechanismus zum Verspannen eines Werkstücks, sowie eine Werkbank mit Einspannvorrichtung

Info

Publication number: DE102014006355B3
Application number: DE102014006355.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2034-05-01
Also published as: US10144116B2; US20160121461A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstückes (7) im Bereich eines Bearbeitungstisches (1), die zumindest ein Spannelement (5, 6) und eine Aufnahmevorrichtung (2) für dieses aufweist, wobei die Aufnahmevorrichtung (2) gegenüber dem Bearbeitungstisch (1) vier Freiheitsgrade für eine Bewegung des Spannelements (5, 6) gestattet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks, die insbesondere für eine Werkbank geeignet ist.
Einspannvorrichtungen für Werkbänke sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt, wie beispielsweise an einem Bearbeitungstisch einer Werkbank angeordnete Schnellklemmmechanismen, Schraubstöcke usw.. Zum Beispiel wird in der DE 10 2009 022 013 A1 eine Spannvorrichtung gezeigt, deren Gewindespindel in mehreren Raumrichtungen drehbar und verlagerbar ist, die mit ihrer Vertikalstrebe vertikal in einer Öffnung anzuordnen ist. Daneben ist aus der CH 682 892 A5 eine Spannklemme bekannt, die an einer Werkbank befestig ist und sich horizontal zu dieser verschieben lässt.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, eine Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks im Bereich eines Bearbeitungstisches zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine hohe Variabilität auszeichnet, was die unterschiedlichen Einspannmöglichkeiten für das Werkstück angeht. Darüber hinaus soll die Einspannvorrichtung aus sehr einfachen Bauteilen bestehen, so dass auch eine Nachrüstung bestehender Bearbeitungstische von Werkbänken oder anderen Unterlagen ermöglicht wird.
Diese Aufgaben werden jeweils durch eine Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 und durch eine Werkbank nach Anspruch 8 gelöst.
Die Erfindung schlägt folglich eine Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks im Bereich eines Bearbeitungstisches vor, wobei die Einspannvorrichtung an dem Bearbeitungstisch befestigbar ist. Diese weist zumindest ein Spannelement und eine Aufnahmevorrichtung für das zumindest eine Spannelement auf, wobei die Aufnahmevorrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie gegenüber dem Bearbeitungstisch vier Freiheitsgrade für eine Bewegung des Spannelements gestattet.
Des Weiteren weist die Einspannvorrichtung zum Zweck des Einspannens zumindest einen Rastmechanismus auf, mit Hilfe von welchem die Stange gegenüber dem Bearbeitungstisch in einer individuellen Lage arretierbar ist.
Vorzugsweise wird der Rastmechanismus unterhalb des Bearbeitungstisches angeordnet, in dessen Nähe darüber hinaus ein Arretiermechanismus vorgesehen ist, mit Hilfe von welchem die Einspannvorrichtung vollständig unterhalb der Bearbeitungsplatte verstau- und befestigbar ist. Auf diese Art und Weise kann die gesamte Einspannvorrichtung verstaut werden, wenn diese nicht mehr gebraucht wird, ohne dass diese für weitere Bearbeitungsschritte auf dem Bearbeitungstisch ein Hindernis darstellt, wie dies beispielsweise bei fest am Bearbeitungstisch angeordneten Klemmmechanismen oder Schraubstöcken usw. der Fall wäre.
Dabei ist die Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung derart ausgestaltet, dass sie insgesamt nachträglich an einem Bearbeitungstisch, beispielsweise einer Werkbank, befestigt werden kann.
Die Aufnahmevorrichtung für das zumindest eine Spannelement ist als ein Winkelelement ausgestaltet, das drei Aufnahmebohrungen für das Spannelement aufweist, wobei sich zumindest zwei Aufnahmebohrungen in einem rechten Winkel kreuzen.
Das Spannelement ist bevorzugt als eine Schraubzwinge ausgebildet, wobei eine Führungsstange für die manuell betätigbare Spannschraube individuell in eine der Aufnahmebohrungen eingefügt werden kann.
Darüber hinaus ist die Aufnahmevorrichtung derart ausgestaltet, dass sie zumindest eine Auflagefläche für das Werkstück aufweist, das heißt die Aufnahmevorrichtung selbst kann als ein Widerlager für ein durch die Einspannvorrichtung eingespanntes Werkstück dienen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die als ein Winkelelement ausgeführte Aufnahmevorrichtung an einer Stange verschieblich geführt, wobei die Stange selbst gegenüber dem Bearbeitungstisch verschieblich geführt ist. Durch eine entsprechende Länge der Stange lässt sich die Ausziehweite für die Einspannvorrichtung erhöhen, so dass auch sehr breite Werkstücke seitlich an dem Bearbeitungstisch eingespannt werden können. Alternativ lässt sich auch die Fläche des Bearbeitungstisches hierdurch durch Einspannen einer Ansatzfläche erweitern, so dass großflächige Werkstücke auf der so vergrößerten Fläche des Bearbeitungstisches unterschiedlichen Bearbeitungsschritten unterzogen werden können.
Die Schraubzwinge lässt sich darüber hinaus von unterschiedlichen Richtungen her in die Aufnahmebohrungen der Aufnahmevorrichtung einfügen. So ist es beispielswese möglich, dass die Schraubzwinge so montiert wird, dass die Spannschraube von der Auflagefläche weg gerichtet angeordnet ist. Auf diese Weise können Werkstücke nach außen frei eingespannt werden, so dass diese barrierefrei bearbeitet, bspw. gesägt, werden können.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des anhand der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen
1 eine perspektivische Ansicht einer Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung, die an einem Bearbeitungstisch befestigt ist;
2 die Einspannvorrichtung von unten;
3a einen Rastmechanismus für eine Stange der Einspannvorrichtung;
3b einen Schnitt entlang A-A aus 3a;
3c den Rastmechanismus im arretierten Zustand;
3d einen Schnitt entlang B-B aus 3c;
4 eine perspektivische Ansicht der Einspannvorrichtung in einer seitlichen Einspannlage;
5 eine perspektivischen Ansicht einer weiteren Einspannlage der Einspannvorrichtung; und
6 eine schematische Ansicht hinsichtlich der unterschiedlichen weiteren Freiheitsgrade.
In den 1 und 2 ist schematisch die Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Diese wird unterhalb eines Bearbeitungstisches 1 angeordnet und weist eine winkelförmige Aufnahmevorrichtung 2 auf, die drei Aufnahmebohrungen 2.1, 2.2 und 2.3 aufweist.
Eine erste Aufnahmebohrung 2.1 dient der Aufnahme einer Stange 3 derart, dass die Aufnahmevorrichtung 2 auf der Stange 3 verschieblich geführt ist.
Die Stange 3 wiederum ist verschieblich in einer Längsführung 4 verschieblich geführt, die beispielsweise über entsprechende Flansche an der Unterseite des Bearbeitungstisches 1 befestigt ist.
Die zweite Aufnahmebohrung 2.2 der Aufnahmevorrichtung 2 dient der verschieblichen Aufnahme einer Führungsstange 5, an deren einem Ende über eine entsprechende Gewindeverbindung eine manuell betätigbare Spannschraube 6 aufgenommen ist, so dass ein Werkstück 7, beispielsweise an der Stirnseite des Bearbeitungstisches 1 (siehe 1), entsprechend eingespannt werden kann.
Wie aus der 2 zu ersehen ist, ist die Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung über die Führung der Stange 3 in der Längsführung 4 axial gegenüber dem Bearbeitungstisch 1 verstellbar, was einen ersten Freiheitsgrad zur Verfügung stellt.
Um ein entsprechendes Widerlager für ein Einspannen des Werkstücks 7 in einer Axialrichtung der Stange 3 zu ermöglichen, wie dies in 1 dargestellt ist, ist ein Rastmechanismus vorgesehen, mit Hilfe von welchem die Stange 3 gegenüber dem Bearbeitungstisch 1 arretierbar ist. Dieser Rastmechanismus sowie seine Funktionsweise wird aus den 3a bis 3d deutlich.
Die Aufnahmevorrichtung 2 weist im Inneren der Aufnahmebohrung 2.1 einen Zapfen 8 auf, der in einer Längsnut 9 der Stange 3 geführt ist (3a, 3b). Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Aufnahmevorrichtung 2 relativ zur Stange 3 verschieblich ist, und, da die Nut 9 in Axialrichtung an beiden Enden begrenzt ist, nicht von der Stange 3 entnommen werden kann.
Darüber hinaus weist die Stange 3 eine Folge von Radialschlitzen 10 auf, die nur über den halben Umfang der Stange 3 vorgesehen sind.
Die Längsführung 4 weist ein radial nach innen wirkendes Federelement 11 auf, das mit einer Nase 12 eine Bohrung 13 in der Längsführung 4 durchgreift und mit den Radialschlitzen 10 in Eingriff gelangen kann. Hierdurch wird die axiale Position der Stange 3 fixiert (3c, 3d).
Wie sich insbesondere aus den 3a bis 3d ergibt, kann durch einfaches Drehen der Stange 3 das Ende 12 aus dem Eingriff mit einem Radialschlitz 10 gebracht werden, so dass die Stange 3 dann wieder axial innerhalb der Längsführung 4 verschiebbar ist. Durch entsprechende Drehung der Stange 3 ist es dann wieder möglich, dass das Federelement 11 mit seinem Ende 12 in einem anderen Radialschlitz 10 einrastet, so dass die Stange 3 in einer anderen axialen Position arretiert ist. Zum Drehen der Stange kann die Aufnahmevorrichtung 2 durch einen Benutzer in der Form eines Hebels bedient werden.
Wie der Unterschied zwischen den 4 und 5 zeigt, kann durch einfaches Drehen der Aufnahmevorrichtung 2 einerseits und durch eine entsprechende Auswahl der Aufnahmebohrung für die Führungsstange 5 der Schraubzwinge eine unterschiedliche Spannlage der gesamten Einspannvorrichtung gegenüber dem Bearbeitungstisch 1 realisiert werden.
Durch die Verwendung der Aufnahmebohrung 2.2 kann beispielsweise ein Werkstück 7 an der Stirnseite des Bearbeitungstisches 1 eingespannt werden (1 und 4), wobei eine Fläche der Aufnahmevorrichtung 2 darüber hinaus als Auflagefläche 14 für das Werkstück 7 dienen kann, wie dies die 1 verdeutlicht.
In einer alternativen Anwendung der Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung, wie diese exemplarisch in der 5 gezeigt ist, wird die Führungsstange 5 der Schraubzwinge von außen her in die Aufnahmebohrung 2.3 eingefügt, nachdem die Aufnahmevorrichtung 2 entsprechend um die Stange 3 nach oben gedreht wurde. Dadurch ist die Spannschraube 6 von der Auflagefläche 1 weg gerichtet, so dass ein Werkstück 7 frei tragend eingespannt werden kann. Hierbei wird auf die Stange 3 noch ein Aufsatz 16 aufgeschoben, der das Widerlager für das Werkstück 7 beim Einspannen bildet. Das Werkstück 7 kann dann barrierefrei bearbeitet werden, was für Sägearbeiten von Vorteil ist. Dadurch, dass an einer Auflagefläche 1 mehr als eine Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung in definierten Abständen vorgesehen sein können, lassen sich sehr flächige bzw. sehr lange Werkstücke stabil einspannen.
In der 6 sind nochmals die weiteren drei Freiheitsgrade für die Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung verdeutlicht.
So ist aufgrund der drehbaren Lagerung der Aufnahmevorrichtung 2 auf der Stange 3 ein Freiheitsgrad in der Drehebene der Stange 3 gegeben. Darüber hinaus kann die Führungsstange 5 jeweils innerhalb der Aufnahmebohrung 2.2 oder 2.3 axial verschoben werden, um so unterschiedliche Höhenlagen oder Querlagen gegenüber dem Bearbeitungstisch 1 zu realisieren. Ein weiterer Freiheitsgrad wird dadurch bewerkstelligt, dass die Führungsstange 5 der Schraubzwinge innerhalb der jeweiligen Aufnahmebohrungen 2.2 oder 2.3 selbst in ihrer Achse verdrehbar ist.
Es wird deutlich, dass durch diese sehr hohe Variabilität mit den vier verschiedenen Freiheitsgraden Werkstücke in unterschiedlichen Abmessungen und Formen jeweils in unterschiedlichsten Lagen zur Durchführung von diversen Bearbeitungsschritten an dem Bearbeitungstisch 1 befestigt werden können.
Die hohe Variabilität in den unterschiedlichen Bewegungsrichtungen gestattet es auch, dass durch entsprechendes Drehen der Schraubzwinge einerseits und durch Einschieben der Stange 3 andererseits die Einspannvorrichtung insgesamt unterhalb des Bearbeitungstisches 1 verstaut werden kann. Hierfür weist die Längsführung 4 noch einen Arretiermechanismus in der Form einer Aufnahmefeder 15 auf, in welche die Führungsstange 5 in Eingriff gelangt, wenn die Gesamtvorrichtung vollständig unterhalb des Bearbeitungstisches 1 eingeschoben ist.

Claims

Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks (7) im Bereich eines Bearbeitungstisches (1), wobei die Einspannvorrichtung an dem Bearbeitungstisch (1) befestigbar ist und zumindest ein Spannelement (5, 6) und eine Aufnahmevorrichtung (2) aufweist, die vier Freiheitsgrade für eine Bewegung des Spannelements gegenüber dem Bearbeitungstisch gestattet, und wobei die Aufnahmevorrichtung (2) an einer Stange (3) gegenüber dem Bearbeitungstisch (1) verschieblich geführt ist, und die Stange (3) in einer Längsführung (4) axial gegenüber dem Bearbeitungstisch verstellbar ist, wobei die Stange (3) eine Folge von Radialschlitzen (10) aufweist, und wobei die Längsführung (4) ein Rastmechanismus (11) aufweist, der als ein nach radial innen wirkendes Federelement (11) vorgesehen ist, dessen Ende (12) in einen der Radialschlitze (10) einrastet, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Drehung der Stange (3) das Ende (12) des Federelements (11) aus dem Eingriff mit einem Radialschlitz (10) gebracht wird, so dass die Stange (3) axial innerhalb der Längsführung (4) verschiebbar ist und durch entsprechende Rückdrehung der Stange (3) das Federelement (11) mit seinem Ende (12) in einem anderen Radialschlitz (10) einrastet.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Aufnahmevorrichtung (2) als ein Winkelelement ausgestaltet ist, das drei Aufnahmebohrungen (2.1, 2.2, 2.3) für das Spannelement (5, 6) aufweist, wobei sich zumindest zwei Aufnahmebohrungen (2.1, 2.2, 2.3) in einem rechten Winkel kreuzen.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Aufnahmevorrichtung (2) zumindest eine Auflagefläche (14) für das Werkstück (7) aufweist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Rastmechanismus (11) unterhalb des Bearbeitungstisches (1) anordenbar ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Stange (3) ausgebildet ist, einen Aufsatz (16) aufzunehmen.
Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, bei welcher ein Arretiermechanismus (15) vorgesehen ist, mit Hilfe von welchem die Einspannvorrichtung vollständig unterhalb des Bearbeitungstischs (1) verstau- und befestigbar ist.
Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, bei welcher das zumindest eine Spannelement (5, 6) eine Schraubzwinge ist.
Werkbank aufweisend zumindest eine Einspannvorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7.