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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Aufspannen eines Objekts bzw. Werkstücks auf einer Arbeitsplattform, insbesondere an einer Werkzeugmaschine, mit einem mittels einer Fixiereinheit in einer von der Arbeitsplattform abstehenden Montageposition fixierbaren zylindrischen Aufnahmekörper und einem mit dem Aufnahmekörper lösbar verbindbaren und in Eingriff mit dem Objekt bringbaren Spannmittel.
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Aus der
WO 2013/139537 A1 und der
DE 20 2013 101 481 U1 sind Spann- bzw. Klemmvorrichtungen dieser Art bekannt, wobei als Spannmittel für das auf einem Werktisch aufzuspannende Werkstück ein gerändelter Spannring vorgesehen ist, der mit einem Innengewinde auf ein Außengewinde des Aufnahmekörpers aufschraubbar ist. Damit lassen sich aber nur kleine Spannradien realisieren, und die Schraubbetätigung erfordert einen gewissen Handhabungsaufwand.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Erzeugnisse weiter zu verbessern und eine Spannvorrichtung zu schaffen, die bei flexibler und einfacher Handhabung einen großen Arbeitsbereich erfasst.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, ein durch einen höhenverstellbaren und radial positionierbaren Arm eine Spannkraft an einer gewünschten Eingriffsstelle aufzubringen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Spannmittel durch einen über eine Querbohrung formschlüssig auf den Mantel des Aufnahmekörper aufsetzbaren zweischenkligen Spreizarm gebildet ist, dessen bezüglich der Arbeitsplattform übereinander liegende Schenkel durch einen Schlitz voneinander getrennt sind und mittels eines Spreizelements gegeneinander aufspreizbar sind. Durch das Aufspreizen verkantet sich der auf dem Objekt bzw. Werkstück abgestützte Spreizarm im Bereich der Öffnungskanten seiner Querbohrung an dem Aufnahmekörper, so dass ein sicherer Halt erreicht wird. Beim Entspannen aus dem Spreiz- in den Ausgangszustand kann diese Kraftschlussverbindung durch entsprechender Betätigung des Spreizelements wieder einfach gelöst werden. Auf diese Weise ist eine schnelle Bedien- und Positionierbarkeit in einem ausgedehnten Arbeits- bzw. Positionierbereich gewährleistet. Zugleich wird durch einen Spreiz- bzw. Spannarm eine geringe Störkontur auf einer Arbeitsplattform erreicht.
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Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass der Schlitz in einer quer zur Zentralachse der Querbohrung verlaufenden Ebene angeordnet ist, so dass eine effektive Fixierung beim Aufspreizen erreicht wird.
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Um einen einfachen Zugriff bei der Spreizbetätigung von oben zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn das Spreizelement an einem freien Ende des von der Arbeitsplattform abgewandten Schenkels des Spannarms angeordnet ist.
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Eine baulich vorteilhafte Konstruktion sieht vor, dass das Spreizelement durch eine insbesondere als Gewindestift mit Innensechskant ausgeführte Stellschraube gebildet ist, welche in einer Gewindebohrung geführt ist und im Spreizzustand die Schenkel des Spreizarms auseinanderdrückt.
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Günstig ist es auch, wenn die Stellschraube beim Lösen der Spreizstellung über ein Kopfstück eine Zugkraft auf den anderen Schenkel ausübt, so dass die Verkantung an der Querbohrung aufgehoben wird und der Spreizarm leicht von dem Aufnahmekörper lösbar ist.
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Zur effektiven Verspannung ist es von Vorteil, wenn der Spreizarm an einem von dem Aufnahmekörper abstehenden freien Ende auf dem eingespannten Objekt abgestützt ist. Auf diese Weise wirkt beim Betätigen des Spreizelements das Objekt als Widerlager, während der obere Spreizschenkel des Spreizarms abgespreizt wird.
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Um den Eingriff des Spreizarms optimieren zu können, ist es günstig, wenn der der Arbeitsplattform zugewandte Schenkel als Spannschenkel einen über den darüberliegenden zweiten Schenkel hinausragenden Spannabschnitt zum Einspannen des Objekts aufweist.
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Eine weitere Verbesserung lässt sich dadurch erzielen, dass an dem Spannabschnitt ein mit einer Stützfläche versehenes Eingriffselement, insbesondere eine Kopf- oder Pendelschraube zur flächigen Abstützung auf dem Objekt angebracht ist.
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Zur einfachen Anpassung an unterschiedliche Werkstückkonturen ist es vorteilhaft, wenn der Spreizarm im nicht verspreizten Ausgangs- bzw. Positionierzustand um die Zentralachse des Aufnahmekörpers herum drehbar und längs der Zentralachse verschiebbar ist.
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Vorteilhafterweise besitzt die Fixiereinheit einen den Aufnahmekörper axial durchsetzenden Zuganker und einen werkzeuglos betätigbaren Schnellspannhebel zur Axialverspannung des Zugankers in einer Nut der Arbeitsplattform, so dass eine variable Schnellspannverbindung möglich ist.
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Um eine solche werkzeuglose Schnellspannverbindung alternativ in einer Bohrung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Fixiereinheit einen in eine Bohrung der Arbeitsplattform einsetzbaren und darin unter radialer Aufweitung verspannbaren Adapter aufweist, wobei der Adapter an einem Stirnende des Aufnahmekörpers gegebenenfalls lösbar angeordnet ist. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn der Adapter mit einem durch Drehen gegenüber einem geschlitzten Spreizring axial verstellbaren Spreizkonus zusammenwirkt.
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Eine vorstehend beschriebene Spannvorrichtung lässt sich als Zubehör nach Art eines Baukastens für eine Montagevorrichtung einsetzen, wobei dieses eine mit flächig verteilten Nuten und/oder Bohrungen für eine mittel- oder unmittelbare Fixierung des Aufnahmekörpers versehene, insbesondere durch einen Werktisch an einer Werkzeugmaschine gebildete Arbeitsplattform als Vorrichtungsbestandteil umfasst.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Spannvorrichtung zum Einspannen eines Werkstücks auf einem Werktisch in perspektivischer Darstellung;
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2 und 3 ein durch einen Spreizarm gebildetes Spannmittel der Spannvorrichtung in perspektivischer Ansicht und im Längsmittelschnitt;
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4 eine Fixiereinheit an einem Aufnahmekörper in einer ausschnittsweisen Seitenansicht;
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5 eine weitere Ausführungsform einer Fixiereinheit in Verbindung mit einem Aufnahmekörper in Seitenansicht.
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Die in 1 gezeigte Spannvorrichtung 10 lässt sich in Verbindung mit einem Werktisch 12 insbesondere an einer Werkzeugmaschine als Montagesystem einsetzen, um ein Werkstück 14 mit geringem Handhabungsaufwand zu fixieren. Die Spannvorrichtung 10 umfasst hierfür zylindrischen Aufnahmekörper 16, eine Fixiereinheit 18 für den Aufnahmekörper 16 und einen lösbar mit dem Aufnahmekörper 16 verbindbaren Spreizarm 20 als Spannmittel.
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Der auch in 2 und 3 gezeigte Spreizarm 20 besitzt zwei Schenkel 22, 24, die bezüglich der Oberfläche des Werktisches 12 gesehen übereinander liegen und durch einen Schlitz 26 voneinander getrennt sind. Zum formschlüssigen Aufsetzen auf den Mantel des Aufnahmekörpers 16 ist der Spreizarm an einem Ende mit einer Querbohrung 28 versehen. Die Querbohrung 28 weist ein Übermaß gegenüber dem Durchmesser des kreiszylindrischen Aufnahmekörpers 16 auf, so dass der Spreizarm im nicht verspreizten Ausgangs- bzw. Positionierzustand um die Zentralachse des Aufnahmekörpers 16 herum drehbar und längs der Zentralachse in eine gewünschte Stellung verschiebbar ist.
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Die Schenkel 22, 24 lassen sich mittels eines Spreizelements 30 gegeneinander aufspreizen. Aufgrund der Anordnung des Schlitzes 26 in einer quer zur Zentralachse der Querbohrung 28 verlaufenden Ebene ergibt sich im Spreizzustand eine Klemmwirkung, so dass der auf dem Werkstück 14 abgestützte Spreizarm 20 dreh- und verschiebefest an dem von dem Werktisch 12 nach oben abstehendenden Aufnahmekörper 16 gehalten wird. Die Klemmwirkung wird aufgrund der Abstützung des Spreizarms 20 auf dem Werkstück 14 und der Verkantung bzw. Verkeilung der Querbohrung 28 in dem Kantenbereich 28', 28'' (3) erreicht.
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Das Spreizelement 30 ist am freien Ende des von dem Werktisch 12 abgewandten Schenkels 22 angeordnet und durch einen mit Innensechskant versehenen Gewindestift 30 gebildet, welcher in einer Gewindebohrung 34 geführt ist und im Spreizzustand gegen den unteren Schenkel 24 des Spreizarms 20 andrückt. Das untere Ende des Gewindestifts 30 ist mit einem Kopfstück 36 verbunden, das beim Herausdrehen des Gewindestifts 30 unter Lösen der Spreizstellung eine Zugkraft auf den unteren Schenkel 24 ausübt.
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Wie aus 1 ersichtlich, liegt der Spreizarm 20 an dem freien Ende bzw. Spannabschnitt 38 seines längeren unteren Schenkels 26 auf dem Werkstück 14 auf. Um eine flächige Abstützung zu erzielen, ist an der Eingriffsstelle eine Kopfschraube 40 in eine Gewindebohrung 42 des Spreizarms 20 eingeschraubt.
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Zum werkzeuglosen Fixieren und Lösen des Aufnahmekörpers
16 an einer Nut
44 des Werktisches
12 weist die Fixiereinheit
18 in der Ausführungsform gemäß
1 und
4 einen den Aufnahmekörper
16 axial durchsetzenden Zuganker
46 und einen Exzenter-Spannhebel
48 auf. Dieser ermöglicht eine Axialverspannung einer die Nut
44 durch- und hintergreifenden Hammermutter
48 am unteren Ende des Zugankers
46. Zum Lösen der Verbindung kann der Spannhebel
48 geöffnet und so um die Achse des Zugankers
46 gedreht werden, dass die Hammermutter
48 in Längsrichtung mit der Nut
44 fluchtet. Weitere Einzelheiten dieser Art der Schnellspannverbindung ergeben sich aus der
DE 20 2013 101 481 U1 , auf die in diesem Zusammenhang verwiesen wird.
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5 zeigt eine Ausführungsform der Fixiereinheit 18 zur Fixierung in einer Bohrung 50 des Werktisches 12. Hierfür ist ein stirnseitiger zylindrischer Adapter 52 vorgesehen, der mit einem radial überstehenden O-Ring 54 und einem darüber aufgesetzten, geschlitzten Spannring 56 umfasst. Der Spannring 56 wirkt mit einem Konusfortsatz 58 des Aufnahmekörpers 16 zusammen, wobei sich Aufnahmekörper 16 und Adapter 52 über eine axiale Schraubverbindung 60 gegeneinander verstellen lassen. Zur Montage wird der Adapter 52 in dies Bohrung 50 eingesetzt und darin über den O-Ring 54 reibschlüssig vorfixiert. Sodann kann unter Drehen des Aufnahmekörpers 16 der Spannring 56 über den Konusfortsatz 58 aufgeweitet werden, so dass ein Verklemmen in der Bohrung 50 erfolgt. Durch gegensinniges Drehen des Aufnahmekörpers 16 kann die Verbindung auch wieder einfach gelöst werden.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, den Aufnahmekörpers 16 durch Aufschrauben eines Zylinderstücks an der oberen Gewindebohrung 62 zu verlängern. Denkbar ist es auch, anstelle dieser Gewindebohrung 62 eine hinterschnittene Nut vorzusehen, in der eine Fixiereinheit gemäß 1 zum Aufsetzen eines Aufnahmekörpers arretierbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/139537 A1 [0002]
- DE 202013101481 U1 [0002, 0027]
