DE102018200267B3 - Completely retractable into a base plate clamping mandrel arrangement with Niederzugeffekt - Google Patents
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Abstract
Eine Spanndorn-Anordnung (1) zum Verspannen eines Werkstücks (9), umfassend
- einen aufspreizbaren Spanndorn (6), für einen Eingriff in eine Ausnehmung (23; 36) des Werkstücks (9),
- ein Konterlager (4), zur direkten oder indirekten Anlage des Werkstücks (9),
- einen gegenüber dem Spanndorn (6) entlang einer Betätigungsachse (BA) beweglichen Betätiger (7) mit einem Spreizelement (15), wobei durch eine Relativbewegung des Spreizelements (15) gegenüber dem Spanndorn (6) entlang einer Verspannrichtung (VR), die parallel zur Betätigungsachse (BA) verläuft, der Spanndorn (6) aufspreizbar ist, und wobei der Spanndorn (6) relativ zum Konterlager (4) entlang der Betätigungsachse (BA) beweglich ausgebildet ist, und
- ein erstes elastisches Element (14), mit welchem der Spanndorn (6) gegenüber dem Konterlager (4) entgegen der Verspannrichtung (VR) vom Konterlager (4) weg vorgespannt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (8) vorhanden ist, an der ein vorderes Lager (12) für eine Anlage des Werkstücks (9) und ein hinteres Lager (24) für eine Anlage des Konterlagers (4) ausgebildet ist, dass die Grundplatte (8) eine Ausnehmung (11; 30) ausbildet, in welche der Spanndorn (6) entlang der Betätigungsachse (BA) vollständig bis hinter das vordere Lager (12) in die Ausnehmung (11; 30) zurückziehbar ist, und dass eine Spannvorrichtung (2) vorhanden ist, mittels welcher der Betätiger (7) entlang der Verspannrichtung (VR) auf das Konterlager (4) zu und auf die Grundplatte (8) zu bewegt werden kann. Der Erfindung stellt eine Spanndorn-Anordnung vor, die mit einem Werkstücktransport quer zur Achse des Spanndorns gut genutzt werden kann.
A mandrel assembly (1) for clamping a workpiece (9) comprising
- An expandable mandrel (6), for engagement in a recess (23, 36) of the workpiece (9),
- a counter bearing (4) for direct or indirect abutment of the workpiece (9),
- A relative to the mandrel (6) along an actuating axis (BA) movable actuator (7) with a spreading element (15), wherein by a relative movement of the expansion element (15) relative to the mandrel (6) along a Verspannrichtung (VR) parallel to the actuating axis (BA) extends, the mandrel (6) is spreadable, and wherein the mandrel (6) relative to the counter bearing (4) along the actuating axis (BA) is designed to be movable, and
a first elastic element (14) with which the mandrel (6) is biased away from the counter bearing (4) against the clamping direction (VR) opposite the clamping direction (4), characterized in that a base plate (8) is present, on which a front bearing (12) for a bearing of the workpiece (9) and a rear bearing (24) for a bearing of the counter bearing (4) is formed such that the base plate (8) forms a recess (11; 30) in which the mandrel (6) along the actuation axis (BA) is retractable into the recess (11, 30) completely behind the front bearing (12), and that there is a tensioning device (2) by means of which the actuator (7) passes along the Verspannrichtung (VR) on the counter bearing (4) to and on the base plate (8) can be moved. The invention provides a mandrel arrangement that can be used well with a workpiece transport transverse to the axis of the mandrel.
Description
Die Erfindung betrifft eine Spanndorn-Anordnung zum Verspannen eines Werkstücks, umfassend
- - einen aufspreizbaren Spanndorn, für einen Eingriff in eine Ausnehmung des Werkstücks,
- - ein Konterlager, zur indirekten Anlage des Werkstücks,
- - einen gegenüber dem Spanndorn entlang einer Betätigungsachse beweglichen Betätiger mit einem Spreizelement, wobei durch eine Relativbewegung des Spreizelements gegenüber dem Spanndorn entlang einer Verspannrichtung, die parallel zur Betätigungsachse verläuft, der Spanndorn aufspreizbar ist, und wobei der Spanndorn relativ zum Konterlager entlang der Betätigungsachse beweglich ausgebildet ist, und
- - ein erstes elastisches Element, mit welchem der Spanndorn gegenüber dem Konterlager entgegen der Verspannrichtung vom Konterlager weg vorgespannt ist,
- - eine Grundplatte, an der ein vorderes Lager für eine Anlage des Werkstücks und ein hinteres Lager für eine Anlage des Konterlagers ausgebildet ist, wobei die Grundplatte eine Ausnehmung ausbildet, in welche der Spanndorn entlang der Betätigungsachse vollständig bis hinter das vordere Lager in die Ausnehmung zurückziehbar ist, und
- - eine Spannvorrichtung, mittels welcher der Betätiger entlang der Verspannrichtung auf das Konterlager zu und auf die Grundplatte zu bewegt werden kann.
- an expandable mandrel, for engagement in a recess of the workpiece,
- - a counter bearing, for the indirect installation of the workpiece,
- - A relative to the mandrel along an actuating axis movable actuator with a spreader, wherein by a relative movement of the spreader with respect to the mandrel along a Verspannrichtung, which is parallel to the actuating axis, the mandrel is spreadable, and wherein the mandrel formed relative to the counter bearing along the actuating axis movable is and
- a first elastic element with which the mandrel is prestressed against the tensioning direction counter to the tensioning direction away from the counter bearing,
- - A base plate on which a front bearing for a plant of the workpiece and a rear bearing for a system of the counter bearing is formed, wherein the base plate forms a recess, in which the mandrel along the actuating axis completely retractable to behind the front bearing in the recess is and
- - A clamping device by means of which the actuator along the clamping direction on the counter bearing can be moved to and on the base plate.
Eine solche Spanndorn-Anordnung ist aus der
Für eine Bearbeitung oder Vermessung von Werkstücken ist es in der Regel erforderlich, die Werkstücke in einer festen Position zu halten, so dass die bearbeitenden Werkzeuge ortsgenau am Werkstück die vorgesehene Bearbeitung vornehmen können, oder die Messdaten mit guter Präzision ermittelt werden können.For machining or measuring workpieces, it is generally necessary to hold the workpieces in a fixed position, so that the machining tools can perform the intended machining precisely to the workpiece, or the measurement data can be determined with good precision.
Eine Befestigung eines Werkstücks kann insbesondere mit einem so genannten Spanndorn erfolgen. Der Spanndorn wird relativ zum Werkstück axial in eine Ausnehmung des Werkstücks eingeführt und radial aufgespreizt. Dadurch verklemmt sich der Spanndorn im Werkstück und kann dieses so in Position halten. Das Aufspreizen des Spanndorns kann mit einem keilförmigen Spreizelement erfolgen, das in axialer Richtung im Spanndorn verfahren wird, etwa durch Einschrauben. Das verspannte Werkstück liegt dabei typischerweise auf einem Konterlager auf, das an einem unteren Teil des Spanndorn-Bauteils ausgebildet ist. Ein solcher Spanndorn ist beispielsweise aus dem Katalog „Bedienteile|Normelemente“ der Heinrich Kipp Werk KG, 72172 Sulz am Neckar, DE, Seite 767, Auflage 2016, bekannt geworden. An attachment of a workpiece can be done in particular with a so-called mandrel. The mandrel is introduced relative to the workpiece axially in a recess of the workpiece and radially spread. This jams the mandrel in the workpiece and can hold it in position. The spreading of the mandrel can be done with a wedge-shaped expansion element, which is moved in the axial direction in the mandrel, such as by screwing. The braced workpiece is typically on a counter bearing, which is formed on a lower part of the mandrel component. Such a mandrel is, for example, from the catalog "control panels | Standard elements" Heinrich Kipp Werk KG, 72172 Sulz am Neckar, DE, page 767, edition 2016, known.
Solche Spanndorne können ein Werkstück quer zur Achse des Spanndorns genau positionieren. Für eine genaue Positionierung auch in axialer Richtung wird meist eine zusätzliche Klemmvorrichtung eingesetzt, die das Werkstück auf das Konterlager presst.Such mandrels can accurately position a workpiece transverse to the axis of the mandrel. For an exact positioning also in the axial direction usually an additional clamping device is used, which presses the workpiece onto the counter bearing.
Aus der Firmendruckschrift „Spanndorne Spannzangenfutter“ der Röhm GmbH, 89567 Sontheim/Brenz, DE, datiert 09/2017, Seite 7017, ist eine Spanndorn-Anordnung bekannt, bei der ein Hülsenspanndorn über ein federndes Druckstück an einem Grundkörper verschiebbar gelagert ist. Im Hülsenspanndorn ist ein Spannkegel angeordnet, der über ein Zwischenstück gegenüber dem Grundkörper axial verfahren werden kann. Durch Niederziehen des Spannkegels wird sowohl der Hülsenspanndorn radial gespreizt, als auch axial auf den Grundkörper zu gezogen.From the company publication "Mandrels collet chuck" Röhm GmbH, 89567 Sontheim / Brenz, DE, dated 09/2017, page 7017, a mandrel arrangement is known in which a sleeve mandrel is slidably mounted on a base body via a resilient pressure piece. In the sleeve tension mandrel a clamping cone is arranged, which can be moved axially over an intermediate piece relative to the main body. By pulling down the clamping cone both the sleeve mandrel is spread radially, as well as drawn axially to the body.
Mit dieser Spanndorn-Anordnung kann ein Werkstück auch in axialer Richtung verspannt werden, indem es an den Grundkörper herangezogen wird, so dass eine zusätzliche Klemmvorrichtung nicht nötig ist.With this mandrel arrangement, a workpiece can also be clamped in the axial direction by being used on the base body, so that an additional clamping device is not necessary.
Die in der Firmendruckschrift der Röhm GmbH, aaO, vorgestellte Spanndorn-Anordnung ist insbesondere für im Wesentlichen runde Werkstücke vorgesehen, die bei einer Bearbeitung rotiert werden, etwa durch Drehen oder bei einer Verzahnungsbearbeitung etwa durch Wälzfräsen. Solche Werkstücke werden typischerweise für eine Befestigung an der Spanndorn-Anordnung entlang der Rotationsachse des Werkstücks bzw. entlang der Achse des Spanndorns an den Spanndorn herangeführt und auf den Spanndorn aufgesetzt, und anschließend wird der Spanndorn aufgespreizt. Nach der Bearbeitung wird zunächst der Spanndorn entspannt und anschließend das Werkstück entlang der Achse des Spanndorns abgehoben und weggeführt. Für diese Anwendung kann die bekannte Spanndorn-Anordnung auch gut eingesetzt werden.The clamping mandrel arrangement presented in the company publication of Röhm GmbH, loc. Cit., Is intended in particular for substantially round workpieces which are rotated during machining, for example by turning or toothing machining, for example by hobbing. Such workpieces are typically introduced for attachment to the mandrel assembly along the axis of rotation of the workpiece or along the axis of the mandrel to the mandrel and placed on the mandrel, and then the mandrel is spread. After machining, the mandrel is first relaxed and then lifted the workpiece along the axis of the mandrel and led away. For this application, the known mandrel arrangement can also be used well.
In anderen Anwendungsfällen ist jedoch eine Werkstücktransportachse entlang der Achse des Spanndorns oft nicht vorgesehen, etwa aus Kostengründen, oder wäre im Rahmen der vorgesehenen Bearbeitung umständlich für den Prozessablauf. Es kann auch schlicht für ein axiales Abheben des Werkstücks zu wenig Platz vorhanden sein, insbesondere auch bei manueller Werkstückhandhabung. Jedoch ist dann oft eine Werkstücktransportachse quer zur Achse des Spanndorns eingerichtet, oder wäre für den Prozessablauf effizienter, etwa um eine weitere Bearbeitung am Werkstück bei gleicher axialer Position, aber an anderer lateraler Position vorzunehmen. Auch ist oft aus Platzgründen eine Werkstückzuführung von der Seite besonders einfach einzurichten, wiederum insbesondere bei manueller Werkstückhandhabung. In solchen Anwendungsfällen würde jedoch der Spanndorn das Werkstück gegen ein Verfahren blockieren.In other applications, however, a workpiece transport axis along the axis of the mandrel is often not provided, for example for cost reasons, or would be cumbersome for the process flow in the context of the proposed processing. It may simply be too little space for an axial lifting of the workpiece, especially in manual workpiece handling. However, then often a workpiece transport axis is arranged transversely to the axis of the mandrel, or would be for make the process more efficient, for example, to carry out further machining on the workpiece with the same axial position but at a different lateral position. Also, a workpiece feed from the side is often particularly easy to set up for reasons of space, again especially with manual workpiece handling. In such applications, however, the mandrel would block the workpiece against a process.
Die
Aus der
Eine Spannvorrichtung mit Exzenterhebel ist aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Spanndorn-Anordnung vorzustellen, die mit einem Werkstücktransport quer zur Achse des Spanndorns gut genutzt werden kann.The invention has for its object to provide an improved mandrel arrangement, which can be used well with a workpiece transport transverse to the axis of the mandrel.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache und wirkungsvolle Weise gelöst durch eine Spanndorn-Anordnung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass der Betätiger mit einer Zugstange ausgebildet ist, und die Spannvorrichtung bei Bewegung des Betätigers entlang der Verspannrichtung mittels der Zugstange das Spreizelement auf das Konterlager zu zieht,
wobei die Zugstange durch das Konterlager hindurch zur Spannvorrichtung geführt ist,
dass ein zweites elastisches Element vorhanden ist, mit welchem der Betätiger gegenüber dem Spanndorn entgegen der Verspannrichtung vorgespannt ist, dass die Grundplatte, insbesondere mittels der Ausnehmung in der Grundplatte, eine Führung für den Spanndorn ausbildet,
und dass die Spannvorrichtung mit einem Exzenterhebel ausgebildet ist.This object is achieved in a surprisingly simple and effective manner by a mandrel arrangement of the type mentioned, which is characterized
that the actuator is formed with a pull rod, and the tensioning device, when the actuator moves along the tensioning direction, pulls the expansion element onto the counter bearing by means of the pull rod;
wherein the pull rod is guided through the counter bearing to the tensioning device,
that a second elastic element is present, with which the actuator is biased against the mandrel opposite to the clamping direction, that the base plate, in particular by means of the recess in the base plate, forms a guide for the mandrel,
and that the tensioning device is formed with an eccentric lever.
Alternativ wird diese Aufgabe gelöst durch eine Spanndorn-Anordnung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass ein zweites elastisches Element vorhanden ist, mit welchem der Betätiger gegenüber dem Spanndorn entgegen der Verspannrichtung vorgespannt ist, dass das zweite elastische Element mit einer Schraubenfeder ausgebildet ist, welche das Spreizelement von einem Fußteil des Spanndorns entgegen der Verspannrichtung weg drückt,
dass ein drittes elastisches Element vorhanden ist, mittels welchem das Konterlager gegenüber der Grundplatte bei aneinander anliegendem Konterlager und hinterem Lager entlang der Betätigungsachse von der Grundplatte weg vorgespannt wird,
und dass die Spannvorrichtung mit einem Exzenterhebel ausgebildet ist.Alternatively, this object is achieved by a mandrel arrangement of the type mentioned, which is characterized
that a second elastic element is present, with which the actuator is biased against the mandrel opposite to the clamping direction, that the second elastic element is formed with a helical spring, which presses the spreader away from a foot part of the mandrel against the clamping direction,
a third elastic element is provided by means of which the counterbearing is biased away from the base plate relative to the base plate when the counterbearing and the rear bearing are in contact with each other along the actuating axis,
and that the tensioning device is formed with an eccentric lever.
Im Rahmen der Erfindung ist eine indirekte Anlage des Werkstücks am Konterlager eingerichtet, nämlich über die Grundplatte. Die Grundplatte stützt sich mit einem hinteren Lager am Konterlager ab, und stellt mit dem vorderen Lager eine Anlage für das Werkstück zur Verfügung. Gleichzeitig bildet die Grundplatte eine Ausnehmung aus, in die der Spanndorn eingeführt bzw. eingefahren werden kann. Die Ausnehmung ist dabei groß genug, dass der Spanndorn (und ggf. weiterer Teile, die über den Spanndorn axial hinausragen) vollständig hinter das vorderer Lager bzw. eine entsprechende vordere Lagerebene, die typischerweise senkrecht zur Betätigungsachse/Verspannrichtung verläuft, zurückgezogen werden kann.In the context of the invention, an indirect installation of the workpiece is set up on the counter bearing, namely via the base plate. The base plate supports itself with a rear bearing at the counter bearing, and provides with the front bearing a plant for the workpiece. At the same time, the base plate forms a recess into which the mandrel can be inserted or retracted. The recess is large enough that the mandrel (and possibly other parts that protrude axially beyond the mandrel) completely behind the front bearing or a corresponding front bearing plane, which typically runs perpendicular to the actuating axis / Verspannrichtung, can be withdrawn.
Dadurch ist es möglich, das Werkstück am vorderen Lager angelegt zu lassen und quer zur Betätigungsachse/Verspannrichtung (bzw. parallel zur vorderen Lagerebene) auf der Grundplatte zu verschieben, etwa um das Werkstück für verschiedene aufeinanderfolgende Bearbeitungen umzupositionieren oder um das Werkstück zu beladen und zu entladen. Bei in die Ausnehmung zurückgezogenem Spanndorn stört dieser das Verschieben des Werkstücks nicht. Zum Umpositionieren oder Be- und Entladen des Werkstücks ist es nicht erforderlich, dieses entlang der Betätigungsachse/Verspannrichtung von der Grundplatte abzuheben. Eine entsprechende Werkstücktransportachse ist nicht nötig. Zudem kann auch eine Bearbeitungsstation oder Messstation, an der die Spanndorn-Anordnung verbaut ist, mit einem reduzierten Platzbedarf axial oberhalb des Spanndorns (bezogen auf seine Position mit verspanntem Werkstück) bzw. axial oberhalb des Werkstücks (bezogen auf seine auf der Grundplatte verspannte Position) auskommen.This makes it possible to leave the workpiece applied to the front bearing and to move transversely to the actuation axis / clamping direction (or parallel to the front bearing plane) on the base plate, such as to reposition the workpiece for various sequential operations or to load the workpiece and to discharged. When retracted into the recess mandrel this does not interfere with the movement of the workpiece. For repositioning or loading and unloading of the workpiece, it is not necessary to lift it along the actuating axis / clamping direction of the base plate. A corresponding workpiece transport axis is not necessary. In addition, a processing station or measuring station, on the clamping mandrel arrangement is installed, with a reduced space requirement axially above the mandrel (based on its position with a clamped workpiece) or axially above the workpiece (based on its braced on the base plate position) get along.
Durch die Erfindung wird also eine Werkstücktransport quer zur Betätigungsachse des Spanndorns vereinfacht, sowohl für eine automatisierte (maschinelle) als auch für eine manuelle Werkstückhandhabung.The invention thus simplifies workpiece transport transversely to the actuating axis of the mandrel, both for automated (mechanical) and for manual workpiece handling.
Typischerweise durchragt der Betätiger das Konterlager und ragt in die Grundplatte hinein oder durch die Grundplatte hindurch. Die Spannvorrichtung greift typischerweise am Betätiger und am Bauteil des Konterlagers an.Typically, the actuator extends through the counter bearing and protrudes into the base plate or through the base plate. The clamping device typically engages the actuator and the component of the counter bearing.
Wenn vorgesehen ist, dass der Betätiger mit einer Zugstange ausgebildet ist, und die Spannvorrichtung bei Bewegung des Betätigers entlang der Verspannrichtung mittels der Zugstange das Spreizelement auf das Konterlager zu zieht, insbesondere wobei die Zugstange durch das Konterlager hindurch zur Spannvorrichtung geführt ist, ist dadurch ein besonders kompakter und robuster Aufbau möglich. Alternativ können auch komplexere Kraftübertragungen, etwa mit einer Druckstange und einem C-förmigen Umgriff, in Betracht kommen.If it is provided that the actuator is formed with a pull rod, and the clamping device on movement of the actuator along the clamping direction by means of the pull rod pulls the spreader on the counter bearing, in particular wherein the pull rod is passed through the counter bearing to the clamping device, is characterized particularly compact and robust construction possible. Alternatively, more complex power transmission, such as with a push rod and a C-shaped throw, come into consideration.
Erfindungsgemäß ist ein zweites elastisches Element vorhanden, mit welchem der Betätiger gegenüber dem Spanndorn entgegen der Verspannrichtung vorgespannt ist. Durch das zweite elastische Element wird das Spreizelement bei entlasteter Spannvorrichtung selbsttätig axial entgegen der Verspannrichtung zurückgeschoben, so dass der Spanndorn in eine nicht aufgespreizte Stellung zurückgeht. Die radiale Verspannung des Werkstücks wird dann bei Entspannung der Spannvorrichtung sehr zuverlässig aufgehoben; insbesondere ist kein Zugang von oben (von der dem Konterlager abgewandten Seite) durch das Werkstück hindurch auf den Spanndorn notwendig, um (etwa manuell) eine reibungsbedingt selbsthemmende radiale Verspannung des Werkstücks aufzuheben. Dies ist besonders nützlich, wenn die Ausnehmung des Werkstücks als Sackloch ausbildet ist, und daher ein Zugang von oben auf den Spanndorn nicht möglich ist. Das zweite elastische Element kann insbesondere als eine Druckfeder ausgebildet sein.According to the invention, a second elastic element is provided with which the actuator is biased against the mandrel opposite to the clamping direction. By means of the second elastic element, the expansion element is automatically pushed back axially against the clamping direction when the tensioning device is unloaded, so that the mandrel returns to a non-spread-open position. The radial strain of the workpiece is then released very reliable in relaxation of the clamping device; In particular, no access from above (from the side facing away from the counter bearing) through the workpiece on the mandrel necessary to pick up (about manually) a friction-induced self-locking radial strain of the workpiece. This is particularly useful when the recess of the workpiece is formed as a blind hole, and therefore access from the top of the mandrel is not possible. The second elastic element may in particular be designed as a compression spring.
Wenn das zweite elastische Element mit einer Schraubenfeder ausgebildet ist, welche das Spreizelement von einem Fußteil des Spanndorns entgegen der Verspannrichtung weg drückt, ist die Spanndorn-Anordnung besonders einfach und kompakt. Die Schraubenfeder wird typischerweise vollständig vom Spanndorn umgriffen.If the second elastic element is formed with a helical spring which presses the expansion element away from a base part of the mandrel in the opposite direction to the clamping direction, the mandrel arrangement is particularly simple and compact. The coil spring is typically completely gripped by the mandrel.
Wenn die Grundplatte, insbesondere mittels der Ausnehmung in der Grundplatte, eine Führung für den Spanndorn ausbildet, kann dadurch die Präzision bei der Befestigung des Werkstücks verbessert werden, und auch die Handhabung der Spanndorn-Anordnung erleichtert werden, etwa beim Zusammenbau oder beim Verspannen der Spannvorrichtung.If the base plate, in particular by means of the recess in the base plate, forms a guide for the mandrel, thereby the precision in the attachment of the workpiece can be improved, and the handling of the mandrel assembly can be facilitated, such as during assembly or clamping of the clamping device ,
Wenn ein drittes elastisches Element vorhanden ist, mittels welchem das Konterlager gegenüber der Grundplatte bei aneinander anliegendem Konterlager und hinterem Lager entlang der Betätigungsachse von der Grundplatte weg vorgespannt wird, ist dadurch (bei entspannter Spannvorrichtung) ein Zurückziehen eines Klemmensembles (gebildet durch die Gesamtheit von Spanndorn, Betätiger, Konterlager und Spannvorrichtung) erleichtert, insbesondere um das Klemmensemble bzw. den Spanndorn hinter das vordere Lager der Grundplatte zurückzuziehen.If a third elastic element is present, by means of which the counter bearing is biased against the base plate at abutting counter bearing and rear bearing along the operating axis of the base plate, thereby (with a relaxed clamping device) retraction of a terminal ensemble (formed by the entirety of mandrel , Actuator, counter bearing and clamping device), in particular to retract the terminal ensemble or the mandrel behind the front bearing of the base plate.
Die Spannvorrichtung ist erfindungsgemäß mit einem Exzenterhebel ausgebildet. Ein Exzenterhebel ist einfach und sicher zu handhaben.The tensioning device is designed according to the invention with an eccentric lever. An eccentric lever is easy and safe to handle.
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass eine erste Federhärte des ersten elastischen Elements größer ist als eine zweite Federhärte des zweiten elastischen Elements. Dies stellt sicher, dass im Laufe des Verspannens der Spannvorrichtung, also beim Verfahren des Betätigers entlang der Verspannrichtung auf das Konterlager zu, zunächst vor allem die radiale Aufspreizung des Spanndorns erfolgen kann (und dadurch das Werkstück ergriffen wird), und anschließend vor allem (bei ergriffenen Werkstück) das axiale Niederziehen des Werkstücks stattfinden kann. Das Niederziehen des Werkstücks erfolgt also erst, wenn dieses sicher ergriffen ist, wodurch eine besonders zuverlässige und definierte Befestigung des Werkstücks erreicht wird. Falls das Aufspreizen des Spanndorns bis zum Kontakt mit dem Werkstück eine merkliche Kraft benötigt, sollte diese bei der Auslegung der Federhärten mit berücksichtigt werden, und die erste Federhärte des ersten elastischen Elements entsprechend größer gewählt werden.An advantageous embodiment provides that a first spring rate of the first elastic element is greater than a second spring rate of the second elastic element. This ensures that in the course of the tensioning of the clamping device, so when moving the actuator along the Verspannrichtung on the counter bearing, first of all the radial spreading of the mandrel can be done (and thereby the workpiece is taken), and then especially (at gripped workpiece), the axial pulling down of the workpiece can take place. The pulling down of the workpiece thus takes place only when it is securely gripped, whereby a particularly reliable and defined attachment of the workpiece is achieved. If the spreading of the mandrel to contact the workpiece requires a significant force, this should be taken into account in the design of the spring hardness, and the first spring hardness of the first elastic member to be chosen correspondingly larger.
Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der das Spreizelement mit einer oder mehreren kegelmantelförmigen Flächen ausgebildet ist und/oder der Spanndorn eine oder mehrere kegelmantelförmige Gegenflächen für das Spreizelement ausbildet. Durch die kegelmantelförmigen Flächen und/oder Gegenflächen kann die axiale Bewegung des Betätigers in Verspannrichtung in eine radiale Bewegung für das Aufspreizen des Spanndorns auf einfache und zuverlässige Weise umgelenkt werden. Kegelmantelförmig meint hier, das die Fläche oder Gegenfläche zumindest einen Teil der Oberfläche eines Kegelmantels beschreibt. Anstelle von kegelmantelförmigen Flächen sind auch andere Arten von keilförmigen Flächen bzw. Gegenflächen möglich, jedoch sind kegelmantelförmige Flächen meist besonders einfach zu fertigen und haben eine besonders geringe Verkantungsneigung.Also preferred is an embodiment in which the expansion element is formed with one or more cone-shaped surfaces and / or the mandrel forms one or more cone-shaped mating surfaces for the expansion element. By the cone-shaped surfaces and / or mating surfaces, the axial movement of the actuator in the clamping direction can be deflected in a radial movement for the spreading of the mandrel in a simple and reliable manner. Cone-sheath-shaped here means that the surface or counter surface at least a part of the surface of a Cone sheath describes. Instead of cone-shaped surfaces and other types of wedge-shaped surfaces or mating surfaces are possible, however, cone-shaped surfaces are usually very easy to manufacture and have a very low tilting tendency.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der der Spanndorn im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist, wobei zumindest das Spreizelement zum Aufspreizen des Spanndorns im Spanndorn axial verfahrbar ist. Die Hülsenform ermöglicht die Unterbringung von funktionellen Bauteilen im Inneren des Spanndorns, etwa eines zweiten elastischen Elements und Teilen des Betätigers, und gestattet somit einen besonders kompakten Aufbau.Also advantageous is an embodiment in which the mandrel is formed substantially sleeve-shaped, wherein at least the spreader for spreading the mandrel in the mandrel is axially movable. The sleeve shape allows the accommodation of functional components in the interior of the mandrel, such as a second elastic member and parts of the actuator, and thus allows a particularly compact structure.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spanndorn mit mehreren Spreizbacken ausgebildet, die durch im Wesentlichen parallel zur Betätigungsachse verlaufende Spalte voneinander getrennt sind. Die Spreizbacken sind typischerweise an einem axialen Ende an einen Fußteil (auf der Seite des Konterlagers) angebunden, und können sich am gegenüberliegenden axialen Ende (auf der dem Konterlager abgewandten Seite) in im Wesentlichen radialer Richtung aufbiegen. Dieser Typ von Spanndorn ist einfach und kostengünstig herzustellen. Alternativ zu Spreizbacken sind beispielsweise auch Spreizkugeln möglich, die von einem keilförmigen, insbesondere kegelmantelförmigen Spreizelement nach radial außen gedrückt werden.In a preferred embodiment, the mandrel is formed with a plurality of expanding jaws, which are separated by substantially parallel to the operating axis extending column. The expansion jaws are typically connected at one axial end to a foot part (on the side of the counter bearing), and can bend in a substantially radial direction at the opposite axial end (on the side facing away from the counter bearing). This type of mandrel is simple and inexpensive to manufacture. As an alternative to expanding jaws, it is also possible, for example, for expanding balls to be pressed radially outward by a wedge-shaped, in particular cone-shaped, spreading element.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Ausnehmung der Grundplatte mit einem Anschlag ausgebildet ist, der ein axiales Einführen des Spanndorns in die Grundplatte begrenzt. Dadurch wird die Handhabung der Spanndorn-Anordnung erleichtert; der zurückgezogene Spanndorn kann nicht durch die Grundplatte hindurchfallen und versehentlich verloren gehen.An advantageous embodiment provides that the recess of the base plate is formed with a stop which limits an axial insertion of the mandrel into the base plate. This facilitates the handling of the mandrel arrangement; the retracted mandrel can not fall through the base plate and be lost by mistake.
Dazu alternativ ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Ausnehmung der Grundplatte durchgehend ausgebildet ist, so dass der Spanndorn vollständig durch die Ausnehmung der Grundplatte hindurchgeführt werden kann. Die durchgehende Ausbildung der Ausnehmung bezieht sich auf die (maximale) radiale Breite des Spanndorns, gegenüber der die Ausnehmung eine größere (minimale) radiale Breite aufweist, um den Spanndorn vollständig durchführen zu können. Ein Klemmensemble (gebildet aus der Spannvorrichtung, dem Konterlager, dem Betätiger und dem Spanndorn) kann an der Grundplatte zwischen verschiedenen durchgehenden Ausnehmungen der Grundplatte leicht versetzt werden, insbesondere um einen anderen Werkstücktyp zu handhaben. Weiterhin kann die Grundplatte in axialer Richtung besonders dünn und damit materialsparend kostengünstig ausgeführt werden, insbesondere in axialer Richtung dünner als der Spanndorn lang ist. Der Spanndorn kann dadurch hinter das vordere Lager zurückgezogen werden, dass er (zumindest teilweise) an der gegenüberliegenden Seite aus der Grundplatte herausgeführt wird.As an alternative, it is provided in one embodiment that the recess of the base plate is formed continuously, so that the mandrel can be passed completely through the recess of the base plate. The continuous configuration of the recess relates to the (maximum) radial width of the mandrel, with respect to which the recess has a larger (minimum) radial width in order to be able to perform the mandrel completely. A clamping assembly (formed from the tensioning device, the counter bearing, the actuator and the mandrel) can be easily offset on the base plate between different through recesses of the base plate, in particular to handle a different type of workpiece. Furthermore, the base plate in the axial direction can be made particularly thin and thus save material cost, especially in the axial direction thinner than the mandrel is long. The mandrel may be pulled back behind the front bearing so that it (at least partially) on the opposite side out of the base plate is led out.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der am Spanndorn eine oder mehrere profilierte Kontaktflächen, insbesondere gezackte Kontaktflächen, für eine Anlage an die Wand der Ausnehmung des Werkstücks ausgebildet sind. Dadurch kann die Reibung zwischen dem Spanndorn und dem Werkstück erhöht werden, so dass ein besserer Halt des Spanndorns in der Ausnehmung des Werkstücks erreicht wird. Die Befestigung des Werkstücks mittels der Spanndorn-Anordnung wird dadurch zuverlässiger.Also advantageous is an embodiment in which one or more profiled contact surfaces, in particular serrated contact surfaces, are formed on the mandrel for engagement with the wall of the recess of the workpiece. Thereby, the friction between the mandrel and the workpiece can be increased, so that a better grip of the mandrel is achieved in the recess of the workpiece. The attachment of the workpiece by means of the mandrel arrangement is thereby more reliable.
Die erfindungsgemäße, oben beschriebene Spanndorn-Anordnung kann so verwendet werden, dass bei in die Ausnehmung des Werkstücks eingeführtem Spanndorn mit der Spannvorrichtung der Betätiger entlang der Verspannrichtung so weit auf das Konterlager zu bewegt wird, dass der Spanndorn in der Ausnehmung aufgespreizt verspannt wird und das Werkstück spielfrei an die Grundplatte und damit indirekt an das Konterlager angelegt wird. Die Befestigung des Werkstücks an der Grundplatte ist robust, und sowohl in axialer Richtung als auch quer dazu präzise und gut reproduzierbar. Entsprechend sind Bearbeitungsprozesse und Messungen mit großer Genauigkeit möglich.The inventive mandrel arrangement described above can be used so that when introduced into the recess of the workpiece clamping mandrel with the clamping device of the actuator along the clamping direction is moved to the counter bearing so far that the mandrel is spread in the recess braced and the Workpiece without play on the base plate and thus indirectly applied to the counter bearing. The attachment of the workpiece to the base plate is robust, and both in the axial direction and across it precise and well reproducible. Accordingly, machining processes and measurements are possible with great accuracy.
Bevorzugt wird dabei bei spielfrei auf der Grundplatte anliegendem Werkstück das Werkstück einer Bohrbearbeitung und/oder einer Fräsbearbeitung unterzogen wird. Bei diesen Bearbeitungen ist eine spielfreie Ausrichtung des Werkstücks besonders wichtig. Während der Bohrbearbeitung und/oder Fräsbearbeitung wird das Werkstück ortsfest gehalten, und insbesondere auch nicht rotiert.In this case, the workpiece is subjected to a drilling operation and / or a milling operation in the case of a workpiece resting on the base plate without play. In these operations, a backlash-free alignment of the workpiece is particularly important. During the drilling and / or milling, the workpiece is held stationary, and in particular not rotated.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanndorn-Anordnung, mit einer durchgehenden Ausnehmung an der Grundplatte, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung; -
2 die Spanndorn-Anordnung von 1 , in einer schematischen Seitenansicht; -
3 die Spanndorn-Anordnung von 1 im schematischen Längsschnitt, im verspannten Zustand der Spannvorrichtung; -
4 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanndorn-Anordnung, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung, mit einem bis an einen Anschlag in eine Ausnehmung der Grundplatte zurückgezogenem Spanndorn; -
5 dieSpanndornanordnung von 4 , mit an die Grundplatte angedrücktem Konterlager, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung; -
6 dieSpanndornanordnung von 5 , mit der Spannvorrichtung im verspannten Zustand; -
7 einen Spanndorn im schematischen Querschnitt mit profilierten Kontaktflächen für die Erfindung.
-
1 a schematic longitudinal section through a first embodiment of a mandrel arrangement according to the invention, with a continuous recess on the base plate, in a relaxed state of the clamping device; -
2 the mandrel arrangement of1 in a schematic side view; -
3 the mandrel arrangement of1 in a schematic longitudinal section, in the clamped state of the clamping device; -
4 a schematic longitudinal section through a second embodiment of a mandrel arrangement according to the invention, in a relaxed state of the clamping device, with a to a stop in a recess of the base plate retracted clamping mandrel; -
5 the mandrel arrangement of4 with counter-bearing pressed against the base plate, in a relaxed state of the tensioning device; -
6 the mandrel arrangement of5 , with the clamping device in the clamped state; -
7 a mandrel in a schematic cross section with profiled contact surfaces for the invention.
Die
Die Spanndorn-Anordnung
Ein vorderer Teil des Klemmensembles
Das Klemmensemble
Weiterhin könnte das Klemmensemble
Ein erstes elastisches Element
An einem oberen (vorderen) Ende des Betätigers
Ein zweites elastisches Element
Mit der Spannvorrichtung
In der gezeigten Situation ist das Werkstück
Zum Verspannen des Werkstücks
Durch Verschwenken des Exzenterhebels
Bedingt durch eine relativ kleine zweite Federhärte des zweiten elastischen Elements
Sobald die Spreizbacken jedoch in Pressung mit der Innenseite der Ausnehmung
Im gezeigten verspannten Zustand der Spannvorrichtung
Beim Entspannen der Spannvorrichtung
Die
Bei dieser Ausführungsform ist in der Grundplatte
In der gezeigten Ausführungsform ist weiterhin das Konterlager
Durch die Wirkung des dritten elastischen Elements
Im Werkstück
Zum Verspannen des Werkstücks
Sodann wird die Spannvorrichtung
Bei Zurückdrehen des Exzenterhebels
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spanndorn-AnordnungMandrel assembly
- 22
- Spannvorrichtungjig
- 33
- ExzenterhebelCam
- 44
- Konterlagercounterrevolutionary camp
- 55
- Basiselementbase element
- 66
- Spanndornmandrel
- 77
- Betätigeractuator
- 7a7a
- Zugankertie rods
- 88th
- Grundplattebaseplate
- 99
- Werkstückworkpiece
- 1010
- Klemmensembleterminal Ensemble
- 1111
- Ausnehmung der Grundplatte (durchgehend)Recess of the base plate (continuous)
- 1212
- vorderes Lagerfront bearing
- 1313
- vordere Lagerebenefront storage level
- 1414
- erstes elastisches Elementfirst elastic element
- 14a14a
- Schraubenfeder (erstes elastisches Element)Coil spring (first elastic element)
- 1515
- SpreitzelementSpreitzelement
- 1616
- konische Flächenconical surfaces
- 1717
- konische Gegenflächenconical counter surfaces
- 18a, 18b18a, 18b
- SpreizbackenMoveable
- 1919
- Spaltgap
- 2020
- Entlastungsbohrungrelief well
- 2121
- Fußteil (Spanndorn)Foot part (mandrel)
- 2222
- zweites elastisches Elementsecond elastic element
- 22a22a
- Schraubenfeder (zweites elastisches Element)Coil spring (second elastic element)
- 2323
- Ausnehmung im Werkstück (durchgehend)Recess in the workpiece (continuous)
- 2424
- hinteres Lagerrear warehouse
- 2525
- untere Seite (Werkstück)lower side (workpiece)
- 2626
- laterale Verschiebunglateral displacement
- 2727
- axiale Bewegungaxial movement
- 3030
- Ausnehmung in der Grundplatte (nicht durchgehend)Recess in the base plate (not continuous)
- 3131
- Anschlagattack
- 3232
- DurchbruchöffnungThrough opening
- 3333
- Kragenelementcollar element
- 3434
- drittes elastisches Elementthird elastic element
- 34a34a
- Schraubenfeder (drittes elastisches Element)Coil spring (third elastic element)
- 3535
- hinteres Lagerrear warehouse
- 3636
- Ausnehmung im Werkstück (Sackloch)Recess in the workpiece (blind hole)
- 4040
- profilierte Kontaktflächenprofiled contact surfaces
- BABA
- Betätigungsachseoperating axis
- DATHERE
- Drehachse (Lagerachse des Betätigers am Exzenterhebel)Rotary axis (bearing axis of the actuator on the eccentric lever)
- VRVR
- Verspannrichtungclamping direction
Claims (13)
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2018
- 2018-01-10 DE DE102018200267.3A patent/DE102018200267B3/en not_active Expired - Fee Related
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2019
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Röhm GmbH: Röhm Spanndorne Spannzangenfutter. 89567 Sontheim/Brenz, 2017 / September. 7017. - Firmenschrift. http://pdf.directindustry.de/pdf/roehm/spanndorne-spannzangenfutter-katalog-2017/15881-630340.html#search-de-roehm-spanndorne-spannzangenfutter * |
Röhm GmbH: Spanndorne Spannzangenfutter. 2017. S. 7002-7081; Titelseite. URL: http://pdf.directindustry.de/pdf/roehm/spanndorne-spannzangenfutter-katalog-2017/15881-630340.html [abgerufen am 2018-05-15]. - Firmenschrift * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP3520965B1 (en) | 2020-08-26 |
EP3520965A1 (en) | 2019-08-07 |
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