DE102019119398B3

DE102019119398B3 - Spannbackenanordnung und Wechselbacke

Info

Publication number: DE102019119398B3
Application number: DE102019119398.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Kleiner
Original assignee: Heinz Dieter Schunk GmbH and Co Spanntechnik KG
Current assignee: Heinz Dieter Schunk GmbH and Co Spanntechnik KG
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2039-07-18
Also published as: EP3815844A1; EP3815844B1; EP3815844C0

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannbackenanordnung (4) mitzwei Backenelementen, wobei ein Backenelement als Trägerbacke (5) und ein Backenelement als Wechselbacke (6), welche auswechselbar an der Oberseite der Trägerbacke (5) montiert oder montierbar ist, ausgebildet sind,Sicherungsmitteln, die ein Sicherungselement (9) aufweisen, welches an dem einen Backenelement bewegbar angeordnet ist, so dass es zwischen einer Sicherungsstellung, in welcher ein Endabschnitt (10) des Sicherungselements (9) über das eine Backenelement (5) vorragt, so dass es in Eingriff mit einer Vertiefung (11) des anderen Backenelements (6) kommt oder bringbar ist, um die Backenelemente in einer definierten Position zueinander zu sichern, und einer Freigabestellung, in welcher das Sicherungselement (9) in das eine Backenelement (5) versenkt ist, um die Backenelemente voneinander freizugeben, bewegbar ist, undBetätigungsmitteln, welche ausgebildet und geeignet sind, das Sicherungselement (9) in seine Freigabestellung zu bewegen, sowie eine Wechselbacke und ein Verfahren zum Austauschen einer Wechselbacke.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannbackenanordnung mit zwei Backenelementen, wobei ein Backenelement als Trägerbacke und ein Backenelement als Wechselbacke, welche auswechselbar an der Oberseite der Trägerbacke montiert oder montierbar ist, ausgebildet sind, Sicherungsmitteln, die ein Sicherungselement aufweisen, welches an dem einen Backenelement bewegbar angeordnet ist, so dass es zwischen einer Sicherungsstellung, in welcher ein Endabschnitt des Sicherungselements über das eine Backenelement vorragt, so dass es in Eingriff mit einer Vertiefung des anderen Backenelements kommt oder bringbar ist, um die Backenelemente in einer definierten Position zueinander zu sichern, und einer Freigabestellung, in welcher das Sicherungselement in das eine Backenelement versenkt ist, um die Backenelemente voneinander freizugeben, bewegbar ist, und Betätigungsmitteln, welche ausgebildet und geeignet sind, das Sicherungselement in seine Freigabestellung zu bewegen.
Ferner betrifft die Erfindung eine Wechselbacke.
Spannbackenanordnungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und kommen in unterschiedlichen Arten von Spanneinrichtungen zum Einsatz, um Bauteile zu fixieren. In der Automationstechnik werden Spannbacken an Greiferfingern von Greiferanordnungen eingesetzt, um Bauteile zum Transport zu greifen (zu spannen). Für Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise Dreh- und Fräsmaschinen, werden in erster Linie Spannfutter verwendet, die häufig als Dreibackenfutter ausgebildet sind. Diese besitzen einen formsteifen Futterkörper, der eine zentrale Aufnahme für ein zu spannendes Werkstück aufweist, und drei Spannbacken, die in radialen Backenführungen des Futterkörpers angeordnet und durch Betätigung eines Stellantriebes gemeinsam radial nach innen oder nach außen bewegt werden können. Die Spannbacken können einstückig ausgebildet sein. In aller Regel kommen jedoch Spannbackenanordnungen zum Einsatz, die jeweils eine Grund- oder Trägerbacke, welche in dem Futterkörper gehalten ist, und eine Wechsel- oder Aufsatzbacke, die aus dem Futterkörper ragt und mit der Trägerbacke verbunden ist, aufweisen.
Eine Spannbackenanordnung ist aus der DE 35 12 929 C2 bekannt. Die Verbindung zwischen der Wechselbacke und der Trägerbacke erfolgt dabei dadurch, dass die Wechselbacke von oben auf die Trägerbacke gesteckt wird. Hierzu sind an einem rückseitigen, nach oben vorstehenden Fortsatz der Trägerbacke und an der Wechselbacke Verbindungsstege und Verbindungsnuten ausgebildet, die gegenüber einer Auflagefläche der Trägerbacke, auf welcher die Wechselbacke zum Liegen kommt, geneigt sind und die formschlüssig miteinander in Eingriff kommen, wenn die Wechselbacke von oben auf die Trägerbacke gesteckt wird. Dabei sind an der vorderen Stirnfläche des Fortsatzes der Trägerbacke und einer rückseitigen Stirnfläche der Wechselbacke korrespondierende Anlageflächen vorgesehen, die miteinander in Anlage kommen, wenn die Wechselbacke auf die Trägerbacke gesteckt ist. Ferner sind Sicherungsmittel vorgesehen, um ein Abziehen der Wechselbacke von der Trägerbacke zu verhindern. Die Sicherungsmittel umfassen hier ein Sicherungselement, das in einer Bohrung des Fortsatzes der Trägerbacke verschiebbar gehalten ist, und durch eine Druckfeder in eine Ausnehmung, die in der rückseitigen Anlagefläche der Wechselbacke ausgebildet ist, gedrückt wird.
Eine ähnliche Spannbackenanordnung ist aus der DE 20 2013 105 480 U1 bekannt. Diese umfasst ebenfalls eine Trägerbacke, die an ihrer Oberseite eine Auflagefläche definiert und an ihrem rückseitigen Endbereich einen von der Auflagefläche nach oben vorstehenden Fortsatz aufweist, sowie eine Wechselbacke, die auswechselbar an der Trägerbacke montiert oder montierbar ist. Die Spannbackenanordnung ist mit einem Sicherungsmechanismus zur Sicherung der Wechselbacke an der Trägerbacke versehen, welcher ein Sicherungselement aufweist, welches in der Trägerbacke vertikal verschiebbar gelagert ist und mit seinem oberen Endbereich in eine korrespondierende, in der Wechselbacke ausgebildete Vertiefung eingreifen kann. Die Anordnung umfasst ferner einen Arretierstift, der in einer Querbohrung der Trägerbacke verschiebbar angeordnet ist und zwischen einer Arretierstellung, in welcher der Arretierstift das Absenken des Sicherungselements verhindert, und einer Freigabestellung, in der ein Absenken des Sicherungselements möglich ist, verschiebbar ist. Ein Absenken des Sicherungselementes führt dabei dazu, dass es außer Eingriff von der Vertiefung der Wechselbacke kommt und diese somit freigibt.
Weitere Spannbackenanordnungen sind in der US 2005/0218608 A1 und der DE 10 2004 054 177 B3 offenbart. Diese Spannbackenanordnungen besitzen ebenfalls eine Trägerbacke und eine Wechselbacke, wobei ein Sicherungsmechanismus zur Sicherung der Wechselbacke an der Trägerbacke in der Trägerbacke angeordnet ist.
Die bekannten Spannbackenanordnungen haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Es wird jedoch zu Teilen als nachteilig angesehen, dass zum Austauschen der Wechselbacke stets eine manuelle Betätigung stattfinden muss oder ein zusätzlicher Steuerungsmechanismus, beispielsweise über einen Kolben oder einen Stellmotor, zur Betätigung erforderlich ist. Dadurch wird ein automatisierter Wechsel der Wechselbacke erschwert und ist mit einem zusätzlichen maschinellen Aufwand, sowie mit einem erhöhten Raumbedarf in dem Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine verbunden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine alternative Spannbackenanordnung bereit zu stellen, welche insbesondere ein einfaches und automatisierbares Austauschen der Wechselbacke ermöglicht. Ferner sollen eine Wechselbacke und ein Verfahren zum Austauschen einer Wechselbacke geschaffen werden.
Diese Aufgabe ist bei einer Spannbackenanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Betätigungsmittel in der Wechselbacke angeordnet sind.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Wechselbacke gelöst, die insbesondere zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Spannbackenanordnung vorgesehen und auswechselbar an einer Oberseite einer Trägerbacke montierbar ist, wobei die Wechselbacke an ihrer Unterseite eine Vertiefung aufweist, die zum Eingriff für ein trägerbackenseitiges Sicherungselement vorgesehen ist, oder Sicherungsmittel aufweist, die ein bewegbar an der Wechselbacke angeordnetes Sicherungselement umfassen, welches mit einer korrespondierenden Vertiefung einer Trägerbacke in Eingriff bringbar ist, um die Wechselbacke in einer definierten Position an einer Trägerbacke zu sichern, wobei das Sicherungselement zwischen einer Sicherungsstellung in welcher es in Eingriff mit der Vertiefung der Wechselbacke oder mit einer in einer Trägerbacke angeordneten Vertiefung kommt oder bringbar ist, um die Wechselbacke in einer definierten Position an der Trägerbacke zu sichern, und einer Freigabestellung, in welcher das Sicherungselement in die Wechselbacke oder in eine Trägerbacke versenkt ist, um die Wechselbacke von der Trägerbacke freizugeben, bewegbar ist, und wobei in der Wechselbacke ferner Betätigungsmittel angeordnet sind, welche ausgebildet und geeignet sind, das Sicherungselement in seine Freigabestellung zu bewegen.
Die erfindungsgemäße Spannbackenanordnung wird eingesetzt zur Durchführung eines Verfahrens zum Austauschen einer Wechselbacke einer Spannanordnung, welches die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen einer Spannbackenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Wechselbacke an der Oberseite der Trägerbacke montiert ist;
Bereitstellen einer Greifeinrichtung, wobei die Greifeinrichtung geeignete Eingriffsmittel zum Zusammenwirken mit den Betätigungsmitteln der Spannbackenanordnung aufweist;
Greifen der Wechselbacke, wobei die Eingriffsmittel derart mit den Betätigungsmitteln zusammenwirken, dass das Sicherungselement beim Greifen in seine Freigabestellung bewegt wird und somit die Wechselbacke freigegeben wird;
Entnehmen der Wechselbacke von der Oberseite der Trägerbacke;
Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Austauschwechselbacke;
Greifen der Austauschwechselbacke mit der Greifeinrichtung;
Aufsetzen der Austauschwechselbacke auf die Oberseite der Trägerbacke;
Lösen der Austauschwechselbacke von der Greifeinrichtung, wobei die Eingriffsmittel derart mit den Betätigungsmitteln zusammenwirken, dass sich das Sicherungselement in seine Sicherungsstellung bewegt, um die Austauschwechselbacke und die Trägerbacke in einer definierten Position zueinander zu sichern.

Der Erfindung liegt somit die grundsätzliche Überlegung zugrunde, beim automatisierten Greifen der Wechselbacke gleichzeitig die in der Wechselbacke vorgesehenen Betätigungsmittel zu betätigen und so das Sicherungselement in seine Freigabestellung zu verstehen, so dass die Wechselbacke von der Trägerbacke abgenommen werden kann. Das Greifen und Lösen der Wechselbacke erfolgt somit in einem Arbeitsschritt, so dass kein manuelles oder separat anzusteuerndes Freigeben der Wechselbacke erforderlich ist. Gleiches gilt beim Aufsetzen der Austauschwechselbacke, da sich beim außer Eingriff bringen der Eingriffsmittel der Greifeinrichtung automatisch das Sicherungselement in seine Sicherungsstellung bewegt.
Dabei kann das Sicherungselement grundsätzlich sowohl in der Wechselbacke, als auch in der Trägerbacke angeordnet sein. Falls es in der Wechselbacke angeordnet ist, so ist es mit einer korrespondierenden Vertiefung einer Trägerbacke in Eingriff bringbar. Im umgekehrten Fall weist die Wechselbacke an ihrer Unterseite eine entsprechende Vertiefung auf, die zum Eingriff für ein trägerbackenseitiges Sicherungselement vorgesehen ist.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannbackenanordnung können die Betätigungsmittel ein Betätigungselement aufweisen, welches in einer Führungsbohrung der Wechselbacke eingesetzt ist. Bevorzugt ist das Betätigungselement verschiebbar zwischen einer passiven Endposition und einer Freigabeposition in der Führungsbohrung gehalten und derart mit dem Sicherungselement gekoppelt, das bei einer Bewegung des Betätigungselements aus der passiven Endposition in die Freigabeposition das Sicherungselement in seine Freigabestellung bewegt wird. Ein in einer Führungsbohrung verschiebbares Betätigungselement kann auf einfache Weise, beispielsweise durch eine Greifeinrichtung mittels einer translatorischen Bewegung betätigt werden.
Dabei kann das Betätigungselement als Betätigungsstift ausgebildet sein. Darunter ist zu verstehen, dass das Betätigungselement eine längliche, insbesondere zylindrische Grundform hat und bevorzugt mit einem zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt versehen ist, sodass es gleitend mit Radialspiel in der Führungsbohrung gelagert ist und entlang dieser bewegt werden kann.
Zweckmäßigerweise ist die Führungsbohrung zu einer Seite der Wechselbacke hin offen ausgestaltet. Dadurch wird gewährleistet, dass durch ein von außen eingebrachtes Eingriffsmittel, beispielsweise einen Greiffinger einer Greifeinrichtung, das Betätigungselement in seine Freigabeposition bewegt werden kann.
Ferner können Vorspannmittel vorgesehen sein, um das Betätigungselement in Richtung seiner passiven Endposition vorzuspannen. Konkret können die Vorspannmittel eine Feder, insbesondere eine Druckfeder und bevorzugt eine Schraubendruckfeder umfassen. Dadurch wird verhindert, dass das Sicherungselement unbeabsichtigt in seine Freigabestellung gebracht wird und somit die Wechselbacke ungewollt von der Trägerbacke gelöst wird.
Bevorzugt ist das Betätigungselement derart in der Führungsbohrung der Wechselbacke verschiebbar gelagert, dass es in keiner Position aus der Wechselbacke vorragt. Das Betätigungselement befindet sich somit stets vollständig innerhalb der Führungsbohrung, wodurch die Gefahr von Beschädigungen verringert wird und das Eindringen von Schmutz und/oder Flüssigkeiten in den zwischen Betätigungselement und Führungsbohrung ausgebildeten Spalt erschwert wird. Somit ist es erforderlich, ein Eingriffsmittel zunächst in die Führungsbohrung einzusetzen, bevor es in Kontakt mit dem Betätigungselement kommt und dieses bewegt. Ein unbeabsichtigtes Berühren und Bewegen eines nach außen vorstehenden Betätigungselements wird sicher vermieden.
In an sich bekannter Weise können in der Wechselbacke Begrenzungsmittel vorgesehen sein, um den Verschiebeweg des Betätigungselements zu begrenzen. In konkreter Ausgestaltung können die Begrenzungsmittel einen sich in einer Vertikalbohrung der Wechselbacke angeordneten Stift umfassen, welcher in eine in dem Betätigungselement ausgebildete und sich in dessen Längsrichtung erstreckende Nut eingreift, um den Verschiebeweg des Betätigungselements zu begrenzen. Ein solcher in einer Vertikalbohrung angeordneter Stift, der einen Teil des Querschnitts der Führungsbohrung überdeckt, kann vorzugsweise mit einem Gewinde versehen sein, mittels welchem er in ein entsprechendes Gegengewinde in der Vertikalbohrung eingeschraubt wird. Die Nut des Betätigungselements definiert somit den Verschiebeweg des Betätigungselements in der Führungsbohrung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Betätigungselement in seiner nach außen weisenden Stirnfläche eine Zentrierausnehmung zum Einbringen eines Eingriffsmittels, bevorzugt eines Greiffingers einer Greifeinrichtung umfassen, wobei die Zentrierausnehmung insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und bevorzugt zumindest in einem Teilabschnitt konisch ausgebildet ist. Wird ein Eingriffsmittel in die Führungsbohrung eingebracht, um das Betätigungselement von seiner passiven Endposition in seine Freigabeposition zu bewegen, so wird das Eingriffsmittel, automatisch zentriert. Dadurch kann ein Eingriffsmittel, insbesondere ein Greiffinger oder die Greifarme einer Greifeinrichtung ein gewisses Bewegungsspiel aufweisen, sodass ein Verkanten beim Einbringen in die Führungsbohrung verhindert wird und gleichzeitig dennoch eine einwandfreie Zentrierung und somit eine saubere Kraftübertragung auf das Betätigungselement gegeben sind.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Sicherungselement in einer zum anderen Backenelement hin offenen Ausnehmung bewegbar angeordnet. Dieser Ausgestaltung liegt die grundsätzliche Überlegung zugrunde, dass das Sicherungselement sowohl in der Trägerbacke, als auch in der Wechselbacke angeordnet sein kann. Wenn es in der Trägerbacke angeordnet ist, ist in der Wechselbacke der Ausnehmung gegenüberliegend eine Vertiefung angeordnet, mit welcher das Sicherungselement in seiner Sicherungsstellung in Eingriff kommt oder bringbar ist. Ist hingegen das Sicherungselement in der Wechselbacke angeordnet, so befindet sich die korrespondierende Vertiefung gegenüber der Ausnehmung in der Trägerbacke.
Bevorzugt ist das Sicherungselement in Form eines Sicherungsstiftes ausgebildet, der in einer als Aufnahmebohrung ausgebildeten Ausnehmung des einen Backenelements verschiebbar geführt wird, wobei sich die Aufnahmebohrung bevorzugt senkrecht zur Oberseite des einen Backenelements erstreckt. Eine Ausgestaltung als Sicherungsstift mit einer länglichen Grundform und bevorzugt einem kreisförmigen Querschnitt, welcher in einer Aufnahmebohrung gleitend geführt wird, stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, das Sicherungselement zu realisieren. Eine senkrechte Erstreckungsrichtung der Aufnahmebohrung bezogen auf die Oberseite des Backenelements ermöglicht ebenfalls eine einfache Fertigung des Backenelements, da keine schrägen Bohrungen unter einem Winkel ungleich 90° eingebracht werden müssen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Ausnehmung in dem einen Backenelement als Sackloch ausgebildet. Somit ist keine Öffnung in der gegenüberliegenden Stirnseite des einen Backenelements vorhanden, durch welche Schmutz und/oder Flüssigkeiten in die Ausnehmung eindringen können. Des Weiteren kann durch die Ausgestaltung als Sackloch das Sicherungselement nicht versehentlich aus der Ausnehmung verloren gehen.
Zweckmäßigerweise können elastische Spannmittel vorgesehen sein, um das Sicherungselement in Richtung seiner Sicherungsstellung vorzuspannen. Konkret können die Spannmittel eine Druckfeder, vorzugsweise eine Schraubendruckfeder umfassen, die sich zwischen dem Sicherungselement und einer in der Ausnehmung ausgebildeten Stützfläche, insbesondere dem Boden der Ausnehmung abstützt. Durch die Vorspannung in Richtung der Sicherungsstellung wird das Sicherungselement stets in seine Sicherungsstellung gedrückt. Ein unbeabsichtigtes Verbleiben in der Freigabestellung oder Bewegen in die Freigabestellung wird somit zuverlässig vermieden.
Bevorzugt weist der mit der Vertiefung des anderen Backenelements in Eingriff stehende oder bringbare Endabschnitt des Sicherungselements und/oder die Vertiefung des anderen Backenelements Schrägflächen, insbesondere konisch ausgebildete Schrägflächen auf, wobei der mit der Vertiefung in Eingriff stehende oder bringbare Endabschnitt des Sicherungselements und die Wandung der Vertiefung zusammenwirken, um die beiden Backenelemente definiert zueinander zu positionieren. Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, dass selbst bei ungenauer Vorpositionierung der Wechselbacke auf der Trägerbacke die beiden Backenelemente zueinander definiert ausgerichtet werden, wenn der Endbereich des Sicherungselements mit der Vertiefung des anderen Backenelements in Eingriff gebracht wird.
Bevorzugt weist das Sicherungselement in seinem zum anderen Backenelement weisenden Ende eine insbesondere ebene Anlagefläche auf. Eine als ebene Anlagefläche ausgebildete Stirnfläche kann an einer korrespondierenden Gegenfläche, beispielsweise dem Boden der Vertiefung oder einem anderen Element anliegen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das eine Backenelement die Trägerbacke und das andere Backenelement die Wechselbacke bildet. Bevorzugt ist dabei das Sicherungselement an der Trägerbacke bewegbar angeordnet, wohingegen die Wechselbacke mit einer Vertiefung versehen ist, sodass ein Endabschnitt des Sicherungselements mit dieser Vertiefung in Eingriff kommt oder bringbar ist. Eine solche Zuordnung des Sicherungselements zur Trägerbacke ist sinnvoll, da diese über einen längeren Zeitraum durchgehend verwendet wird, wohingegen die Wechselbacken regelmäßig je nach Spannaufgabe ausgetauscht werden. Aus diesem Grund ist es in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhaft, das seltener benötigte Backenelement, nämlich die Trägerbacke, mit dem Sicherungselement zu versehen.
Um eine Koppelung zwischen den Betätigungsmitteln und dem Sicherungselement zu erreichen, umfassen die Betätigungsmittel bevorzugt ferner ein Koppelelement, welches quer, insbesondere senkrecht zur Führungsbohrung verschiebbar in der Wechselbacke gelagert und mit dem Betätigungselement derart wirkverbunden ist, dass eine Bewegung des Betätigungselements in die Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements umgesetzt wird. Somit ist in der Wechselbacke ein quer zur Führungsbohrung verschiebbares Koppelement vorgesehen, welches insbesondere dazu dient, eine Bewegung des Betätigungselements in Richtung der Führungsbohrung in eine Bewegung eines weiteren Elements quer, insbesondere senkrecht zur Führungsbohrung umzusetzen.
In konkreter Ausgestaltung dieser Ausführungsform können das Betätigungselement und/oder das Koppelelement einen konisch zusammenlaufenden Endabschnitt aufweisen, um einen Bewegung des Betätigungselements in seine Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements umzusetzen. Dadurch, dass mindestens eines der beiden Elemente einen konisch zusammenlaufenden Endabschnitt besitzt, liegt ein Stößelmechanismus vor, durch welchen eine translatorische Bewegung eines Elements in eine Richtung in eine translatorische Bewegung des anderen Elements in eine quer, insbesondere senkrecht zu dieser verlaufenden Richtung umgesetzt wird. Neben einem derartigen Strößelmechanismus wäre es beispielsweise auch denkbar, eine derartige Umsetzung der Bewegungsrichtung durch eine hydraulische Koppelung zu erzielen.
Bevorzugt ist das Koppelelement bolzenförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung des Koppelelements als Drehteil.
In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist das Koppelelement in der Vertiefung der Wechselbacke verschiebbar angeordnet. Somit kann das Koppelelement direkt oberhalb des in der Trägerbacke angeordneten Sicherungselements positioniert sein, wobei das Koppelelement insbesondere in Richtung der Ausnehmung, insbesondere der als Aufnahmebohrung ausgebildeten Ausnehmung für das Sicherungselement verschiebbar ist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das Koppelelement koaxial oder parallel zum Sicherungselement verschiebbar. Wenn das Koppelelement als Drehteil ausgebildet ist, kann die Vertiefung in einfacher Weise als Bohrung ausgebildet sein.
In an sich bekannter Weise können in der Wechselbacke Anschlagmittel vorgesehen sein, um den Verschiebeweg des Koppelelements zu begrenzen. Konkret können die Anschlagmittel einen in der Vertiefung ausgebildeten Vorsprung oder ein in die Vertiefung eingesetztes Anschlagelement umfassen, welcher/welches in eine in dem Koppelelement ausgebildete Ausnehmung, insbesondere in eine ringförmig umlaufende Ausnehmung oder in eine Längsnut eingreift. Die Begrenzung des Verschiebewegs des Koppelements ist auch deshalb erforderlich, da es in der nach unten offenen Vertiefung der Wechselbacke angeordnet ist und anderenfalls beim Entnehmen der Wechselbacke von der Trägerbacke in Folge der Schwerkraft herausfallen könnte.
In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform kann das Koppelelement an seinem nach unten weisenden Ende eine insbesondere ebene Druckfläche aufweisen, welche bei montierter Wechselbacke an der Anlagefläche des Sicherungselements anliegt, so dass das Koppelement das Sicherungselement in seine Freigabestellung drückt, wenn das Betätigungselement in seine Freigabeposition bewegt wird. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass das Koppelelement eine nach unten, auf die Trägerbacke zu gerichtete Druckkraft ausübt, durch welche das Sicherungselement in die Ausnehmung der Trägerbacke gegen die Rückstellkraft der elastischen Spannmittel bewegt wird, bis es in die Trägerbacke versenkt ist. Sobald das Sicherungselement in die Trägerbacke versenkt ist, kann die Wechselbacke von der Trägerbacke entnommen werden, da das Sicherungselement nicht mehr in Eingriff mit der Vertiefung der Wechselbacke steht.
In an sich bekannter Weise kann die Trägerbacke an ihrer Oberseite eine Eingriffskontur und die Wechselbacke eine zu dieser korrespondierende Gegenkontur aufweisen. Die wesentliche Aufgabe der Eingriffskontur und der Gegenkontur besteht darin, die beim Spannen eines Bauteils auftretenden Spannkräfte zu übertragen. Dazu kann die Eingriffskontur mindestens zwei Anschlagflächen zur Anlage für zwei korrespondierende Gegenflächen der Gegenkontur definieren. Insbesondere können genau zwei Anschlagflächen V-förmig zueinander angeordnet sein, wobei eine einen Schenkel bildende Anschlagfläche insbesondere horizontal verläuft. Durch die Ausgestaltung der Eingriffskontur mit definierten Anschlagflächen in Verbindung mit der Ausgestaltung, dass der mit der Vertiefung der Wechselbacke in Eingriff stehende oder bringbare Endbereich des Sicherungselements und/oder die Vertiefung der Wechselbacke Schrägflächen aufweist, wird die Wechselbacke über die Anschlagflächen gegen die Eingriffskontur der Trägerbacke verspannt, wenn das Sicherungselement in seine Sicherungsstellung bewegt wird. Insbesondere wird durch das Zusammenwirken der Eingriffskontur der Trägerbacke mit der Gegenkontur der Wechselbacke beim Verspannen ein Lösen der Wechselbacke nach oben verhindert. Ferner wird eine spielfreie Verbindung der Wechselbacke mit der Trägerbacke realisiert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Wechselbacke mindestens zwei Greifaussparungen aufweisen, welche bevorzugt auf der der Führungsbohrung gegenüberliegenden Stirnseite ausgebildet sind, um ein Eingreifen einer Greifeinrichtung zum Backenwechsel zu ermöglichen. Somit kann eine Greifeinrichtung zum Backenwechsel von beiden seitlichen Stirnseiten an der Wechselbacke angreifen. Durch zwei nebeneinander angeordnete Greifaussparungen wird verhindert, dass die Wechselbacke beim Transport mit der Greifeinrichtung kippen kann und somit ein automatisiertes Aufsetzen auf die Trägerbacke erschwert oder gar unmöglich wird. Ferner kann dadurch eine symmetrische Krafteinleitung beim Greifen realisiert werden, wenn die beiden auf der der Führungsbohrung gegenüberliegenden Stirnseite ausgebildeten Greifaussparungen symmetrisch zur Führungsbohrung angeordnet sind. Das Greifen in die Greifaussparungen kann mit geeigneten Eingriffsmitteln, bevorzugt ebenfalls mit Greiffingern vorgenommen werden.
Dabei kann das Sicherungselement wie bei der erfindungsgemäßen Spannbackenanordnung beschrieben sowohl in der Wechselbacke, als auch in der Trägerbacke angeordnet sein. Falls es in der Wechselbacke angeordnet ist, so ist es mit einer korrespondierenden Vertiefung einer Trägerbacke in Eingriff bringbar. Im umgekehrten Fall weist die Wechselbacke an ihrer Unterseite eine entsprechende Vertiefung auf, die zum Eingriff für ein trägerbackenseitiges Sicherungselement vorgesehen ist.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wechselbacke umfassen die Betätigungsmittel ein bevorzugt als Betätigungsstift ausgebildetes Betätigungselement, welches in einer Führungsbohrung der Wechselbacke zwischen einer passiven Endposition und einer Freigabeposition verschiebbar angeordnet ist, wobei es bevorzugt derart in der Führungsbohrung der Wechselbacke veschiebbar gelagert ist, dass es in keiner Position aus der Wechselbacke vorragt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Wechselbacke an ihrer Unterseite eine Vertiefung auf, die zum Eingriff für ein trägerbackenseitiges Sicherungselement vorgesehen ist, wobei die Betätigungsmittel ferner ein Koppelelement umfassen, welches quer, insbesondere senkrecht zur Führungsbohrung verschiebbar in der Vertiefung der Wechselbacke gelagert und mit dem Betätigungselement derart wirkverbunden ist, dass eine Bewegung des Betätigungselements in die Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements umgesetzt wird.
In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform weisen das Betätigungselement und/oder das Koppelelement einen konisch zusammenlaufenden Endabschnitt auf, um eine Bewegung des Betätigungselements in die Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements umzusetzen. Somit bilden das Betätigungselement und das Koppelelement einen Stößelmechanismus, welcher es gestattet, eine translatorische Bewegung des Betätigungselements in Richtung der Führungsbohrung in eine translatorische Bewegung des Koppelelements quer, bevorzugt senkrecht zur Richtung der Führungsbohrung umzusetzen. Alternativ ist es auch denkbar, andere Koppelmechanismen zur Umsetzung der Bewegungen zu wählen, beispielsweise könnten das Betätigungselement und das Koppelelement hydraulisch miteinander gekoppelt werden.
Bevorzugt erstreckt sich die in der Wechselbacke ausgebildete Vertiefung senkrecht zur Unterseite der Wechselbacke, wodurch eine zum trägerbackenseitigen Sicherungselement gleichgerichtete und koaxiale oder parallele Bewegung des Koppelelements realisiert werden kann.
Um ein trägerbackenseitiges Sicherungselement von seiner Sicherungsstellung in seine Freigabestellung zu bewegen, kann das Koppelelement an seinem nach unten weisenden Ende eine insbesondere ebene Druckfläche aufweisen, welche bei montierter Wechselbacke an einer korrespondierenden Anlagefläche eines Sicherungselements anliegt.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens zum Austauschen einer Wechselbacke einer Spannbackenanordnung ist die Spannbackenanordnung derart ausgestaltet, dass die Betätigungsmittel ein Betätigungselement aufweisen, welches in einer Führungsbohrung der Wechselbacke eingesetzt ist. Bevorzugt umfassen die Eingriffsmittel der Greifeinrichtung mindestens einen Eingriffsfinger, welcher beim Greifen der Wechselbacke in die Führungsbohrung eingebracht wird, um das Betätigungselement in seine Freigabeposition zu verschieben, so dass das Sicherungselement in seine Freigabestellung bewegt wird, um die Wechselbacke freizugeben.
Bevorzugt weist die Wechselbacke mindestens zwei Greifaussparungen und die Greifeinrichtung mindestens zwei Greiffinger, die beim Greifen in die korrespondierenden Greifaussparungen der Wechselbacke in Eingriff gebracht werden. Dadurch wird ein sauberes, definiertes Greifen der Wechselbacke ohne das Risiko eines Kippens der Wechselbacke gewährleistet.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

1 ein Spannfutter mit einer Spannbackenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
2 das Spannfutter aus 1 in einer teilweisen Schnittansicht, wobei sich das Sicherungselement in seiner Sicherungsstellung befindet;
3 das Spannfutter aus 1 in einer teilweisen Schnittansicht, wobei sich das Sicherungselement in seiner Freigabestellung befindet;
4 das Spannfutter aus 1 in einer teilweisen Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 3;
5 das Spannfutter aus 1 mit einer korrespondierenden Greifeinrichtung in perspektivischer Ansicht;
6 das Spannfutter und die Greifeinrichtung auf 5 in einer teilweisen Schnittansicht, wobei sich das Sicherungselement in seiner Sicherungsstellung befindet;
7 das Spannfutter und die Greifeinrichtung aus 5 in einer teilweisen Schnittansicht, wobei sich das Sicherungselement in seiner Freigabestellung befindet;
8 das Spannfutter und die Greifeinrichtung aus 5 in einer horizontal geschnittenen Ansicht, wobei sich das Betätigungselement in seiner passiven Endposition befindet;
9 das Spannfutter und die Greifeinrichtung aus 5 in einer horizontal geschnittenen Ansicht, wobei sich das Betätigungselement in seiner Freigabeposition befindet,
10 das Spannfutter und die Greifeinrichtung aus 5 in einer vertikal geschnittenen Ansicht, wobei sich das Sicherungselement in seiner Sicherungsstellung befindet,
11 das Spannfutter und die Greifeinrichtung aus 5 in einer vertikal geschnittenen Ansicht, wobei sich das Sicherungselement in seiner Freigabestellung befindet,
12 das Spannfutter und die Greifeinrichtung aus 5 in einer vertikal geschnittenen Ansicht, wobei sich das Sicherungselement in seiner Freigabestellung befindet und die Wechselbacke von der Trägerbacke abgenommen wird.

Die 1 bis 4 zeigen ein Spannfutter 1, welches einen formsteifen Futterkörper 2 besitzt, in dessen oberer Stirnfläche zwei einander gegenüberliegende Führungsnuten 3 zur Aufnahme von Spannbacken ausgebildet sind. In den beiden Führungsnuten 3 ist jeweils eine Spannbackenanordnung 4 gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet, wobei die Spannbackenanordnungen 4 aufeinander zu und voneinander weg bewegbar in den Führungsnuten 3 gelagert sind.
Die Spannbackenanordnungen 4 besitzen jeweils zwei Backenelemente, wobei das untere, in die Führungsnut 3 eingreifende Backenelement als Trägerbacke 5 und das obere Backenelement als Wechselbacke 6 ausgebildet sind. Bei der in 1 links dargestellten Spannbackenanordnung 4 ist lediglich die Trägerbacke 5 dargestellt.
Die Wechselbacke 5 ist auswechselbar an der Oberseite der Trägerbacke 5 montiert. Hierzu weist die Trägerbacke 5 eine Eingriffskontur 7a auf, die zum Eingriff in eine korrespondierende Gegenkontur 7b der Spannbacke vorgesehen ist, um die Spannkräfte zwischen der Wechselbacke 6 und der Trägerbacke 5 zu übertragen, wenn ein Werkstück gespannt wird. Die Eingriffskontur 7a erstreckt sich dabei als Profil in eine Querrichtung X und definiert zwei V-förmig zueinander angeordnete Anschlagflächen 8a, 8b, gegen welche die Wechselbacke 6 im montierten Zustand verspannt wird. Eine den unteren Schenkel bildende Anschlagfläche 8a verläuft dabei horizontal.
Die Spannbackenanordnung 4 umfasst ferner Sicherungsmittel, um die Backenelemente in einer definierten Position zueinander zu sichern. Diese weisen vorliegend ein Sicherungselement 9 auf, welches bewegbar an der Trägerbacke 5 angeordnet ist und zwischen einer Sicherungsstellung und einer Freigabestellung bewegt werden kann. In der Sicherungsstellung ragt ein Endabschnitt 10 des Sicherungselements 9 über die Oberseite der Trägerbacke 5 vor, so dass er in Eingriff mit einer korrespondierenden Vertiefung 11 der Wechselbacke 6 kommt oder bringbar ist. In der Freigabestellung ist das Sicherungselement 9 in die Trägerbacke 5 versenkt, um die Wechselbacke 6 von der Trägerbacke 5 freizugeben.
Konkret ist das Sicherungselement 9 in Form eines Sicherungsstiftes ausgebildet, der in einer als Aufnahmebohrung ausgebildeten Ausnehmung 12 der Trägerbacke 5 mit Radialspiel verschiebbar geführt wird. Die Aufnahmebohrung erstreckt sich senkrecht von einer oberen Stirnfläche der Trägerbacke 5 in diese hinein und ist als Sackloch ausgebildet.
Ferner sind in der Ausnehmung 12 elastische Spannmittel in der Form einer Schraubendruckfeder 13 vorgesehen, die sich zwischen dem Sicherungselement 9 und dem Boden der Ausnehmung 12 abstützt. Durch die Schraubendruckfeder 13 wird das Sicherungselement 9 in Richtung seiner Sicherungsstellung vorgespannt.
Der mit der Vertiefung 11 der Wechselbacke 6 in Eingriff stehende oder bringbare Endabschnitt 10 weist ebenso wie die Vertiefung 11 der Wechselbacke 6 konisch ausgebildete Schrägflächen 14, 15 auf. Somit wirken der zur Wechselbacke 6 weisende Endabschnitt 10 des Sicherungselements 9 und die Wandung der Vertiefung 11 in der Wechselbacke 6 zusammen, um die Wechselbacke 6 relativ zur Trägerbacke 5 auszurichten. Ferner kann durch die Schrägflächen 14, 15 die Wechselbacke 6 mit der Trägerbacke 5 über die Anschlagflächen 8a, 8b verspannt werden.
An seiner oberen, zur Wechselbacke 6 weisenden Stirnseite besitzt das Sicherungselement 9 eine ebene, stirnseitige Anlagefläche 16, die flächig an einer korrespondierenden ebenen Druckfläche 17 eines in der Vertiefung 11 verschiebbar gelagerten Koppelelements 18 anliegt. Das Koppelement 18 ist bolzenförmig ausgebildet und bei montierter Wechselbacke 6 parallel zum Sicherungselement 9 orientiert bewegbar.
In der Wechselbacke 6 sind Anschlagmittel vorgesehen, um den Verschiebeweg des Koppelelements 18 zu begrenzen und insbesondere ein Herausfallen desselben bei demontierter Wechselbacke 6 zu verhindern. Konkret umfassen die Anschlagmittel ein in der Vertiefung 11 der Wechselbacke 6 ausgebildetes Anschlagelement 19, welches in eine in dem Koppelelement 18 ausgebildete Nut 20 eingreift. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Koppelelements 18 aus der Vertiefung 11 bei demontierter Wechselbacke 6 verhindert.
Obenseitig weist das Koppelelement 18 einen konisch zusammenlaufenden Endabschnitt 21 auf, der an einem ebenfalls konisch zusammenlaufenden Endabschnitt 22 eines Betätigungselements 23 anliegt, welches vorliegend als Betätigungsstift ausgebildet ist. Das Betätigungselement 23 ist in einer zu einer Seite der Wechselbacke 6 hin offenen und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Vertiefung 11 verlaufenden Führungsbohrung 24 verschiebbar in der Wechselbacke 6 gelagert. Dabei ist das Betätigungselement 23 zwischen einer passiven Endposition, wie in 2 dargestellt, und einer Freigabeposition, wie in 3 dargestellt, in der Führungsbohrung 24 verschiebbar, wobei es in keiner Position aus der Wechselbacke 6 seitlich vorragt. Über die aneinander anliegenden, konisch zusammenlaufenden Endabschnitte 21, 22 ist das Betätigungselement 23 mit dem Koppelelement 18 derart wirkverbunden, dass eine Bewegung des Betätigungselements 23 in seine Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelements 18 nach unten umgesetzt wird.
Ferner sind Vorspannmittel vorgesehen, um das Betätigungselement 23 in Richtung seiner passiven Endposition vorzuspannen. Diese umfassen vorliegend eine Schraubendruckfeder 25, welche sich zwischen dem Betätigungselement 23 und einem in der Führungsbohrung 24 ausgebildeten Vorsprung 26 abstützt.
In ähnlicher Ausgestaltung wie bei dem Koppelelement 18 sind auch hinsichtlich des Betätigungselements 23 in der Wechselbacke 6 Begrenzungsmittel vorgesehen, um dessen Verschiebeweg zu begrenzen. Wie in 4 erkennbar ist, umfassen die Begrenzungsmittel einen mit einem Gewinde versehenen Stift 27, welcher in eine Vertikalbohrung 28 der Wechselbacke 6 eingeschraubt ist. Der Stift 27 überdeckt einen Teil der Querschnittsfläche der Führungsbohrung 24 und greift in eine in dem Betätigungselement 23 ausgebildete, sich in dessen Längsrichtung erstreckende Nut 29 ein. Durch die Anlage des Stifts 27 an den Enden der Nut 29 wird der Verschiebeweg des Betätigungselements 23 begrenzt.
In seiner nach außen weisenden Stirnfläche besitzt das Betätigungselement 23 eine Zentrierausnehmung 30 zum Einbringen eines Eingriffsmittels. Dabei weist die Zentrierausnehmung 30 einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist in ihrem außenseitigen Endbereich konisch ausgebildet.
In den 5 bis 9 ist neben dem Spannfutter 1 mit der erfindungsgemä-ßen Spannbackenanordnung 4 eine Greifeinrichtung 31 dargestellt, mittels derer die Wechselbacke 6 ausgetauscht werden kann. Die Greifeinrichtung 31 besitzt einen oben angeordneten Grundkörper 32, an welchem zwei einander gegenüberliegende Greifarme 33 mit einer C-förmigen Grunform aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar angeordnet sind. Die Greifarme 33 besitzen eine C-förmige Grundform. Der in den 5 bis 9 auf der linken Seite angeordnete Greifarm 33 besitzt an seinem unteren Ende einen Greiffinger 34, welcher stiftförmig von dem Greifarm 33 vorragt und an den Durchmesser der Führungsbohrung 24 der Wechselbacke 6 angepasst ist. An dem gegenüberliegenden Greifarm 33 sind in dessen unteren Endbereich nach innen gerichtet zwei weitere Greiffinger 34 nebeneinander angeordnet, welche zum Eingreifen in zwei korrespondierende Greifaussparungen 35 der Wechselbacke 6 vorgesehen sind. Diese sind auf der der Führungsbohrung 24 gegenüberliegenden Stirnseite der Wechselbacke 6 ausgebildet.
Dabei ist in den 5, 6, 8 und 10 die Wechselbacke 6 an der Trägerbacke 5 montiert. Das Sicherungselement 9 befindet sich in seiner Sicherungsstellung, was bedeutet, dass der obenseitige Endabschnitt 10 in die Vertiefung 11 der Wechselbacke 6 eingreift und diese in definierter Weise positioniert und sichert. Das Sicherungselement 9 ragt mit seinem obenseitigen Endabschnitt 10 dabei über die Oberseite der Trägerbacke 5 vor. Gleichzeitig befindet sich das in der horizontalen Führungsbohrung 24 gelagerte Betätigungselement 23 in seiner passiven Endlage. In 10 ist erkennbar, dass das Sicherungselement 9 durch die zusammenwirkenden Schrägflächen 14, 15 die Wechselbacke 6 über die Anschlagflächen 8a, 8b gegen die Trägerbacke 5 verspannt. Dabei liegt lediglich der in 10 auf der rechten Seite liegende Abschnitt der Schrägfläche 14 des Sicherungselements 9 an der korrespondierenden Schrägfläche 15 der Vertiefung 11 an.
Soll nun die Wechselbacke 6 gegen eine Austauschwechselbacke ausgewechselt werden, so werden die Greifarme 33 der Greifeinrichtung 31 derart positioniert, dass die Greiffinger 34 konzentrisch zu der Führungsbohrung 24, bzw. den Greifaussparungen 35 positioniert sind. Anschließend werden, wie in den 7, 9 und 11 dargestellt, die Greifarme 33 der Greifeinrichtung 31 zusammengefahren, sodass die beiden an dem in der 7 rechts dargestellten Greifarm 33 angebrachten Greiffinger 34 in den Greifaussparungen 35 der Wechselbacke 6 in Eingriff kommen und der auf dem gegenüberliegenden Greifarm 33 angeordnete Greiffinger 34 in der Führungsbohrung 24 in Eingriff kommt. Durch die in die Führungsbohrung 24 hinein gerichtete Bewegung kommt der Greiffinger 34 in Kontakt mit dem Betätigungselement 23 und drückt dieses gegen die Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 25 in seine Freigabeposition. Die konisch zusammenlaufenden Endbereiche 21, 22 des Betätigungselements 23 und des Koppelelements 18 führen dazu, dass die translatorische, in der 7 nach rechts gerichtete Bewegung des Betätigungselements 23 in eine vertikale, nach unten gerichtete Bewegung des Koppelelements 18 umgesetzt wird. Über die Druckfläche 17, welche an der obenseitigen Anlagefläche 16 des Sicherungselements 9 anliegt, wird das Sicherungselement 9 dementsprechend gegen die Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 13 nach unten aus der Vertiefung 11 gedrückt, so dass es außer Eingriff von der Wechselbacke 6 kommt. Dieser Zustand ist in der 9 und in der 11 dargestellt, wobei die Anlagefläche 16 des Sicherungselements 9 und die Druckfläche 17 des Koppelements 18 nahezu bündig mit der Oberseite der Trägerbacke 5 abschließen.
In dem in den 7 und 9 dargestellten Zustand befindet sich das Sicherungselement 9 außer Eingriff aus der Vertiefung 11 der Wechselbacke 6, sodass diese von der Eingriffskontur 7 der Trägerbacke 5 mittels der Greifeinrichtung 31 entnommen werden kann.
Die Entnahme der Wechselbacke 6 von der Trägerbacke 5 mittels der Greifeinrichtung 31 ist im Detail in 12 dargestellt. Durch die mit der Wechselbacke 6 in Eingriff stehende Greifeinrichtung 31 wurde die Wechselbacke 6 gegenüber dem in 11 dargestellten Zustand nach links geschoben, so dass die Gegenkontur 7b der Wechselbacke 6 nicht mehr an den Anschlagflächen 8a, 8b der Trägerbacke 5 anliegt. Dabei ist das Koppelelement 18 derart dimensioniert und weist insbesondere einen hinreichend großen Durchmesser auf, so dass auch nach einer Horizontalbewegung der Wechselbacke 6 relativ zur Trägerbacke 5 - wie in 12 dargestellt - das Koppelelement 18 am Sicherungselement 9 anliegt und dieses nach unten in seine Freigabestellung drückt.
Soll anschließend eine Austauschwechselbacke an der Trägerbacke 5 montiert werden, so wird diese mit der Greifeinrichtung 31 gegriffen und, so wie in den 7, 9 und 11 dargestellt, auf die Trägerbacke 5 aufgesetzt. Durch ein Auseinanderbewegen der Greifarme 33 kommt der in den 7 und 9 linksseitige Greiffinger 34 außer Eingriff aus der Führungsbohrung 24, wie dies in den 5, 6 und 8 dargestellt ist. Aufgrund der Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 25 bewegt sich das Betätigungselement 23 in seine passive Endposition nach links, womit eine Aufwärtsbewegung des Koppelelements 18 und des Sicherungselements 9 in Folge der durch die Schraubendruckfeder 13 erzeugte Rückstellkraft einhergeht. Dadurch kommt der obere Endabschnitt 10 des Sicherungselements 9 in Eingriff in die Vertiefung 11 der Wechselbacke 6.
Damit geht einher, dass durch das Zusammenwirken der Schrägfläche 14 des Sicherungselements 9 mit der Schrägfläche 15 der Vertiefung 11 die Wechselbacke 6 gegen die Trägerbacke 5 verspannt wird, da die Anschlagflächen 8a, 8b der Trägerbacke mit entsprechenden Gegenflächen der Wechselbacke 6 in Anlage kommen. Somit ist sichergestellt, dass die Wechselbacke 6 spielfrei an der Trägerbacke 5 montiert ist.
Dadurch, dass die Betätigungsmittel, vorliegend insbesondere das Betätigungselement 23 und das Koppelelement 18, in der Wechselbacke 6 angeordnet sind, wird erreicht, dass direkt beim Greifen mittels der Greifeinrichtung 31 automatisch das Sicherungselement 9 in seine Freigabeposition bewegt wird, ohne dass ein separater Arbeitsschritt oder ein separater Steuerungsmechanismus hierfür erforderlich ist.
Bezugszeichenliste

1: Spannfutter
2: Futterkörper
3: Führungsnut
4: Spannbackenanordnung
5: Trägerbacke
6: Wechselbacke
7a: Eingriffskontur
7b: Gegenkontur
8a, 8b: Anschlagfläche
9: Sicherungselement
10: Endabschnitt
11: Vertiefung
12: Ausnehmung
13: Schraubendruckfeder
14: Schrägfläche
15: Schrägfläche
16: Anlagefläche
17: Druckfläche
18: Koppelelement
19: Anschlagelement
20: Nut
21: konisch zusammenlaufender Endabschnitt
22: konisch zusammenlaufender Endabschnitt
23: Betätigungselement
24: Führungsbohrung
25: Schraubendruckfeder
26: Vorsprung
27: Stift
28: Vertikalbohrung
29: Nut
30: Zentrierausnehmung
31: Greifeinrichtung
32: Grundkörper
33: Greifarm
34: Greiffinger
35: Greifaussparung
X: Querrichtung

Claims

Spannbackenanordnung (4) mit zwei Backenelementen, wobei ein Backenelement als Trägerbacke (5) und ein Backenelement als Wechselbacke (6), welche auswechselbar an der Oberseite der Trägerbacke (5) montiert oder montierbar ist, ausgebildet sind, Sicherungsmitteln, die ein Sicherungselement (9) aufweisen, welches an dem einen Backenelement bewegbar angeordnet ist, so dass es zwischen einer Sicherungsstellung, in welcher ein Endabschnitt (10) des Sicherungselements (9) über das eine Backenelement (5) vorragt, so dass es in Eingriff mit einer Vertiefung (11) des anderen Backenelements (6) kommt oder bringbar ist, um die Backenelemente in einer definierten Position zueinander zu sichern, und einer Freigabestellung, in welcher das Sicherungselement (9) in das eine Backenelement (5) versenkt ist, um die Backenelemente voneinander freizugeben, bewegbar ist, und Betätigungsmitteln, welche ausgebildet und geeignet sind, das Sicherungselement (9) in seine Freigabestellung zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel in der Wechselbacke (6) angeordnet sind.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel ein Betätigungselement (23) aufweisen, welches in einer Führungsbohrung (24) der Wechselbacke (6) eingesetzt ist.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (23) verschiebbar zwischen einer passiven Endposition und einer Freigabeposition in der Führungsbohrung (24) gehalten ist und derart mit dem Sicherungselement (9) gekoppelt ist, dass bei einer Bewegung des Betätigungselements (23) aus der passiven Endposition in die Freigabeposition das Sicherungselement (9) in seine Freigabestellung bewegt wird.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (23) als Betätigungsstift ausgebildet ist.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbohrung (24) zu einer Seite der Wechselbacke (6) hin offen ausgestaltet ist.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Vorspannmittel vorgesehen sind, um das Betätigungselement (23) in Richtung seiner passiven Endposition vorzuspannen.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannmittel eine Feder, insbesondere eine Druckfeder und bevorzugt eine Schraubendruckfeder (25) umfassen.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (23) derart in der Führungsbohrung (24) der Wechselbacke (6) verschiebbar gelagert ist, dass es in keiner Position aus der Wechselbacke (6) vorragt.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wechselbacke (6) Begrenzungsmittel vorgesehen sind, um den Verschiebeweg des Betätigungselements (23) zu begrenzen.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsmittel einen sich in einer Vertikalbohrung (28) der Wechselbacke (6) angeordneten Stift (27) umfassen, welcher in eine in dem Betätigungselement (23) ausgebildete, sich in seine Längsrichtung erstreckende Nut (29) eingreift, um den Verschiebeweg des Betätigungselements (23) zu begrenzen.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (23) in seiner nach außen weisenden Stirnfläche eine Zentrierausnehmung (30) zum Einbringen eines Eingriffsmittels, bevorzugt eines Greiffingers (34) einer Greifeinrichtung umfasst, wobei die Zentrierausnehmung (30) insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierausnehmung (30) zumindest in einem Teilabschnitt konisch ausgebildet ist.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (9) in einer zum anderen Backenelement hin offenen Ausnehmung (12) bewegbar angeordnet ist.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (9) in Form eines Sicherungsstiftes ausgebildet ist, der in einer als Aufnahmebohrung ausgebildeten Ausnehmung (12) des einen Backenelements verschiebbar geführt wird, wobei sich die Aufnahmebohrung bevorzugt senkrecht zur Oberseite des einen Backenelements erstreckt.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (12) in dem einen Backenelement als Sackloch ausgebildet ist.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass elastische Spannmittel vorgesehen sind, um das Sicherungselement (9) in Richtung seiner Sicherungsstellung (9) vorzuspannen.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel eine Druckfeder, vorzugsweise eine Schraubendruckfeder (13) umfassen, die sich zwischen dem Sicherungselement (9) und einer in der Ausnehmung (12) ausgebildeten Stützfläche, insbesondere dem Boden der Ausnehmung (12) abstützt.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Vertiefung (11) des anderen Backenelements in Eingriff stehende oder bringbare Endabschnitt (10) des Sicherungselements (9) und/ oder die Vertiefung (11) des anderen Backenelements Schrägflächen (14, 15), insbesondere konisch ausgebildete Schrägflächen (14, 15) aufweisen, wobei der mit der Vertiefung (11) in Eingriff stehende oder bringbare Endabschnitt (10) des Sicherungselements und die Wandung der Vertiefung (11) zusammenwirken, um die beiden Backenelemente definiert zueinander zu positionieren.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (9) an seinem zum anderen Backenelement weisenden Ende eine insbesondere ebene Anlagefläche (16) aufweist.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Backenelement die Trägerbacke (5) und das andere Backenelement die Wechselbacke (6) bildet.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 20 und einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel ferner ein Koppelelement (18) umfassen, welches quer, insbesondere senkrecht zur Führungsbohrung (24) verschiebbar in der Wechselbacke (6) gelagert und mit dem Betätigungselement (23) derart wirkverbunden ist, dass eine Bewegung des Betätigungselements (23) in seine Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements (18) umgesetzt wird.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (23) und/oder das Koppelelement (18) einen konisch zusammenlaufenden Endabschnitt (21, 22) aufweisen, um eine Bewegung des Betätigungselements (23) in seine Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements (18) umzusetzen.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (18) bolzenförmig ausgebildet ist.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 11 bis 19 und einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (18) in der Vertiefung (11) der Wechselbacke (6) verschiebbar angeordnet ist.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wechselbacke (6) Anschlagmittel vorgesehen sind, um den Verschiebeweg des Koppelelements (18) zu begrenzen.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel einen in der Vertiefung (11) ausgebildeten Vorsprung oder ein in die Vertiefung (11) eingesetztes Anschlagelement (19) umfassen, welcher/ welches in eine in dem Koppelelement (18) ausgebildete Ausnehmung, insbesondere ringförmig umlaufende Ausnehmung oder in eine Längsnut (20) eingreift.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 19 und einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (18) an seinem nach unten weisenden Ende eine insbesondere ebene Druckfläche (17) aufweist, welche bei montierter Wechselbacke (6) an der Anlagefläche (16) des Sicherungselements (9) anliegt, so dass das Koppelelement (18) das Sicherungselement (9) in seine Freigabestellung drückt, wenn das Betätigungselement (23) in seine Freigabeposition bewegt wird.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbacke (5) an ihrer Oberseite eine Eingriffskontur (7a) und die Wechselbacke (6) eine zu dieser korrespondierende Gegenkontur (7b) aufweist.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (7a) mindestens zwei Anschlagflächen (8a, 8b) zur Anlage für zwei korrespondierende Gegenflächen der Gegenkontur (7b) definiert.
Spannbackenanordnung (4) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Anschlagflächen (8a, 8b) V-förmig zueinander angeordnet sind, wobei eine einen Schenkel bildende Anschlagfläche (8a) insbesondere horizontal verläuft.
Spannbackenanordnung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselbacke (6) mindestens 2 Greifaussparungen (35) aufweist, welche bevorzugt auf der der Führungsbohrung (24) gegenüberliegenden Stirnseite ausgebildet sind, um ein Eingreifen einer Greifeinrichtung zum Backenwechsel zu ermöglichen.
Wechselbacke (6), insbesondere zur Verwendung in einer Spannbackenanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 31, wobei die Wechselbacke (6) auswechselbar an einer Oberseite einer Trägerbacke (5) montierbar ist, wobei die Wechselbacke (6) an ihrer Unterseite eine Vertiefung (11) aufweist, die zum Eingriff für ein trägerbackenseitiges Sicherungselement (9) vorgesehen ist, oder Sicherungsmittel aufweist, die ein bewegbar an der Wechselbacke (6) angeordnetes Sicherungselement umfassen, welches mit einer korrespondierenden Vertiefung einer Trägerbacke (5) in Eingriff bringbar ist, um die Wechselbacke (6) in einer definierten Position an einer Trägerbacke zu sichern, wobei das Sicherungselement (9) zwischen einer Sicherungsstellung, in welcher es in Eingriff mit der Vertiefung (11) der Wechselbacke (6) oder mit einer in einer Trägerbacke (5) angeordneten Vertiefung kommt oder bringbar ist, um die Wechselbacke (6) in einer definierten Position an der Trägerbacke (5) zu sichern, und einer Freigabestellung, in welcher das Sicherungselement (9) in die Wechselbacke (6) oder in eine Trägerbacke (5) versenkt ist, um die Wechselbacke (6) von der Trägerbacke (5) freizugeben, bewegbar ist, und wobei in der Wechselbacke (6) ferner Betätigungsmittel angeordnet sind, welche ausgebildet und geeignet sind, das Sicherungselement (9) in seine Freigabestellung zu bewegen.
Wechselbacke (6) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel ein bevorzugt als Betätigungsstift ausgebildetes Betätigungselement (23) umfassen, welches in einer Führungsbohrung (24) der Wechselbacke (6) zwischen einer passiven Endposition und einer Freigabeposition verschiebbar angeordnet ist, wobei es bevorzugt derart in der Führungsbohrung (24) der Wechselbacke (6) verschiebbar gelagert ist, dass es in keiner Position aus der Wechselbacke (6) vorragt.
Wechselbacke (6) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselbacke (6) an ihrer Unterseite eine Vertiefung (11) aufweist, die zum Eingriff für ein Sicherungselement (9) vorgesehen ist, und dass die Betätigungsmittel ferner ein Koppelelement (18) umfassen, welches quer, insbesondere senkrecht zur Führungsbohrung (24) verschiebbar in der Vertiefung (11) der Wechselbacke (6) gelagert und mit dem Betätigungselement (23) derart wirkverbunden ist, dass eine Bewegung des Betätigungselements (23) in die Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements (18) umgesetzt wird.
Wechselbacke (6) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (23) und/oder das Koppelelement (18) einen konisch zusammenlaufenden Endabschnitt (21, 22) aufweisen, um eine Bewegung des Betätigungselements (23) in die Freigabeposition in eine Bewegung des Koppelelements (18) umzusetzen.
Wechselbacke (6) nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (18) an seinem nach unten weisenden Ende eine insbesondere ebene Druckfläche (17) aufweist, welche bei montierter Wechselbacke (6) an einer korrespondierenden Anlagefläche (16) eines Sicherungselements (9) anliegt.