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Die
Erfindung betrifft ein Aufbauelement zum Aufspannen eines Werkstücks auf
einem Spanntisch mittels eines Spannwerkzeuges, mit einem Grundkörper und
einer an dem Spanntisch angreifenden Befestigungsschraube sowie
einer Abstützfläche für das Spannwerkzeug.
Solche Aufbauelemente werden dann benötigt, wenn ein Werkstück auf einem Spanntisch,
beispielsweise einer Nuten- oder Rasterplatte, aufgespannt einer
Bearbeitung unterzogen wird. Ein typisches Anwendungsgebiet sind
Drehmaschinen, Fräsbänke, Bohrwerke
und dergleichen, wie sie bei der mechanischen Bearbeitung von Werkstücken eingesetzt
werden. Das dabei eingesetzte Spannwerkzeug dient dem Festhalten
des Werkstückes
auf dem Spanntisch während
der Bearbeitung. Da die zu bearbeitenden Werkstücke unterschiedliche Höhe besitzen
können,
kommt es darauf an, diese Höhe
beim Spannen zu überbrücken und
die relative Lage eines Spannwerkzeuges über dem Spanntisch durch den
Einsatz eines oder mehrerer Aufbauelemente zu überbrücken.
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Ein
Aufbauelement der eingangs beschriebenen Art ist aus der
DE 44 42 802 C1 oder
auch der
DE 44 42 803
C1 bekannt. Das Aufbauelement besteht aus einem gegossenen
Grundkörper
aus Metall und ist entsprechend biegesteif ausgebildet. Der Grundkörper besitzt
einen Boden, an den sich in vertikaler Richtung Seitenwandungen
anschließen.
Der Grundkörper
ist oben offen gestaltet, um in dem insoweit U-förmig umschlossenen Hohlraum
Teile eines Spannwerkzeuges, insbesondere eine Lagerplatte, aufzunehmen.
Die offene Gestaltung ist auch erforderlich, damit das Spannwerkzeug
entsprechend relativbeweglich zum Werkstück verbleibt. Vorteilhaft sind
in dem Aufbauelement mehrere Anordnungsebenen für das Spann werkzeug bzw. die
Lagerplatte gebildet, so dass insoweit bereits eine Höhenstufung möglich wird.
Zur Befestigung des Aufbauelements auf dem Spanntisch dient eine
Befestigungsschraube relativ kurzer Länge, die lediglich den Boden
des Grundkörpers
durchsetzt und in der Regel an einem Nutenstein in einer Nut des
Spanntisches angreift. Die Befestigungsschraube kann aber auch direkt
in einer mit Innengewinde versehenen Bohrung einer Rasterplatte
angreifen. Durch diese Ausbildung ist es möglich, mehrere Aufbauelemente
aufeinander aufzubauen und damit auch größere Spannhöhen zu überbrücken. Die Spann- und Abstützkräfte, die
am Spannwerkzeug entstehen, werden über das oder die Aufbauelemente
in den Spanntisch übertragen bzw.
weitergeleitet. Zur Überbrückung unterschiedlicher
Höhen beim
Aufspannen des Werkstückes
müssen
entweder unterschiedlich hohe Aufbauelemente eingesetzt oder miteinander
kombiniert werden. Da die Aufbauelemente als gegossene Formkörper aus Metall
oder zumindest als bearbeitete Formkörper aus einem Strangpressprofil
erstellt werden, ist die gesonderte Bevorratung verschiedener Aufbauelemente
erforderlich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufbauelement der eingangs
beschriebenen Art aufzuzeigen, welches sich modular aufbauen und einfach
handhaben lässt.
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LÖSUNG
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Erfindungsgemäß wird dies
bei einem Aufbauelement der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht,
dass der Grundkörper
zwei sich im Wesentlichen parallel zum Spanntisch erstreckende Brückenelemente,
ein Distanzelement und zwei Verbindungsschrauben aufweist, und dass
die Befestigungsschraube sich im Wesentlichen über die Höhe des Aufbauelementes durchgehend
erstreckt und in den beiden Brückenelementen
drehbar geführt
ist.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung geht von dem Gedanken aus, den Grundkörper des Aufbauelements aus
mehreren Elementen modular zusammenzusetzen, so dass auch bei unterschiedlichen
Höhen ein
Teil der Elemente unverändert
einsetzbar ist. Hierdurch ergeben sich große Stückzahlen für die Herstellung der übereinstimmenden
Elemente, während
die unterschied lichen Elemente vorteilhaft reduziert sind. Es genügt, den
Grundkörper
aus zwei Brückenelementen,
einem Distanzelement und zwei Verbindungsschrauben zusammenzusetzen
und in diesem eine Befestigungsschraube unterzubringen, die mit
ihrem einen Endbereich im Spanntisch verankerbar ist, während sie
mit ihrem anderen Endbereich eine Anschlussstelle für ein Spannwerkzeug
oder für
den Anschluss eines weiteren Aufbauelements bildet. Damit kommen
vorteilhaft die Anwendung mehrere Nutensteine bei der Übereinanderanordnung
von Aufbauelementen in Fortfall. Die Befestigungsschraube erstreckt sich
im Wesentlichen über
die Höhe
des Aufbauelements durchgehend. Dies wird dazu genutzt, um Spannkräfte über die
Befestigungsschraube zu übertragen,
also direkt von dem Spannwerkzeug in den Spanntisch abzuleiten,
ohne dass der Grundkörper damit
belastet würde.
Der Grundkörper
des Aufbauelements wird nur noch von den Reaktionskräften belastet.
Die Befestigungsschraube ist in den Brückenelementen frei drehbar
geführt
und zumindest an einer Stelle durch einen Anschlag vertikal abgestützt. Die
Abstützung
kann auch durch zwei Anschläge
an den Brückenelementen
erfolgen, wobei die Anschläge
im Abstand der Länge
des Distanzelements an der Befestigungsschraube vorgesehen sind.
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Damit
wird vorteilhaft ein modular zusammensetzbares Aufbauelement geschaffen,
welches aus einzelnen Elementen zusammengesetzt ist und eine einfache
und betriebssichere Handhabung ermöglicht.
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Die
Befestigungsschraube weist an ihrem einen Endbereich einen sich
durch das Brückenelement
erstreckenden Fortsatz mit Außengewinde
und an ihrem anderen Endbereich eine Vertiefung mit Innengewinde
auf. Durch diese Gestaltung ersetzt die Befestigungsschraube zugleich
einen zusätzlichen Nutenstein.
Die Befestigungsschraube kann im Wesentlichen stangenförmig ausgebildet
sein und auch den Abstand zwischen den beiden Brückenelementen festlegen. Die
Brückenelemente
erstrecken sich im Wesentlichen horizontal in entsprechendem Abstand
zueinander, so dass insgesamt die Aufbauhöhe des Aufbauelements gebildet
wird. Die Brückenelemente
weisen nach außen
gekehrte Abstützflächen auf,
die zur Auflagerung auf dem Spanntisch bzw. zur mehrfachen Anordnung
von Aufbauelementen übereinander
und letztlich zum Abstützen
des Spannwerkzeugs genutzt werden. Es ist erkennbar, dass das Spannwerkzeug
nicht mehr innerhalb des Aufbauelements, sondern auf dem Aufbauelement
aufgelagert wird.
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Die
beiden Brückenelemente
und das Distanzelement sind vermittels der Verbindungsschrauben
zu einem steifen Abstützkörper verschraubbar. Es
ist genügt
in aller Regel, in einem Aufbauelement nur ein Distanzelement und
eine Befestigungsschraube vorzusehen. Die Brückenelemente sind im Wesentlichen
plattenförmig
ausgebildet und die Anordnungsstelle des Distanzelements sowie der
Befestigungsschraube richten sich nach Zweckmäßigkeit, wobei die Anordnung
durchaus exzentrisch erfolgen kann. Es ist aber auch möglich, innerhalb
eines Aufbauelements ein oder mehrere Distanzelemente und auch ein
oder mehrere Befestigungsschrauben unterzubringen. Auch ein zentrisch
an den Brückenelementen
angreifendes Distanzelement kann mit mehreren Befestigungsschrauben kombiniert
werden. Dies gilt insbesondere für
eine Zwillingsbearbeitung von zwei Werkstücken auf einem Spanntisch.
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Die
Verbindungsschrauben sind in den Brückenelementen versenkt untergebracht
und greifen in Gewinde in den Endbereichen des Distanzelements ein.
Das Distanzelement kann symmetrisch zu einer Mittelebene seiner
Längserstreckung
ausgebildet sein. Die Abstützflächen sind
durch die versenkte Unterbringung durchgängig flächig zugänglich, so dass beispielsweise
eine Lagerplatte eines Spannwerkzeugs vollflächig auf das Aufbauelement
aufsetzbar ist. Für
die Unterbringung und Anordnung der Gewinde, in die die Verbindungsschrauben
eingreifen, gibt es verschiedene Möglichkeiten.
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Auch
der die Vertiefung mit dem Innengewinde tragende Endbereich der
Befestigungsschraube greift an dem ihm zugeordneten Brückenelement
versenkt an. Damit wird das jeweils obere Brückenelement mit seiner Abstützfläche durchgehend
frei und zugänglich
gestaltet.
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Es
ist vorteilhaft, wenn das Distanzelement als Distanzrohr ausgebildet
ist. Ein solches Distanzrohr erlaubt die Verwirklichung eines relativ
großen Durchmessers
bei geringem Gewicht. In der Zusammenfügung entsteht damit ein biegesteifer
Abstützkörper. Ein
solches Distanzrohr ermöglicht
es auch, in einfacher Weise Gewinde zum Angriff der Verbindungsschrauben
vorzusehen.
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Die
Befestigungsschraube, die in der Regel aus Stangenmaterial gefertigt
ist, weist einen Schlüsselangriff
auf, der insbesondere als sechseckiger Körper ausgebildet ist. Aber
auch jede andere unrunde Gestaltung könnte an dieser Stelle benutzt
werden.
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Die
beiden Brückenelemente
des Aufbauelements sind vorteilhaft identisch ausgebildet. Die Brückenelemente
lassen sich in ihrer plattenförmigen Ausbildung
einfach und preisgünstig
herstellen und anwenden.
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Die
Befestigungsschraube weist zur drehbaren Führung in den Brückenelementen
an ihren beiden Endbereichen zylindrisch oder ballig ausgebildete
Führungsflächen auf.
Dabei ist die Befestigungsschraube in den Brückenelementen frei drehbar
gelagert bzw. geführt,
so dass ihr Angriff z. B. an einem Spanntisch sinnfällig möglich ist.
Die beiden Brückenelemente
weisen durchgehende Bohrungen für die
geführte
Unterbringung der Befestigungsschraube auf. Solche durchgehenden
Bohrungen sind einfach herstellbar.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele
weiter erläutert
und beschrieben.
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1 zeigt einen Vertikalschnitt
durch das Aufbauelement in seiner grundsätzlichen Gestaltung,
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2 zeigt zwei aufeinander
aufgesetzte Aufbauelemente unterschiedlicher individueller Höhe zur Überbrückung einer
gegebenen Spannhöhe,
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3 zeigt eine perspektivische
Darstellung von zwei Aufbauelementen mit einem aufgesetzten Spannelement
und
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4 zeigt eine perspektivische
Darstellung von zwei Aufbauelementen übereinander mit einem weiteren
Spannwerkzeug.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 verdeutlicht den grundsätzlichen
Aufbau eines Aufbauelements 1. Das Aufbauelement 1 besitzt
zwei Brückenelemente 2,
die vorteilhaft identisch ausgebildet sein können und an dem Aufbauelement
einmal oben als oberes Brückenelement
und einmal unten als unteres Brückenelement
eingesetzt werden. Jedes Brückenelement 2 ist
plattenförmig ausgebildet.
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Ein
weiteres wesentliches Element des Aufbauelements ist ein Distanzelement 3,
welches vorzugsweise rohrförmig
ausgebildet ist und mit seiner Längenerstreckung
zusammen mit der Höhe
der beiden Brückenelemente 2 die
Aufbauhöhe
festlegt. Es versteht sich, dass zur Schaffung unterschiedlich hoher
Aufbauelemente 1 (2)
nur das Distanzelement 3 in seiner Höhe individuell geschaffen werden muss,
während
die Brückenelemente 2 unverändert eingesetzt
werden. Zu jedem Distanzelement 3 gehören zwei Verbindungsschrauben 4,
die vorteilhaft als Innensechskantschrauben ausgebildet sind. Die Brückenelemente 2 besitzen
eine gestufte Durchbrechung 5 zur versenkten Unterbringung
der Köpfe
der Verbindungsschrauben 4. Der mit Gewinde versehene Schaft 6 jeder
Verbindungsschraube 4 greift an einem Querträger 7 an
dem jeweiligen Endbereich des Distanzelements 3 ein. Der
Querträger 7 kann
als scheibenförmiger
Körper
ausgebildet und in den Endbereichen durch Verschweißung festgelegt
sein. Er besitzt zentrisch eine mit Innengewinde versehene Durchbrechung,
so dass in ihm die jeweilige Verbindungsschraube 4 verankerbar
ist. Auf diese Weise erhält
das Distanzelement 3 auch einen relativ großen Durchmesser,
ohne dass es erforderlich ist, allzu groß gestaltete Verbindungsschrauben
einzusetzen. Grundsätzlich
könnte
aber auch das Innengewinde zum Angriff der Verbindungsschrauben 4 im
Bereich der Innenwandung eines rohrförmig ausgebildeten Distanzelements 3 verwirklicht
sein.
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Zu
jedem Aufbauelement 1 gehört weiterhin eine Befestigungsschraube 8,
die sich im Wesentlichen über
die Höhe
des Aufbauelements 1 erstreckt. Es versteht sich, dass
zu Aufbauelementen 1 mit unterschiedlichen langen Distanzelementen 3 auch
unterschiedlich lange Befestigungsschrauben 8 gehören. Jede
Befestigungsschraube 8 weist einen oberen Endbereich 9 und
einen unteren Endbereich 10 auf. Im oberen Endbereich 9 ist
eine Vertiefung 11 mit Innengewinde 12 ausgebildet.
Im Endbereich 9 ist weiterhin ein Anschlag 13 sowie
eine Führungsfläche 14 vorgesehen.
Die Führungsfläche 14 ist
hier ballig ausgebildet, kann aber auch zylindrisch oder in anderer
Weise gestaltet sein. Die Führungsfläche 14 der Befestigungsschraube 8 greift
in eine durchgehende Bohrung 15 in dem Brückenelement
ein, so dass die Befestigungsschraube an dieser Stelle frei drehbar gelagert
bzw. geführt
ist. Die Anordnung und Unterbringung ist so gestaltet, dass eine
nach außen
gekehrte Abstützfläche 16 des
Brückenelements 2 durchgängig frei
ist, so dass sich hier keine überstehenden
Teile befinden. Damit wird das obere Brückenelement 2 frei
zum Aufsetzen eines weiteren Aufbauelements oder eines Spannwerkzeugs 17 (3 und 4).
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Die
Befestigungsschraube 8 weist an ihrem unteren Endbereich 10 einen
Fortsatz 18 mit Außengewinde 19 auf.
Der Fortsatz 18 trägt
weiterhin eine Führungsfläche 20,
die ähnlich
wie die Führungsfläche 14 ballig
oder zylindrisch ausgebildet sein kann und der frei drehbaren Lagerung
des unteren Endbereichs 10 der Befestigungsschraube 8 in
dem Brückenelement 2 dient.
Da das untere Brückenelement 2 identisch
ausgebildet ist wie das obere Brückenelement 2,
besitzt es auch die schon beschriebene durchgehende Bohrung 15,
durch die sich im Falle des unteren Brückenelements 2 der
Fortsatz 18 so überragend
hindurcherstreckt, dass sein Außengewinde 19 an
einem Nutenstein an einem Spanntisch oder in ein Gewinde an einer
Rasterplatte eingreifen kann. Um die Befestigungsschraube 8 einsetzen
und festdrehen zu können,
ist ein Schlüsselangriff 21 an gut
zugänglicher
Stelle im Mittelbereich der Befestigungsschraube 8 vorgesehen.
Der Schlüsselangriff 21 kann
vorteilhaft durch einen bereichsweise ausgebildeten Sechskantquerschnitt
realisiert werden. Aber auch jede andere unrunde Gestaltung ist
an dieser Stelle möglich.
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2 zeigt im Querschnitt zwei
aufeinander aufgesetzte Aufbauelemente 1 unterschiedlicher
Höhe, zur Überbrückung einer
entsprechenden Spannhöhe
für ein
Werkstück.
Die Distanzelemente 3 sind hier nicht rohrförmig ausgebildet,
besitzen jedoch eine individuelle Länge entsprechend der Länge an den
zugehörigen
Befestigungsschrauben 8, die zwischen Anschlägen 13 und 22 gebildet
werden. Die Befestigungsschrauben 8 bilden damit eine weitere Auflage
und Aussteifung für
jedes Aufbauelement 1.
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Miteinander
verschraubte Befestigungsschrauben 8 bieten damit die Gewähr für die direkte Einleitung
entsprechender Abstützkräfte von
Spannwerkzeugen 17 in den Spanntisch. Die Vertiefung 11 der
jeweils obersten Befestigungsschraube 8 dient zur Aufnahme
des jeweiligen Spannwerkzeugs 17.
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Die 3 und 4 zeigen unterschiedlich ausgebildete
Spannwerkzeuge 17. Das in 3 dargestellte
Spannwerkzeug 17 weist eine nutartige Lagerplatte 23 auf,
die mit einer nicht sichtbaren Befestigungsschraube kurzer Länge in die
Vertiefung 11 der obersten Befestigungsschraube 8 eingeschraubt
ist. Das Spannwerkzeug 17 ist ansonsten so ausgebildet,
wie es im Stand der Technik bekannt ist.
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Das
in 4 dargestellte Spannwerkzeug 17 besitzt
eine abweichende Gestaltung, wobei die Aufbringung der Spannkraft
fluchtend zur Achse der darunter befindlichen Befestigungs schrauben 8 vorgesehen
ist. Grundsätzlich
ist die oberste Abstützfläche 16 frei
durchgehend zugänglich,
so dass unterschiedliche Spannwerkzeuge 17 eingesetzt werden können.
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Aus
der Zusammenschau der 1 bis 4 ist auch erkennbar, dass
weder das Distanzelement 3 noch die Befestigungsschraube 8 exzentrisch
angeordnet sein müssen.
Durch entsprechende Anordnung und Gestaltung der Brückenelemente 2 sind vielmehr
auch andere Relativgestaltungen möglich. So ist es durchaus möglich, die
Brückenelemente 2 scheibenförmig auszubilden,
ein Distanzelement 3 in zentrischer Relativlage dazu anzuordnen
und beispielsweise zwei Befestigungsschrauben 8 dazu exzentrisch
zu verwirklichen, um z. B. mit Hilfe eines Aufbauelements zwei Werkstücke fest
zu spannen.
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- 1
- Aufbauelement
- 2
- Brückenelement
- 3
- Distanzelement
- 4
- Verbindungsschraube
- 5
- Durchbrechung
- 6
- Schaft
- 7
- Querträger
- 8
- Befestigungsschraube
- 9
- Endbereich
- 10
- Endbereich
- 21
- Schlüsselangriff
- 22
- Anschlag
- 23
- Lagerplatte
- 11
- Vertiefung
- 12
- Innengewinde
- 13
- Anschlag
- 14
- Führungsfläche
- 15
- Bohrung
- 16
- Abstützfläche
- 17
- Spannwerkzeug
- 18
- Fortsatz
- 19
- Außengewinde
- 20
- Führungsfläche