DE10330528A1

DE10330528A1 - Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften

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Publication number: DE10330528A1
Application number: DE2003130528
Authority: DE
Inventors: Arthur Prib; Günther Staudacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-05
Filing date: 2003-07-05
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-06
Also published as: DE10330528B4

Abstract

Ein Spannbacken 32, 55 mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften, der aus einem in einer Spannvorrichtung fest oder verstellbar montierten und die Spannkräfte aufnehmenden Grundkörper 33, 39 besteht, der an der zu dem zu spannenden Werkstück 31 zugewandten Seite mit einem oder mehreren Federelementen 35, 40, die bei Anstellen des beweglichen Teiles der Spannvorrichtung gegen das Werkstück 31 sich am Grundkörper 33, 39 als Widerlager abstützen und einen federnden Spanndruck auf das Werkstück ausüben, bestückt ist und der mit einem vorzugsweise aus zähelastischen Stoffen bestehenden Dämpfungskörper 34, 41 ausgestattet ist, der spätestens nach dem Aufbau des benötigten Spanndruckes eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zu dem Grundkörper 33, 39 und zu den einzelnen Federelementen 35, 40 bzw. Druckelementen 36, 42 bildet, so dass der Dämpfungskörper die Federelemente bzw. die Druckelemente gegen die quer zu der Spannrichtung wirkenden Kräfte stabilisiert und die Vibration derselben mindert.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Spannbacken für Spannvorrichtungen, die bei spanabhebender Bearbeitung zum spannen von Werkstücken mit größeren Formtoleranzen, bzw. mit unebener und/oder druckempfindlicher Oberfläche, z.B. Aluminiumhohlprofile, Guss- oder Schmiedeteile etc. verwendet werden.

Aus der Praxis ist bekannt, dass das Festspannen von Werkstücken mit unebener und/oder druckempfindlicher Oberfläche große Probleme bereitet. Konventionelle Spannstöcke können in diesem Fall nur begrenzt eingesetzt werden, da sie den Spanndruck auf nur wenige Punkte der unebenen Werkstücksoberfläche verteilen können. Bedingt durch das Fliesen des Werkstoffes und das Verformen des Werkstückes kommt es während der Bearbeitung zur Lockerung des letzten, das trotz den zwangsweise niedrig gehalten Bearbeitungsgeschwindigkeiten nicht nur eine schnelle Werkzeugabnutzung und sehr hohe Lärmentwicklung zur Folge hat, sondern vermindert auch die Bearbeitungsgenauigkeit, bzw. die Oberflächenqualität.

Mann hat schon mehrere Versuche unternommen um eine Spannvorrichtung, bzw. einen Spannbacken zu entwickelt, der sich der Werkstücksoberfläche anpasst um eine Flächenpressung oder eine Vielzahl von Punktpressungen zu erzeugen und den Spanndruck, auch während längeren Bearbeitungszeiten, trotz dem eventuellen Verformen und/oder dem Fließen des Werkstoffes an Presspunkten, aufrecht zu erhalten. Eine Lösung dieser Aufgaben hätte eine sprunghafte Erhöhung der Produktivität, sowie eine Reduzierung der Werkzeugkosten und der Lärmbelastung während der Bearbeitung zur Folge.

Die zur Zeit bekannten Entwicklungen auf diesem Gebiet basieren im Grunde auf drei verschiedenen Lösungsansetzen:

1. Die Spannbacken eines Spannstockes werden mit Flach- oder Formteilen aus elastischen Stoffen (z.B. Gummi oder weiche Kunststoffe verkleidet, die sich unter dem Spanndruck verformen und somit sich der Werkstücksoberfläche anpassen. Diese Lösung findet in der Praxis nur eine geringe Anwendung, da die Flieseigenschaften der elastischen Stoffe, die einerseits eine Flächenpressung ermöglichen, erlauben aber andererseits nur eine begrenzte Spannkraft aufzubringen und führen, bei einer längeren Bearbeitungszeit, zur Lockerung des Werkstückes.
2. Bei dem zweiten Ansatz wird ein Spannbacken mittels einer oder mehreren Druckfedern gegen die Werkstückoberfläche gepresst. Diese Lösung hat den Vorteil, dass der Spanndruck ziemlich genau definiert werden kann. Auch die Aufrechterhaltung der Spannkraft über längere Zeit ist hier gewährleistet. Aber aufgrund der kleinen Trägheit der Druckfedern in der axialen Richtung können die bei der Bearbeitung auftretende Vibrationen mit dieser Spannbackenkonstruktion so gut wie gar nicht gedämpft werden. Weiterhin kann der Spanndruck bei Werkstücken mit größeren Formtoleranzen oder mit unebener Oberfläche nur auf wenige Punkte verteilt werden.
3. Bei dem dritten Lösungsansatz werden in dem Spannbacken mehrere stabförmige Druckelemente montiert, die wiederum mit Hilfe von Druckfedern gegen das zu bearbeitende Werkstück gepresst werden. Um die zu der Druckrichtung quer wirkende Schnittkräfte aufnehmen zu können werden die Druckelemente entweder einzeln oder in Gruppen, aneinander abgestützt, in Ausnehmungen, die in dem Spannbacken eingearbeitet sind, geführt.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass der Spanndruck auf eine Vielzahl von Punkten verteilt werden kann, aber die Werkstückvibration bleibt immer noch ein ungelöstes Problem. Nachteilig sind bei dieser Konstruktion auch die hohen Herstellungskosten, große Bauhöhe, sowie Anfälligkeit gegen Verschmutzung, die das Verklemmen der Druckelemente untereinander und in dessen Führung hervorrufen kann.

Ausgehend von dem oben beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Spannbacken zu entwickeln, der im Stande ist:

• sich der Form des zu bearbeitenden Werkstücks anzupassen, bzw. die Formtoleranzen aufzunehmen;
• eine definierte auf eine Fläche oder auf eine Vielzahl von Punkten verteilte Spannkraft zu erzeugen;
• die Spannkraft auch bei auftretenden Vibrationen über längeren Bearbeitungszeiten aufrecht zu erhalten;
• die quer zu der Spannrichtung wirkende Bearbeitungskräfte sicher aufzunehmen;
• die bei der Bearbeitung des Werkstücks auftretende Vibration effektiv zu dämpfen;
• auch bei rauen Einsatzbedingungen, wie Schmutz, aggressiven Kühlmitteln usw., längere Zeiten wartungsfrei und sicher zu funktionieren.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sieht die erfindungsgemäße Konstruktion des Spannbackens vor, dass an einem in einer Spannvorrichtung integrierten, feststehenden und/oder gegen das zu bearbeitende Werkstück anstellbaren und die Spann- und Bearbeitungskräfte aufnehmenden Grundkörper, auf der zu dem Werkstück zugewandten Seite, eine Vielzahl von Federelementen, die in einem alle Federelemente umfassenden und mit dem Grundkörper form- und/oder kraftschlüssig verbundenen zäh-elastischen Dämpfungskörper eingebetet sind, montiert sind.

Bei einem Spannvorgang wird der Grundkörper soweit gegen das Werkstück verstellt bis alle oder eine Vielzahl der Federelemente an dem Werkstück anliegen und ein vorgegebener Spanndruck erzeugt wird. Dabei sorgt der Dämpfungskörper, der sich mit den in ihm eingebeteten Federelementen verformt, einerseits für eine effektive Vibrationsdämpfung der Federelemente und andererseits für die Stabilisierung der selben gegen die quer zu der Spannrichtung wirkenden Bearbeitungskräfte.

In der Praxis kann diese Konstruktion auf eine einfache Weise hergestellt werden. Dazu werden an dem Grundkörper auf der dem Werkstück zugewandten Seite mehrere Druckfedern, dessen Achsen in der Spannrichtung ausgerichtet sind, z.B. mittels Schrauben, oder durch einpressen in dazu vorgesehene Aufnahmebohrungen, montiert. Anschließend wird der Grundkörper samt Federn mit einer Schalung versehnen, die eine Tasche um die Druckfedern bildet, die mit einer Vergussmasse, z.B. Silikon, Gummimischung oder ähnlichen, ausgefüllt wird, die durch chemische oder physikalische Prozesse sich in einen zäh-elastischen Dämpfungskörper verwandelt und an dem Grundkörper und den Federn haftet. Nach der Aushärtung der Vergussmasse wird die Schalung abmontiert.

Um bei dem Spannvorgang den direkten Kontakt zwischen den harten Druckfedern und der Werkstückoberfläche zu vermeiden können Druckelemente, die eventuell auch in dem Dämpfungskörper eingebetet sind, und die aus Werkstoffen, die auf die Beschaffenheit und Härte der Werkstückoberfläche abgestimmt sind, auf die Druckfedern aufgesetzt werden.

Die Erfindung sieht vor, dass die zu dem Werkstück zugewandten Seiten der Federn bzw. der Druckelemente über dem Dämpfungskörper überstehen können, oder mit Ihm bündig sind, oder in einer Tasche versenkt sind, oder auch von der zäh-elastischen Masse überdeckt sind.

Wenn die Form des Dämpfungskörpers so ausgebildet wird, dass die zäh-elastische Masse während des Spannvorgangs mindestens stellenweise auch gegen das Werkstück gepresst wird, kann eine zusätzliche Vibrationsdämpfung erzielt werden.

Da der Grundkörper mit den Federelementen, den Druckelementen und dem Dämpfungskörper eine geschlossene Einheit bildet, ist dieser Spannbacken gegen Verschmutzung absolut unempfindlich.

Um den Spannbacken einer eventuell unebenen Werkstückoberfläche grob anzupassen, kann einerseits die dem Werkstück zugewandte Seite des Grundkörpers komplementär zu dem Werkstück ausgestaltet werden, andererseits können die Federelemente und/oder die Druckelemente mit unterschiedlichen Höhen ausgeführt werden, oder in den Druckelementen Befestigungsmöglichkeiten, z.B. Außen- oder Innengewinde, für Ausgleichselemente vorgesehen werden.

Somit wurde ein Spannbacken konstruiert, der allen oben aufgelisteten Anforderungen entspricht.

Um eine bessere Stabilisierung des Dämpfungskörpers und somit der Federelemente in der Querrichtung zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass der Dämpfungskörper samt den Federelementen in einer in dem Grundkörper eingearbeiteten taschenförmigen Ausnehmung mindestens teilweise versenkt ist. Um diese Stabilisierung noch zu steigern, können in dem Grundkörper Schotten, bzw. mehrere Taschen eingearbeitet werden in welchen Dämpfungskörper mit mehreren oder einzelnen Federelementen untergebracht werden.

Zur Stabilisierung des Dämpfungskörpers können auch verschiedene Armierungen, z.B. aus Draht, Faser oder Draht- bzw. Fasergewebe, in der zäh-elastischen Masse vorgesehen werden.

Eine vorteilhafte Anordnung der erfindungsgemäßen Konstruktion ergibt sich, wenn der Dämpfungskörper in mehreren Schichten, die miteinander verbunden oder getrennt angeordnet sind, aus Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften, wie z.B. Härte, Elastizität usw., aufgebaut wird. So können in den weicheren Schichten größere Verformungen der Federelementen aufgenommen werden, wobei die härteren Schichten für die Querstabilisierung sorgen.

Um größere Federwege, die eventuell zum Toleranzausgleich und/oder Formanpassung notwendig sein könnten, zu gewährleisten, können auch entsprechend geformte Hohlräume zwischen dem Dämpfungskörper und dem Grundkörper, oder in dem Dämpfungskörper, z.B. zwischen einzelnen Schichten des Dämpfungskörpers oder um die Federelemente bzw. um die Druckelemente etc., vorgesehen werden.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Konstruktion des Spannbackens sieht vor, dass die Federelemente und/oder die Druckelemente in dem Dämpfungskörper, der in Form eines aus zäh-elastischen Stoffen vorgefertigtes Teils hergestellt wird, form- und/oder kraftschlüssig, z.B. durch Einpressen, Schrauben, Kleben etc, eingebaut werden. Anschließend wird der Dämpfungskörper mit dem Grundkörper des Spannbackens form- und/oder kraftschlüssig (z.B. durch Verklemmen, Verschrauben, Einpressen, Verkleben, etc.) verbunden. Dabei können die Federelemente an dem Grundkörper entweder fixiert, z.B. mit Hilfe von Stiften, Bohrungen, Schrauben, etc., oder an ihm nur abgestützt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion sieht vor, dass der Kraft- bzw. Formschluss zwischen dem Dämpfungskörper und dem Grundkörper und/oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Federelementen und/oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Druckelementen durch die von den Spannkräften und/oder durch Krafteinfluss einer dafür vorgesehenen schaltbaren Vorrichtung hervorgerufene Verformung der Federelemente und/oder des Dämpfungskörpers und/oder des Grundkörpers erzeugt und/oder verstärkt wird.

Um eine größere Flexibilität bei der Formgestaltung des Spannbackens zu erreichen, können an einem Grundkörper mehrere von einander getrennte Dämpfungskörper, die mehrere oder einzelne Federelemente umfassen, montiert werden. Des weiteren können auch mehrere Grundkörper auf einer tragenden Aufnahmeplatte der Spannvorrichtung, die eventuell grob der Form des Werkstücks angepasst ist, montiert werden.

Bei dem Spannen von Werkstücken, die Abschnitte mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Form, Wandstärke, Druckempfindlichkeit usw. aufweisen, kann ein Spannbacken mit Federelementen mit unterschiedlichen Eigenschaften, wie Form, Federkonstante, Wirkungsart etc., bestückt werden.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Konstruktion sieht vor, dass in der Spannvorrichtung ein oder mehrere Anschlagelemente, die das Ausrichten des Werkstückes bei dem Spannvorgang in einer definierten Lage ermöglichen, vorgesehen werden. Dazu können z.B. an dem Grundkörper oder an der den Grundkörper tragenden Konstruktion Abschnitte vorgesehen werden, gegen die das Werkstück während dem Spannvorgang gepresst wird. Des weiteren können in einzelne Federelemente hubbegrenzende Teile integriert werden, oder können auch einzelne Druckelemente so ausgestaltet werden, dass sie nach einer definierten Verformung der Federelemente und/oder des Dämpfungskörpers an dem Grundkörper oder an den in den Grundkörper eingebaute Anschlagelementen anliegen. Um die Flexibilität so einer Spannvorrichtung zu erhöhen ist es vorteilhaft, wenn die Anschlagelemente oder die an den Anschlagelementen anschlagende Druckelemente vor dem Spannvorgang und/oder nach dem Aufbau der Spannkräfte (aber vor Beginn der Bearbeitung)justiert, z.B. mittels Gewindeteilen, werden können. Es ist von Vorteil, wenn diese Justierung mittels einer motorisch betriebenen und vorzugsweise mit Positioniersteuerung und Arretierungsmöglichkeit versehenen Vorrichtung (z.B. einem Gewindetrieb) vorgenommen wird.

Wenn der oder die Spannbacken an einem mit Maß- und/oder Formtoleranzen behafteten Werkstücksabschnitt anliegen sollen, kann es von Vorteil sein, dass der oder die Spannbacken mit einer relativ zu den Grundkörpern anstellbaren Justiervorrichtung ausgestattet werden, so dass das Werkstück zuerst in der Justiervorrichtung ausgerichtet und fixiert wird, und dann der oder die Grundkörper gegen das Werkstück gedrückt werden.

Es ist von Vorteil, wenn einzelne Druckelemente so ausgeführt werden, dass sie in dafür vorgesehene Ausnehmungen in dem Grundkörper eingreifen und dort vorzugsweise in einem elastischen Gleitlager radial geführt werden.

Die Erfindung sieht eine vorteilhafte Ausführung vor, in der die Federelemente in Form eines entweder autarken, z.B. Gasfeder, oder mit einer Druckquelle verbundenen Fluidzylinders ausgeführt sind. So kann z.B. die Federkraft der Federelemente nach Bedarf verändert werden .

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass bei bestimmten Anforderungen an die Spannkräfte und/oder die Steifigkeit des Spannbackens die Federelemente in Form von Flachfedern oder Tellerfedern bzw. Federpaketen ausgeführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Spannvorrichtung sieht vor, dass einer oder mehrere erfindungsgemäße Spannbacken als vibrationsdämpfende Zusatzelemente in konventionellen Spannvorrichtungen verwendet werden.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
1 einen Spannbacken, der aus einem, die Bearbeitungs- und Spannkräfte aufnehmenden, Grundkörper 1, mehreren, in Form von Spiralfedern ausgeführten und in die dafür vorgesehenen in den Grundkörper eingearbeiteten Sacklöcher 4 montierten Federelementen 2 und einem, alle Federelemente umfassenden und mit dem Grundkörper 1 verbundenen, aus einer zäh-elastischen Vergussmasse hergestellten, Dämpfungskörper 3 besteht. Dabei verbindet der Dämpfungskörper alle Federelemente untereinander und mit dem Grundkörper und dient somit zur Vibrationsdämpfung und Queraussteifung der Federelemente.
2 einen Spannbacken, der folgende Komponenten enthält:

– einen mit Senkbohrungen 9 für die Befestigung des Dämpfungskörpers 6 versehenen Grundkörper 8, der auf der dem Werkstück zugewandten Seite 5 eine taschenförmige Ausnehmung 10 zur Aufnahme der Verformungen der Federelementen 11 und des Dämpfungskörpers 6 aufweist;
– einen aus zäh-elastischen Stoffen als Formstück vorgefertigten mit Gewindebuchsen 12 und für die Druckelemente 7 vorgesehenen Aufnahmeöffnungen ausgestatteten Dämpfungskörper 6;
– mehrere, in den Dämpfungskörper 6 form- und/oder kraftschlüssig (z.B. durch Einpressen und/oder Einkleben) eingebaute Druckelemente 7;
– mehrere in die Druckelemente 7 eingreifende und am Grundkörper 8 abgestützte in Form von Spiralfedern ausgeführte Federelemente 11.

Hier wird der Spanndruck von den Druckelementen 7 über die Federelemente 11 in den Grundkörper 8 geleitet, wobei der am Grundkörper festgeschraubte Dämpfungskörper 6 die zu der Spannrichtung quer wirkende Bearbeitungskräfte aufnimmt und die Vibration der Druckelemente mindert. Dank der in den Grundkörper 8 eingearbeiteten taschenförmigen Ausnehmung 10 können mit diesem Spannbacken größere Verformungen der Federelemente, sprich größere Formabweichungen des Werkstücks aufgenommen werden.
Diese Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung hat auch den Vorteil, dass an einem Grundkörper 8 nach Bedarf verschiedene Dämpfungskörper 6, Federelemente 11, sowie Druckelemente 7 montiert werden können, dass zu Minimierung der Beschaffungskosten und leichten Auswechslung der Verschleißteile führt.
3 eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion, bei der der Dämpfungskörper schichtweise aufgebaut ist, wobei die zu dem Werkstück zugewandte härtere Schicht 13 für die Aufnahme der Vibration und der Querkräfte zuständig ist und die weichere Schicht 14 erlaubt einerseits größere Federwege der Federelemente 15 und sorgt andererseits für eine zusätzliche stabilisierende Verbindung des Dämpfungskörpers mit dem Grundkörper. Um den Dämpfungskörper in der Querrichtung zu stabilisieren, ist er in einer taschenförmigen Ausnehmung 17 in dem Grundkörper 16 versenkt und mit dem Grundkörper mittels vorteilhaft elastischen Klebstoffes 56, einer Vergussmasse, oder ähnlichem verbunden. Durch den Aufbau des Dämpfungskörpers aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Elastizität können besonders gute vibrationsdämpfende Ergebnisse erzielt werden.
4 eine Spannvorrichtung, die aus zwei erfindungsgemäßen Spannbacken 18, 19 besteht. Dabei sind die Grundkörper 20, 21, die Dämpfungskörper 22, 23, 24, sowie die Federelemente 29 beider Spannbacken grob der Form des Werkstückes 25 angepasst. Um die quer wirkende Bearbeitungskräfte besser aufnehmen und auf kürzeren Wegen in den Grundkörper leiten zu können, ist die taschenförmige Ausnehmung in dem Grundkörper 21 des Spannbackens 18 durch eine Schotte 26 zweigeteilt.
Um das Werkstück 25 in einer vorgegebenen Position spannen zu können, ist der Grundkörper 20 des Spannbacken 19 mit einem oder mehreren festen Anschlägen 27 und mit einem oder mehreren verstellbaren Anschlägen 28 ausgestattet. Durch eine größere Stückzahl und/oder größere Federrate der Federelemente im Spannbacken 18 wird das Werkstück 25 an die Anschläge 27, 28 im Spannbacken 19 gepresst, so dass eine sichere Spannung und Positionierung des Werkstückes gewährleistet wird.
Aus dieser Abbildung ist gut ersichtlich, dass die Federelemente 29 samt Druckelemente 30 und die Dämpfungskörper 22, 23, 24 sich auch an schräge Werkstückoberflächen anpassen können.
5 eine Spannvorrichtung für ein stranggepresstes dünnwandiges Aluminiumprofil 31. Der Spannbacken 32, der den Spanndruck auf die flache Seite des Aluminiumprofils ausübt, besteht aus einem flachen Grundkörper 33, der mit mehreren, mit Druckelementen 36 ausgestatteten Federelementen 35, die in einem Dämpfungskörper 34 eingebetet sind, bestückt ist. Weiterhin sind in dem Dämpfungskörper 34 mehrere Anschlagelemente 37 eingebetet, die für eine definierte Ausrichtung des zu bearbeitenden Profils sorgen. Die Druckelemente 36 sind in dem Dämpfungskörper 34 versenkt, so dass bei dem Spannvorgang die zäh-elastische Masse des Dämpfungskörpers 34 an dem Aluminiumprofil anliegt, dass für bessere Vibrationsdämpfung und Haftung sorgt.
Auf der gegenüberliegenden stark profilierten Seite des Aluminiumprofils enthält die Spannvorrichtung einen Spannbacken 55, der aus mehreren. auf einer, dem Aluminiumprofil in Form grob angepassten, Aufnahmeplatte 33 montierten Grundkörpern 39 besteht. Dabei kann jeder der Grundkörper 39 entweder nur einen oder mehrere hintereinander positionierte Federelemente 40 enthalten. Die Dämpfungskörper 41 sind hier so ausgebildet, dass sie einen Form- und/oder Kraftschluss sowohl mit den Federelementen 40 als auch mit den Druckelementen 42 bilden. Um größere Verformungen aufnehmen zu können sind in die Dämpfungskörper 41 Hohlräume 43 eingearbeitet.
Aus diesem Beispiel ist ersichtlich, dass die Erfindung eine beinahe unendliche Vielfalt von Möglichkeiten bietet auf relativ einfache und günstige Weise Spannvorrichtungen auch für Werkstücke mit sehr stark strukturierter Oberfläche herzustellen, die den Spanndruck werkstückschonend auf eine Vielzahl von Druckstellen verteilen.
6 einen Spannbacken zum Spannen von Werkstücken mit bogenförmigen Oberfläche. Hier ist die zu dem Werkstück zugewandte Seite des Grundkörpers 44 bogenförmig ausgeführt und ist mit Stiften 45 zur Fixierung der in Form von Druckfedern ausgeführten Federelementen 46 ausgestattet. Der Dämpfungskörper 47 ist als vorgefertigtes Formteil mit zylinderförmigen Ausnehmungen 48, in die die Federelemente 46 und die Druckelemente 49,52,53 eingepresst sind, hergestellt und ist mit Hilfe von Pressleisten 50 und Schrauben 5i an dem Grundkörper befestigt. Um die Lage und Ausrichtung des zu bearbeitenden Werkstückes im eingespannten Zustand genau definieren zu können ist das Druckelement 52 so ausgeführt, dass es einen festen (nicht einstellbaren) Anschlag bildet, wobei das Druckelement 53, das mit einem Innengewinde und darin verstellbaren Stellschraube 54 versehen ist, als einstellbare Anschlag dient.

1: Grundkörper 1
2: Federelement 1
3: Dämpfungskörper 1
4: Sackloch 1
5: Zum Werkstück zugewandte Seite 2
6: Dämpfungskörper 2
7: Druckelement 2
8: Grundkörpe 2
9: Senkbohrung 2
10: Taschenförmige Ausnehmung 2
11: Federelement 2
12: Gewindebuchse 2
13: Harte Schicht des Dämpfungskörpers 3
14: Weiche Schicht des Dämpfungskörpers 3
15: Federelement 3
16: Grundkörper 3
17: Taschenförmige Ausnehmung 3
18: Spannbacken 4
19: Spannbacken 4
20: Grundkörper 4
21: Grundkörper 4
22: Dämpfungskörper 4
23: Dämpfungskörper 4
24: Dämpfungskörper 4
25: Werkstück 4
26: Schotte 4
27: Feste Anschlag 4
28: Einstellbare Anschlag 4
29: Federelement 4
30: Druckelement 4
31: Aluprofil 5
32: Spannbacken 5
33: Grundkörper 5
34: Dämpfungskörper 5
35: Federelement 5
36: Druckelement 5
37: Anschlagelement 5
38: Aufnahmeplatte 5
39: Grundkörper 5
40: Federelement 5
41: Dämpfungskörper 5
42: Druckelement 5
43: Hohlraum 5
44: Grundkörper 6
45: Stift 6
46: Federelement 6
47: Dämpfungskörper 6
48: Zylinderförmige Ausnehmung 6
49: Druckelement 6
50: Pressleiste 6
51: Schraube 6
52: Druckelement mit Festanschlag 6
53: Druckelement mit einstellbarem Anschl. 6
54: Stellschraube 6
55: Spannbacken 5
56: Klebstoff 3

Claims

Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften, bestehend aus einem in einer Spannvorrichtung fest oder verstellbar montierten und die Spannkräfte aufnehmenden Grundkörper, der an der zu dem zu spannenden Werkstück zugewandten Seite mit einem oder mehreren Federelementen bestückt ist, die bei Anstellen des beweglichen Teiles der Spannvorrichtung gegen das Werkstück sich am Grundkörper als Wiederlager abstützen und einen federnden Spanndruck auf das Werkstück ausüben, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbacken mit einem vorzugsweise aus zäh-elastischen Stoffen bestehenden Dämpfungskörper ausgestattet ist, der spätestens nach dem Aufbau des benötigten Spanndruckes eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zu dem Grundkörper und zu den einzelnen Federelementen, bzw. zu den auf die Federelemente aufgesetzten Druckelementen bildet, so dass der Dämpfungskörper die Federelemente, bzw. die Druckelemente gegen die quer zu der Spannrichtung wirkende Kräfte stabilisiert und/oder die Vibration der Federelemente, bzw. der Druckelemente mindert.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente insbesondere in Form von spiralförmigen Druckfedern, Flachfedern, Tellerfedern, bzw. Federpaketen etc. ausgeführt sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente in Form entweder autarken, z.B. Gasfeder, oder mit einer einstellbaren Druckquelle verbundenen Fluidzylindern ausgeführt sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente auf der zu dem Werkstück zugewandten Seite mit eventuell auswechselbaren Druckelementen, die vorzugsweise bezüglich der Form und/oder der Werkstoffeigenschaften an die Form, Beschaffenheit, bzw. Härte der Werkstückoberfläche angepasst sind, und die mit den Federelementen und/oder dem Dämpfungskörper einen Form- und/oder Kraftschluss bilden, ausgestattet sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Druckelemente so ausgeführt werden, dass sie in dafür vorgesehene Ausnehmungen in dem Grundkörper eingreifen und dort vorzugsweise in einem elastischen Gleitlager radial geführt werden
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente, bzw. die Druckelemente auf der zu dem Werkstück zugewandten Seite aus dem Dämpfungskörper hinausragen, oder mit ihm bündig sind, oder in einer Senkung versenkt sind, oder von der zäh-elastischen Masse überdeck sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper auf der zu dem Werkstück zugewandten Seite so ausgebildet ist, dass dessen zäh-elastische Masse spätestens nach dem Aufbau des benötigten Spanndruckes zumindest stellenweise gegen das zu bearbeitende Werkstück gepresst wird.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- bzw. Formschluss zwischen dem Dämpfungskörper und dem Grundkörper und/oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Federelementen und/oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Druckelementen durch konstruktive, bzw. fertigungstechnische Maßnahmen wie Eingießen, Einpressen, Verkleben, Schrauben, Klemmen etc. bei der Fertigung des Spannbackens hergestellt wird.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- bzw. Formschluss zwischen dem Dämpfungskörper und dem Grundkörper und/oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Federelementen und/oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Druckelementen durch die von den Spannkräften und/oder durch Krafteinfluss einer dafür vorgesehenen schaltbaren Vorrichtung hervorgerufene Verformung der Federelemente und/oder des Dämpfungskörpers und/oder des Grundkörpers erzeugt und/oder verstärkt wird.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper mindestens teilweise in dem Grundkörper versenkt ist und/oder durch mit dem Grundkörper verbundene und in den Dämpfungskörper eingreifende Schotten stabilisiert ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zäh-elastische Masse des Dämpfungskörpers mit Armierungen aus Faser, Draht, oder aus Faser- bzw. Drahtgewebe verstärkt ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper aus mehreren miteinander verbunden oder getrennt angeordneten Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Härte, Elastizität etc. aufgebaut ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper, um größere Verformungen aufnehmen zu können, mit Hohlräumen versehen ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Grundkörper mehrere von einander getrennte und einen oder mehrere Federelemente umfassende Dämpfungskörper montiert sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere auf einer Aufnahmeplatte, die eventuell der form des Werkstückes grob angepasst ist, montierte Grundkörper beinhaltet.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper und/oder der Dämpfungskörper und/oder die Federelemente und/oder die Druckelemente mindestens grob der Form des zu spannenden Werkstückes angepasst sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Federelementen mit unterschiedlichen Eigenschaften, wie Form, Federkonstante, Wirkungsart usw. ausgestattet ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er, zur definierten Ausrichtung des Werkstückes, mit feststehenden (nicht justierbaren) und/oder mit justierbaren Anschlagelementen ausgestattet ist, die in die Federelemente und/oder in den Dämpfungskörper und/oder in den Grundkörper und/oder in die den Grundkörper tragende Aufnahmeplatte integriert sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die justierbare Anschlagelemente sich vor und/oder nach dem Aufbau der Spannkräfte vertellen und arretieren lassen.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder beiden der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung der einstellbaren Anschlagelemente mittels einer motorisch betriebenen und vorzugsweise mit Positioniersteuerung und Arretierungsmöglichkeit versehenen Vorrichtung (z.B. einem Gewindetrieb) vorgenommen wird.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbacken mit einer relativ zu dem Grundkörper anstellbaren Justiervorrichtung ausgestattet wird, so dass das Werkstück zuerst in dieser Justiervorrichtung ausgerichtet und fixiert wird, und anschließend der Grundkörper gegen das Werkstück gedrückt wird,
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er nur als vibrationsdämpfendes Zusatzelement in Kombination mit konventionellen Spannvorrichtungen verwendet wird.