DE10330528B4

DE10330528B4 - Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften

Info

Publication number: DE10330528B4
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: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2023-07-06
Also published as: DE10330528A1

Abstract

Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften, bestehend aus einem in einer Spannvorrichtung fest oder verstellbar montierten und die Spannkräfte aufnehmenden Grundkörper (1 ), der an der zu dem zu spannenden Werkstück (13) zugewandten Seite mit einem oder mehreren Federelementen (2) bestückt ist, die bei Anstellen des beweglichen Teiles der Spannvorrichtung gegen das Werkstück sich am Grundkörper (1) als Wiederlager abstützen und einen federnden Spanndruck auf das Werkstück ausüben, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbacken mit einem aus zäh-elastischen Stoffen bestehenden Dämpfungskörper (3) ausgestattet ist, der spätestens nach dem Aufbau des benötigten Spanndruckes eine form- oder kraftschlüssige Verbindung zu dem Grundkörper (1) und zu den einzelnen Federelementen (2), bzw. zu auf die Federelemente (2) aufgesetzten Druckelementen (6) bildet, so dass der Dämpfungskörper (3) die Federelemente (2) oder die Druckelemente (6) gegen die quer zu der Spannrichtung wirkende Kräfte stabilisiert oder die Vibration der Federelemente (2) oder der Druckelemente (6) mindert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannbacken mit Vibrationsdämpfenden Eigenschaften entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Spannbacken werden in Spannvorrichtungen bei der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mit größeren Formtoleranzen bzw. mit unebener oder druckempfindlicher Oberfläche, z.B. Aluminiumhohlprofilen, Guss- oder Schmiedeteilen etc. verwendet.
Aus der Praxis ist bekannt, dass das Festspannen von Werkstücken mit unebener 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 Fließen 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 auch die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächenqualität, vermindert.
Man hat schon mehrere Versuche unternommen um einen Spannbacken zu entwickeln, 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 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 Lösungsansätzen:

1. In der Metallbaubranche, bei der Bearbeitung von Aluprofilen werden die Spannbacken eines Spannstockes 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. Die Fließeigenschaften 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. In Bearbeitungszentren für Aluminiumprofile werden mehrere Spannbacken mittels Druckfedern gegen die Profiloberfläche 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, siehe EP 0 854 771 B1 und DE 42 39 180 A1 , 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, längere Zeiten wartungsfrei und sicher zu funktionieren.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei sieht die erfindungsgemäße Konstruktion des Spannbackens vor, dass an einem in einer Spannvorrichtung integrierten, feststehenden 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- oder kraftschlüssig verbundenen zäh-elastischen Dämpfungskörper eingebettet 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 eingebetteten 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, daren 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 versehen, 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 eingebettet 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 oder 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, Draht- oder 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, 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 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 oder um die Druckelemente, vorgesehen werden.

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

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion sieht vor, dass der Kraft- oder Formschluss zwischen dem Dämpfungskörper und dem Grundkörper oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Federelementen oder zwischen dem Dämpfungskörper und den Druckelementen durch die von den Spannkräften oder durch Krafteinfluss einer dafür vorgesehenen schaltbaren Vorrichtung hervorgerufene Verformung der Federelemente oder des Dämpfungskörpers oder des Grundkörpers erzeugt 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 aufweisen, kann ein Spannbacken mit Federelementen mit unterschiedlichen Eigenschaften, wie Form, Federkonstante oder Wirkungsart, 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 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 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- 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 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. Es zeigen:
1: einen erfindungsgemäßen Spannbacken
2: eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion
3: eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion
4: eine Spannvorrichtung mit zwei erfindungsgemäßen Spannbacken
5: eine Spannvorrichtung für ein stranggepresstes dünnwandiges Aluminiumprofil
6: einen Spannbacken zum Spannen von Werkstücken mit bogenförmiger Oberfläche
1 zeigt 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 zeigt einen Spannbacken, der folgende Komponenten enthält:

– einen mit Senkbohrungen 7 für die Befestigung des Dämpfungskörpers 3 versehenen Grundkörper 1, der auf der dem Werkstück zugewandten Seite 5 eine taschenförmige Ausnehmung 8 zur Aufnahme der Verformungen der Federelemente 2 und des Dämpfungskörpers 3 aufweist;
– einen aus zäh-elastischen Stoffen als Formstück vorgefertigten mit Gewindebuchsen 9 und für die Druckelemente 6 vorgesehenen Aufnahmeöffnungen ausgestatteten Dämpfungskörper 3;
– mehrere, in den Dämpfungskörper 3 form- oder kraftschlüssig (z.B. durch Einpressen oder Einkleben) eingebaute Druckelemente 6;
– mehrere in die Druckelemente 6 eingreifende und am Grundkörper 1 abgestützte in Form von Spiralfedern ausgeführte Federelemente 2.

Hier wird der Spanndruck von den Druckelementen 6 über die Federelemente 2 in den Grundkörper 1 geleitet, wobei der am Grundkörper festgeschraubte Dämpfungskörper 3 die zu der Spannrichtung quer wirkende Bearbeitungskräfte aufnimmt und die Vibration der Druckelemente mindert. Dank der in den Grundkörper 1 eingearbeiteten taschenförmigen Ausnehmung 8 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 1 nach Bedarf verschiedene Dämpfungskörper 3, Federelemente 2, sowie Druckelemente 6 montiert werden können, dass zu Minimierung der Beschaffungskosten und leichten Auswechslung der Verschleißteile führt.
3 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion, bei der der Dämpfungskörper schichtweise aufgebaut ist, wobei die zu dem Werkstück zugewandte härtere Schicht 10 für die Aufnahme der Vibration und der Querkräfte zuständig ist und die weichere Schicht 11 erlaubt einerseits größere Federwege der Federelemente 2 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 8 in dem Grundkörper 1 versenkt und mit dem Grundkörper mittels vorteilhaft elastischen Klebstoffes 28, einer Vergussmasse, oder ähnlichem verbunden. Durch den Aufbau des Dämpfungskörpers aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Elastizität können besonders gute vibrationsdämpfende Ergebnisse erzielt werden.
4 zeigt eine Spannvorrichtung, die aus zwei erfindungsgemäßen Spannbacken 12 besteht. Dabei sind die Grundkörper 1, die Dämpfungskörper 3, sowie die Federelemente 2 beider Spannbacken grob der Form des Werkstückes 13 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 1 des Spannbackens 12 durch eine Schotte 14 zweigeteilt.
Um das Werkstück 13 in einer vorgegebenen Position spannen zu können, ist der Grundkörper 1 des Spannbacken 12 mit einem oder mehreren festen Anschlägen 15 und mit einem oder mehreren einstellbaren Anschlägen 16 ausgestattet. Durch eine größere Stückzahl oder größere Federrate der Federelemente im Spannbacken 12 wird das Werkstück 13 an die Anschläge 15, 16 im Spannbacken 12 gepresst, so dass eine sichere Spannung und Positionierung des Werkstückes gewährleistet wird.
Aus dieser Abbildung ist gut ersichtlich, dass die Federelemente 2 samt Druckelemente 6 und die Dämpfungskörper 3 sich auch an schräge Werkstückoberflächen anpassen können.
5 zeigt eine Spannvorrichtung für ein stranggepresstes dünnwandiges Aluminiumprofil 17. Der Spannbacken 12, der den Spanndruck auf die flache Seite des Aluminiumprofils ausübt, besteht aus einem flachen Grundkörper 1, der mit mehreren, mit Druckelementen 6 ausgestatteten Federelementen 2, die in einem Dämpfungskörper 3 eingebettet sind, bestückt ist. Weiterhin sind in dem Dämpfungskörper 3 mehrere Anschlagelemente 15 eingebetet, die für eine definierte Ausrichtung des zu bearbeitenden Profils sorgen. Die Druckelemente 6 sind in dem Dämpfungskörper versenkt, so dass bei dem Spannvorgang die zäh-elastische Masse des Dämpfungskörpers an dem Aluminiumprofil anliegt, dass für bessere Vibrationsdämpfung und Haftung sorgt.
Auf der gegenüberliegenden stark profilierten Seite des Aluminiumprofils enthält die Spannvorrichtung einen Spannbacken 12, der aus mehreren auf einer, dem Aluminiumprofil in Form grob angepassten, Aufnahmeplatte 19 montierten Grundkörpern besteht. Dabei kann jeder der Grundkörper entweder nur einen oder mehrere hintereinander positionierte Federelemente 2 enthalten. Die Dämpfungskörper sind hier so ausgebildet, dass sie einen Form- oder Kraftschluss sowohl mit den Federelementen als auch mit den Druckelementen bilden. Um größere Verformungen aufnehmen zu können sind in die Dämpfungskörper Hohlräume 20 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 zeigt einen Spannbacken zum Spannen von Werkstücken mit bogenförmigen Oberfläche. Hier ist die zu dem Werkstück zugewandte Seite des Grundkörpers 1 bogenförmig ausgeführt und ist mit Stiften 21 zur Fixierung der in Form von Druckfedern ausgeführten Federelementen 2 ausgestattet. Der Dämpfungskörper 3 ist als vorgefertigtes Formteil mit zylinderförmigen Ausnehmungen 22, in die die Federelemente und die Druckelemente 6 eingepresst sind, hergestellt und ist mit Hilfe von Pressleisten 23 und Schrauben 24 an dem Grundkörper befestigt. Um die Lage und Ausrichtung des zu bearbeitenden Werkstückes im eingespannten Zustand genau definieren zu können ist das Druckelement 25 so ausgeführt, dass es einen festen (nicht einstellbaren) Anschlag bildet, wobei das Druckelement 26, das mit einem Innengewinde und darin verstellbaren Stellschraube 27 versehen ist, als einstellbare Anschlag dient.

1: Grundkörper
2: Federelement
3: Dämpfungskörper
4: Sackloch
5: Zum Werkstück zugewandte Seite
6: Druckelement
7: Senkbohrung
8: Taschenförmige Ausnehmung
9: Gewindebuchse
10: Harte Schicht des Dämpfungskörpers
11: Weiche Schicht des Dämpfungskörpers
12: Spannbacken
13: Werkstück
14: Schotte
15: Fester Anschlag
16: Einstellbarer Anschlag
17: Aluprofil
18: Anschlagelement
19: Aufnahmeplatte
20: Hohlraum
21: Stift
22: Zylinderförmige Ausnehmung
23: Pressleiste
24: Schraube
25: Druckelement mit Festanschlag
26: Druckelement mit einstellbarem Anschl.
27: Stellschraube
28: Klebstoff

Claims

Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften, bestehend aus einem in einer Spannvorrichtung fest oder verstellbar montierten und die Spannkräfte aufnehmenden Grundkörper (1 ), der an der zu dem zu spannenden Werkstück (13) zugewandten Seite mit einem oder mehreren Federelementen (2) bestückt ist, die bei Anstellen des beweglichen Teiles der Spannvorrichtung gegen das Werkstück sich am Grundkörper (1) als Wiederlager abstützen und einen federnden Spanndruck auf das Werkstück ausüben, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbacken mit einem aus zäh-elastischen Stoffen bestehenden Dämpfungskörper (3) ausgestattet ist, der spätestens nach dem Aufbau des benötigten Spanndruckes eine form- oder kraftschlüssige Verbindung zu dem Grundkörper (1) und zu den einzelnen Federelementen (2), bzw. zu auf die Federelemente (2) aufgesetzten Druckelementen (6) bildet, so dass der Dämpfungskörper (3) die Federelemente (2) oder die Druckelemente (6) gegen die quer zu der Spannrichtung wirkende Kräfte stabilisiert oder die Vibration der Federelemente (2) oder der Druckelemente (6) mindert.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (2) in Form von spiralförmigen Druckfedern, Flachfedern, Tellerfedern oder Federpaketen ausgeführt sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (2) in Form von autarken Fluidzylindern, z.B. Gasfeder, oder mit einer einstellbaren Druckquelle verbundenen Fluidzylindern ausgeführt sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (2) auf der zu dem Werkstück zugewandten Seite (4) mit festen oder auswechselbaren Druckelementen (6) ausgestattet sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Druckelemente (6) so ausgeführt werden, dass sie in dafür vorgesehene Ausnehmungen in dem Grundkörper (1) eingreifen und dort vorzugsweise in einem elastischen Gleitlager radial geführt werden.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (2), oder die Druckelemente (6) auf der zu dem Werkstück zugewandten Seite (4) aus dem Dämpfungskörper (3) hinausragen, oder mit ihm bündig sind, oder in einer Senkung versenkt sind, oder von der zäh-elastischen Masse überdeckt sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- oder Formschluss zwischen dem Dämpfungskörper (3) und dem Grundkörper (1) oder zwischen dem Dämpfungskörper (3) und den Federelementen (2) oder zwischen dem Dämpfungskörper (3) und den Druckelementen (6) durch konstruktive oder fertigungstechnische Maßnahmen wie Eingießen, Einpressen, Verkleben, Schrauben oder Klemmen bei der Fertigung des Spannbackens hergestellt wird.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- oder Formschluss zwischen dem Dämpfungskörper (3) und dem Grundkörper (1) oder zwischen dem Dämpfungskörper (3) und den Federelementen (2) oder zwischen dem Dämpfungskörper (3) und den Druckelementen (6) durch die von den Spannkräften oder durch Krafteinfluss einer dafür vorgesehenen schaltbaren Vorrichtung hervorgerufene Verformung der Federelemente (2) oder des Dämpfungskörpers (3) oder des Grundkörpers (1) erzeugt oder verstärkt wird.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (3) mindestens teilweise in dem Grundkörper (1) versenkt ist oder durch mit dem Grundkörper (1) verbundene und in den Dämpfungskörper (3) eingreifende Schotten (14) stabilisiert ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zäh-elastische Masse des Dämpfungskörpers (3) mit Armierungen aus Faser, Draht, oder aus Faser- oder Drahtgewebe verstärkt ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (3) aus mehreren miteinander verbunden oder getrennt angeordneten Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Härte oder Elastizität aufgebaut ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (3), um größere Verformungen aufnehmen zu können, mit Hohlräumen (20) versehen ist.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Grundkörper (1) mehrere von einander getrennte und einen oder mehrere Federelemente (2) umfassende Dämpfungskörper (3) montiert sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbacken mehrere auf einer Aufnahmeplatte (19) montierte Grundkörper (1) beinhaltet.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) oder der Dämpfungskörper (3) oder die Federelemente (2) oder die Druckelemente (6) oder die Aufnahmeplatte (19) der Form des zu spannenden Werkstückes (13) angepasst sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (2) unterschiedliche Eigenschaften, wie Form, Federkonstante oder Wirkungsart ausweisen.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,dass der Spannbacken zur definierten Ausrichtung des Werkstückes mit feststehenden (nicht einstellbaren) oder mit einstellbaren Anschlagelementen (15, 16, 18) ausgestattet ist die in die Federelemente (2) oder in den Dämpfungskörper (3) und/oder in den Grundkörper (1) oder in die den Grundkörper (1) tragende Aufnahmeplatte (19) integriert sind.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach dem Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbaren Anschlagelemente (16) sich vor oder nach dem Aufbau der Spannkräfte verstellen und arretieren lassen.
Ein Spannbacken mit vibrationsdämpfenden Eigenschaften nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung der einstellbaren Anschlagelemente (16) 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 der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbacken mit einer relativ zu dem Grundkörper (1) einstellbaren 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 der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbacken nur als vibrationsdämpfendes Zusatzelement in Kombination mit konventionellen Spannvorrichtungen verwendet wird.