DE19902568C2 - Spanneinrichtung, insbesondere Mehrfachspanneinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung, insbesondere Mehrfachspanneinrichtung, mit wenigstens einem an einer Basisschiene (2) angeordneten Spannmodul (4), das ein verschiebbar an der Basisschiene (2) gehaltenes und in unterschiedlichen Positionen an dieser fixierbares Grundelement (6) und ein Spannelement, das an dem Grundelement (6) zum Spannen eines Werkstücks (24) gegen ein weiteres an der Basisschiene (2) vorgesehenes Spannmodul (4) oder Anschlagmodul (3) verschiebbar angeordnet ist, aufweist, wobei das Spannelement an dem Grundelement (6) durch eine Schraube (8) gehalten ist und eine Auflaufschräge (10) aufweist, die beim Festziehen der Schraube (8) mit einer Gegenfläche (12) zusammenwirkt, um die Bewegung der Schraube (8) in eine Spannbewegung des Spannelements umzusetzen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Spannelement ein quer zur Führungsrichtung des Spannmoduls (4) und insbesondere in Axialrichtung der Schraube (8) verschiebbar am Grundelement (6) angeordnetes Betätigungselement (11), das durch Festziehen der Schraube (8) in Richtung der Basisschiene (2) bewegbar ist, und ein parallel zur Basisschiene (2) am Grundelement (6) bewegbar angeordnetes Spannbackenelement (9) aufweist, wobei am Betätigungselement (11) und am Spannbackenelement (9) Auflaufschrägen (10, 12) ausgebildet sind, die miteinander zusammenwirken, um bei einem Festziehen der Schraube (8) die Bewegung des Betätigungselements (11) in eine Bewegung des Spannbackenelements (9) ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung, und insbesondere eine Mehrfachspanneinrichtung mit wenig­ stens einem an einer Basisschiene angeordneten Spannmo­ dul, das ein verschiebbar an der Basisschiene gehaltenes und in unterschiedlichen Positionen an dieser fixierbares Grundelement und ein Spannelement, das an dem Grundele­ ment zum Spannen eines Werkstücks gegen ein weiteres an der Basisschiene vorgesehenes Spannmodul oder Anschlagmo­ dul verschiebbar angeordnet ist, aufweist, wobei das Spannelement an dem Grundelement durch eine Schraube ge­ halten ist und eine Auflaufschräge aufweist, die beim Festziehen der Schraube mit einer Gegenfläche zusammen­ wirkt, um die Bewegung der Schraube in eine Spannbewegung des Spannelements umzusetzen.

Spanneinrichtungen dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und werden insbesondere auf NC- gesteuerten Bearbeitungszentren, Bohr- und Fräsmaschinen, Koordinatenschleifmaschinen etc. eingesetzt, um gleich­ zeitig eine Vielzahl von Werkstücken auf einer Palette, einer Platte oder einem Maschinentisch zu spannen. Die bekannten Mehrfachspannsyteme sind modular aufgebaut und umfassen eine Basisschiene, an der in der Regel eine fe­ stes Anschlagmodul und mehrere Spannmodule vorgesehen sind, wobei jeweils ein Werkstück zwischen zwei Spannmo­ dulen oder zwischen einem Spannmodul und dem Anschlagmo­ dul gespannt werden kann. Die Spannmodule eines im Markt erhältlichen Mehrfachspannsystems, von dem die Erfindung ausgeht, und das in der DE 298 13 637 U1 beschrieben ist, besitzen dabei jeweils ein Grundelement, das an das Basisschiene verschiebbar angeordnet und in unter­ schiedlichen Positionen arretierbar ist, sowie ein Spann­ element, das am Grundelement entlang einer Schräge beweg­ bar geführt ist und zum Festspannen bzw. Lösen von Werk­ stücken mittels eines Innensechskantschlüssels bewegbar ist.

Das bekannte Mehrfachspannsystem hat sich in der Praxis durchaus bewährt. Es wird allerdings zum Teil als nach­ teilig empfunden, daß das Spannbackenelement bei seiner Bewegung entlang der Schrägfläche neben der reinen Spann­ bewegung parallel zur Basisschiene zusätzlich eine quer dazu gerichtete Niederzugkomponente in Richtung der Ba­ sisschiene ausführt. Auch wird es zum Teil als unvorteil­ haft angesehen, daß die Rüstzeiten dieses Spannsystems verhältnismäßig hoch sind, da das Grundelement an der Ba­ sisschiene durch vier Schrauben festgeklemmt ist, die beim Umrüsten zunächst gelöst und später wieder angezogen werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Bei­ behaltung guter Funktionsgenauigkeit leicht und schnell umgerüstet werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Spannelement ein quer zur Führungsrichtung des Spannmo­ duls und im wesenlichen in Axialrichtung der Schraube ver­ schiebbar am Grundelement angeordnetes Betätigungsele­ ment, das durch Festziehen der Schraube in Richtung der Basisschiene bewegbar ist, und ein parallel zur Basis­ schiene am Grundelement bewegbar angeordnetes Spannbac­ kenelement aufweist, wobei am Betätigungselement und am Spannbackenelement Auflaufschrägen ausgebildet sind, die miteinander zusammenwirken, um bei einem Festziehen der Schraube die Bewegung des Betätigungselements in eine Be­ wegung des Spannbackenelements umzusetzen. Diese Ausge­ staltung bietet den Vorteil, daß das Spannbackenelement eine reine Spannbewegung ausführt, d. h. die Spannbewegun­ gen parallel zur Basisschiene erfolgen.

Zweckmäßigerweise weist dabei das Spannbackenelement eine von der Schraube durchgriffene, in Bewegungsrichtung des Spannbackenelements länglich ausgebildete Durchgangsöff­ nung auf, die zum Grundelement hin geöffnet ist, so daß das Spannbackenelement von dem Grundelement ohne ein Lö­ sen der Schraube zur Seite hin abgezogen werden kann. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Spannbac­ kenelement auf einfache und schnelle Weise ausgetauscht werden kann. Um ein ungewolltes Lösen des Spannbackenele­ ments von dem Grundelement zu vermeiden, sollten aller­ dings Arretiermittel beispielsweise in der Form eines fe­ derbeaufschlagten Raststifts, der in eine Ausnehmung des Spannbackenelements eingreift, vorgesehen sein.

Im übrigen sollten die Auflaufschrägen in bevorzugter Weise unter einem Winkel von 45° zur Basisschiene ange­ ordnet sein, wodurch optimale Wegverhältnisse bei der Um­ setzung der Bewegung des Betätigungselements in die Bewe­ gung des Spannbackenelements erreicht werden und zudem auch noch sichergestellt wird, daß das Spannbackenelement nicht von dem Grundelement abhebt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein direkter Kraftverlauf von der Be­ tätigungsschraube in den T-Nutenstein erfolgt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Basisschiene eine T-Nut ausgebildet ist, in die ein T- Nutenstein eingesetzt ist, der mittels einer das Grunde­ lement eingeschraubten Schraube an dem Grundelement ange­ bracht und durch Festziehen der Schraube unter Fixierung des Spannmoduls gegen die Basisschiene spannbar ist, und daß die Schraube für die Befestigung des Spannelements an dem Grundelement das Spannelement und das Grundelement durchgreift und in den T-Nutenstein eingeschraubt ist.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt somit die Fixierung des Grundelements an der Basisschiene, indem der T- Nutenstein durch Festziehen der das Grundelement durch­ greifenden Schraube mit der Basisschiene verspannt wird. Die Rüstzeiten sind daher im Vergleich zu dem bekannten Spannsystem, bei dem die Fixierung des Grundelements an der Basisschiene durch vier Schrauben erfolgt, ver­ gleichsweise gering. Weiterhin ist auch die Schraube, durch welche das Spannelement an dem Grundelement ange­ bracht und betätigbar ist, in den T-Nutenstein einge­ schraubt. Dies hat den Vorteil, daß sich das Spannelement beim Spannen eines Werkstücks nicht "aufbäumen" kann.

Um die Anordnung möglichst kompakt und gut handhabbar zu gestalten, sind die beiden Schrauben vorzugsweise paral­ lel zueinander und insbesondere senkrecht zur Führungs­ richtung der T-Nut ausgerichtet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß an der von der Basisschiene wegweisenden Oberseite des Spannmoduls ein die Schrauben abdeckender Deckel angeordnet ist, in dem eine Öffnung vorgesehen ist, durch welchen die das Spannelement durchgreifende Schraube zugänglich ist. Durch diesen Deckel wird er­ reicht, daß die Spannmimik, durch welche das Grundelement und das Spannelement betätigbar sind, vor Verschmutzungen geschützt werden und somit das Spannmodul wenig anfällig gegen verschmutzungsbedingte Störungen ist.

Zweckmäßigerweise ist der T-Nutenstein in der T-Nut quer zur Führungsrichtung seitlich geführt, so daß über den T- Nutenstein auch eine seitliche Positionierung erfolgt. Des weiteren können an dem Grundelement sowie der Basis­ schiene zusammenwirkende Zahnleisten vorgesehen sein, über welche mit kleiner Teilung eine reproduzierbare Po­ sitioniergenauigkeit des Grundelements in der Führungs­ richtung der T-Nut erzielt werden kann.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol­ gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Be­ zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 im Längsschnitt eine Ausführungsform einer Spanneinrichtung gemäß der vorliegenden Er­ findung,

Fig. 2 die Spanneinrichtung aus Fig. 1 in Drauf­ sicht,

Fig. 3 die Spanneinrichtung aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Längs­ schnitt durch ein Spannmodul der Spannein­ richtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 5 das Spannmodul aus Fig. 4 im Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Spanneinrichtung dargestellt, wie sie beispielsweise auf NC-gesteuerten Bearbeitungszentren, Bohr- und Fräsmaschinen, Koordinatenschleifmaschinen etc. eingesetzt werden, um gleichzeitig eine Vielzahl von Werkstücken auf einer Palette, einer Platte oder einem Maschinentisch zu spannen. Zu der Spanneinrichtung 1 ge­ hört eine Basisschiene 2, die beispielsweise an einem Ma­ schinentisch ortsfest anbringbar ist. In der dargestell­ ten Ausführungsform liegt die Basisschiene 2 horizontal, es ist aber auch möglich, sie schräg oder vertikal anzu­ ordnen. An der Basisschiene 2 sind ein Anschlagmodul 3 sowie mehrere Spannmodule 4, von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind, verstellbar angebracht. Die Basisschiene 2 weist dazu in ihrer Oberseite eine T-Nut 5 auf, in der das Anschlagmodul 3 sowie die Spannmodule 4 verschiebbar angeordnet sind.

Die Spannmodule 4 besitzen jeweils ein L-förmiges Grund­ element 6, das über einen in die T-Nut 5 eingreifenden T- Nutenstein 7 an der Basisschiene 2 gehalten ist. Der T- Nutenstein 7 ist an dem Grundelement 6 durch eine Schrau­ be 8 befestigt, die das Grundelement 6 etwa senkrecht zur Führungsrichtung der T-Nut 5 durchgreift und in den T- Nutenstein 7 eingeschraubt ist. An dem horizontalen Schenkel des L-förmigen Grundelements 6 ist ein Spannbac­ kenelement 9 parallel zur Führungsrichtung der T-Nut 5, d. h. hier in horizontaler Richtung, verschiebbar geführt und weist an seiner zum vertikalen Schenkel des Grundele­ ments 4 weisenden Rückseite eine Schrägfläche 10 auf, die um 45° zur Basisschiene 2 geneigt ist. Auf dieser Auf­ laufschräge 10 liegt ein Betätigungselement 11 auf, das eine entsprechende um 45° zur Basisschiene 2 geneigte Auflaufschräge 12 aufweist und in vertikaler Richtung am Grundelement 4 geführt ist.

Das Spannbackenelement 9 und das Betätigungselement 11 sind an dem Grundelement 6 durch eine Schraube 13 fi­ xiert, die eine Bohrung 14 in dem Betätigungselement 11 und einen parallel zur Führungsrichtung der T-Nut 5 ver­ laufenden Langschlitz 15 in dem Spannbackenelement 9, der zum vertikalen Schenkel des Grundelements 6 offen ist, sowie den horizontalen Schenkel des Grundelements 4 durchgreift und in den T-Nutenstein 7 eingeschraubt ist. Dabei liegt der Kopf der Schraube 13 auf dem Betätigungs­ element 11 auf, so daß diese in Richtung der Basisschiene 2 niedergedrückt wird, wenn die Schraube 13 festgezogen wird, wobei diese vertikale Bewegung des Betätigungs­ elements durch Zusammenwirken der beiden Auflaufschrägen 10, 12 in eine horizontale Spannbewegung des Spannbac­ kenelements 9 umgesetzt wird.

Der Langschlitz 15 in dem Spannbackenelement 9 ist des­ halb offen zum vertikalen Schenkel des Grundelements 6 gehalten, damit das Spannbackenelement 9 in horizontaler Richtung von dem Grundelement 6 abgezogen werden kann, wodurch Umrüstvorgänge erleichtert werden. Um dabei ein unbeabsichtigtes Lösen zu verhindern, ist, wie insbeson­ dere in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, in das Grun­ delement 6 ein Federstift 25 eingeschraubt, der mit einer Ausnehmung in dem Spannbackenelement 9 in rastendem Ein­ griff steht.

Die beiden Schrauben 8, 13 des Spannmoduls 4 sind als In­ nensechskantschrauben ausgebildet, und an der von der Ba­ sisschiene 2 wegweisenden Oberseite des Spannmoduls 4 ist ein die beiden Schrauben 8, 13 abdeckender Deckel 16 an­ gebracht, in dem eine Öffnung 17 vorgesehen ist, durch welche die Schraube 13 zur Betätigung des Spannbackenele­ ments 9 für einen Innensechskantschlüssel zugänglich ist. Der Deckel 16 schützt die Spannmimik im Inneren des Spannmoduls 4 vor Verschmutzungen.

Die Fixierung des Spannmoduls 4 an der Basisschiene 2 er­ folgt, indem der T-Nutenstein 7 durch Festziehen der den vertikalen Schenkel des Grundelements 6 durchgreifenden Schraube 8 gegen die Oberseite der T-Nut 5 in der Basis­ schiene verspannt wird, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist, und kann in umgekehrter Weise durch Losdrehen der Schraube 8 wieder von der Basisschiene 2 gelöst werden, wobei schon ein leichtes Lösen ausreichend ist, um das Grundelement 4 bei Umrüstvorgängen entlang der Basis­ schiene 2 verschieben zu können. Um hierbei mit hoher Wiederholungsgenauigkeit das Spannmodul 4 exakt positio­ nieren zu können, sind an der Oberseite der Basisschiene und an der Unterseite des Grundelements 6 Zahnleisten 18, 19 vorgesehen, die zur Positionierung des Spannmoduls 4 miteinander in Eingriff gebracht werden können.

Das Anschlagmodul 3 besitzt einen Grundkörper 20, der ebenfalls über einen T-Nutenstein 7 an der Basisschiene 2 fixierbar ist. Der T-Nutenstein 7 ist in diesem Fall mit­ tels zweier Schrauben 21, 22, die den Grundkörper 20 durchgreifen und in den T-Nutenstein 7 eingeschraubt sind, fixierbar. Die beiden Schrauben 21, 22 sind auch hier durch einen Deckel 23 gegen Verschmutzungen ge­ schützt. Auch der Grundkörper 20 weist an seiner Unter­ seite eine Zahnleiste 24 auf, die mit der Zahnleiste 19 der Basisschiene 2 in Eingriff bringbar ist, um das An­ schlagmodul 3 genau zu positionieren.

Mit der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung 1 lassen sich Werkstücke entweder zwischen zwei Spannmodulen 4 oder zwischen einem Spannmodul 4 und dem Anschlagmodul 3 fi­ xieren, wobei beide Varianten in Fig. 1 dargestellt sind. Zum Spannen eines Werkstücks 24 wird das Werkstück 24 zwischen dem Grundkörper 20 des Anschlagmoduls 3 bzw. dem vertikalen Schenkel des Grundelements 6 eines Spann­ moduls einerseits und dem Spannbackenelement 9 eines be­ nachbarten Spannmoduls 4 positioniert, wie dies für das linke Werkstück 24 in Fig. 1 gezeigt ist. Anschließend wird die Schraube 13 festgezogen, wodurch das Betätigung­ selement 11 in Richtung der Basisschiene 3 bewegt wird. Diese vertikale Bewegung wird über die Auflaufschrägen 10, 12 am Betätigungselement 11 und dem Spannbackenele­ ment 9 in eine horizontalen Spannbewegung des Spannbac­ kenelements 9 umgesetzt, wodurch das Werkstück 24 fixiert wird (siehe rechtes Werkstück 24 in Fig. 1).

In umgekehrter Weise können die Werkstücke nach der Bear­ beitung wieder gelöst werden, indem die Schraube 13 ge­ löst wird.

Claims (11)

1. Spanneinrichtung, insbesondere Mehrfachspanneinrich­ tung mit wenigstens einem an einer Basisschiene (2) angeordneten Spannmodul (4), das ein verschiebbar an der Basisschiene (2) gehaltenes und in unterschiedli­ chen Positionen an dieser fixierbares Grundelement (6) und ein Spannelement, das an dem Grundelement (6) zum Spannen eines Werkstücks (24) gegen ein weiteres an der Basisschiene (2) vorgesehenes Spannmodul (4) oder Anschlagmodul (3) verschiebbar angeordnet ist, aufweist, wobei das Spannelement an dem Grundelement (6) durch eine Schraube (8) gehalten ist und eine Auflaufschräge (10) aufweist, die beim Festziehen der Schraube (8) mit einer Gegenfläche (12) zusammen­ wirkt, um die Bewegung der Schraube (8) in eine Spannbewegung des Spannelements umzusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement ein quer zur Führungsrichtung des Spannmoduls (4) und im wesentli­ chen in Axialrichtung der Schraube (8) verschiebbar am Grundelement (6) angeordnetes Betätigungselement (11), das durch Festziehen der Schraube (8) in Rich­ tung der Basisschiene (2) bewegbar ist, und ein par­ allel zur Basisschiene (2) am Grundelement (6) beweg­ bar angeordnetes Spannbackenelement (9) aufweist, wo­ bei am Betätigungselement (11) und am Spannbackenele­ ment (9) Auflaufschrägen (10, 12) ausgebildet sind, die miteinander zusammenwirken, um bei einem Festzie­ hen der Schraube (8) die Bewegung des Betätigungsele­ ments (11) in eine Bewegung des Spannbackenelements (9) umzusetzen.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auflaufschrägen (10, 12) unter ei­ nem Winkel von 45° zur Basissschiene (2) angeordnet sind.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Spannbackenelement (9) eine von der Schraube (8) durchgriffene, in Bewegungsrichtung des Spannbackenelements (9) länglich ausgebildete Durchgangsöffnung (15) aufweist.

4. Spanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchgriffsöffnung (15) zum Grund­ element (6) hin geöffnet ist, so daß das Spannbac­ kenelement dem Grundelement (6) ein Lösen der Schrau­ be (8) zur Seite hin abgezogen werden kann.

5. Spanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Spannelement Sicherungsmittel zur Fixierung des Spannbackenelements (9) an dem Grundelement (6) vorgesehen sind.

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sicherungsmittel einen im Grundele­ ment (6) angeordneten Federstift (25) aufweist, der mit einer Ausnehmung (26) im Spannbackenelement (9) in lösbarem Eingriff steht.

7. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundelement (6) und der Basisschiene (2) Zahnleisten (18, 19) vorge­ sehen sind, die zur Positionierung des Grundelements (6) in der Führungsrichtung der T-Nut (5) in Eingriff bringbar sind.

8. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Basisschiene (2) eine T-Nut (5) ausgebildet ist, in die ein T- Nutenstein (7) eingesetzt ist, der mittels einer das Grundelement (6) durchgreifenden und in den T- Nutenstein (7) eingeschraubten Schraube (13) an dem Grundelement (6) angebracht und durch Festziehen der Schraube (13) unter Fixierung des Spannmoduls (4) ge­ gen die Basisschiene (2) spannbar ist, und daß die Schraube (8) für die Befestigung des Spannelements an dem Grundelement (6) das Spannelement und das Grunde­ lement (6) durchgreift und in den T-Nutenstein (7) eingeschraubt ist.

9. Spanneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Schrauben (8, 13) parallel zueinander ausgerichtet sind und insbesondere senk­ recht zur Führungsrichtung der T-Nut (5) verlaufen.

10. Spanneinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der von der Basisschiene (2) wegweisenden Oberseite des Spannmoduls (4) ein die Schrauben (8, 13) abdeckender Deckel (16) angeordnet ist, in dem eine Öffnung (17) vorgesehen ist, durch welche die das Spannelement durchgreifende Schraube (13) zugänglich ist.

11. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der T-Nutenstein (7) in der T-Nut (5) quer zur Führungsrichtung seitlich ge­ führt ist.