DE19921270A1

DE19921270A1 - Spannsystem mit Einzugsnippel und Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken

Info

Publication number: DE19921270A1
Application number: DE19921270A
Authority: DE
Inventors: Emil Stark
Original assignee: Individual
Current assignee: Stark Werkzeuggesellschaft Mbh Goetzis At
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-12-07

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Spannsystem mit einem Einzugsnippel und einem einer Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken sowie ein Verfahren zum Spannen von Werkstücken mit dem Spannsystem, wobei der Einzugsnippel und die Spannvorrichtung eine gemeinsame Einheit bilden, und die Klemmung des Werkstückes durch das Festspannen des Einzugsnippels erfolgt.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Spannsystem mit einem Einzugsnippel und einem einer Spannvorrichtung zum spannen von Werkstücken sowie ein Verfahren zum Spannen von Werkstücken mit dem Spannsystem nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 35.

Aus älteren Anmeldungen des Anmelders - z. B. DE-GM 29 61 5613.2 - ist es bekannt, einen Einzugsnippel in einem Schnellspannzylinder aufzunehmen, um eine Trägerplatte oder ein Werkstück unter Zuhilfenahme dieses Einzugsnippels zu spannen. Hierbei ist es bekannt, den Einzugsnippel fest mit dem zu spannenden Gegenstand z. B. eine Werkstückpalette, ein Werkstück oder dergleichen zu verbinden. Gleiches ergibt sich z. B. aus dem Patent P 43 41 743.4-14, wo es ebenfalls bekannt ist, den Einzugsnippel fest mit einem zu spannenden Gegenstand, z. B. einem Werkstück oder einer Aufspannpalette zu verbinden. Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der Nippel stets fest mit dem zu befestigenden und spannenden Gegenstand verbunden ist. Hierbei besteht der Nachteil, daß man ein Zwischenteil zwischen dem zu spannenden Werkstück und dem Nippel benötigt, nämlich eine Schnellspannpalette oder dergleichen, auf welche das zu bearbeitende Werkstück festgelegt wird. Dies bedeutet einen erhöhten Montage- und Herstellungsaufwand, denn man benötigt zur Festlegung des Werkstückes im Schnellspannzylinder letztenendes immer eine Aufspannpalette und Festhaltemittel wie z. B. Pratzen oder dergleichen mehr, welche das Werkstück auf der Werkstückpalette festlegen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einspannvorrichtung der Eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß sie wesentlich einfacher ausgebildet ist, kostengünstiger herstellbar ist und mit weniger Teilen auskommt.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre der Ansprüche 1 und 35 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß der Nippel gleichzeitig als Klemmwerkzeug für die klemmende Aufnahme des Werkstückes ausgebildet ist.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich also der Vorteil, daß eine zwischenliegende Werkstoffpalette oder auch Schnellspannpalette genannt nun entfallen kann, ebenso wie entsprechende Aufspannmittel, die benötigt wurden, um das Werkstück auf der Schnellspannpalette festzulegen. Denn erfindungsgemäß ist der Nippel nun gleichzeitig auch mit den Klemmitteln ausgebildet, die unmittelbar dazu dienen, das Werkstück klemmend mit dem Spannsystem zu verbinden.

Damit ergibt sich also der Vorteil einer wesentlichen Materialersparnis, einer Gewichtsersparnis und im Weiteren wird wesentliche Bauhöhe eingespart, denn das Werkstück kann nun unmittelbar klemmend mit dem Einzugsnippel verbunden werden, und es kann die zwischenliegende Werkstückpalette überhaupt entfallen. Damit können also deutlich höhere Werkstücke bearbeitet werden als bisher. Das bedeutet, daß nun Werkstücke bearbeitet werden können die vorher nicht bearbeitet werden konnten weil eben Bauhöhe im Spannsystem eingespart wurde. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man die Klemmittel auf besonders engem Raum an dem Einzugsnippel anordnen kann, wodurch der Vorteil besteht, daß nur sehr wenig Platz für die Einspannung des Werkstückes verwendet werden muß und daß daher am Werkstück eine Vielzahl derartiger Einzugsnippel mit zugeordneten Klemmorganen angeordnet werden können und diese somit auf engstem Raum an dem Werkstück vorhanden sind.

Diese raumsparenden Klemmittel, die unmittelbar mit dem Einzugsnippel verbunden werden können, ergeben besondere Vorteile wenn es sich um Drehteile handelt, bei denen es sich darum geht, daß die Längsachse des Einzugsnippels mit der Längsachse des einzuklemmenden Werkstückes zusammenfällt und die genannten Teile auf einer Drehmaschine mit der Rotationsachse um diese Längsachse herum verarbeitet werden können. Ansonsten bestehen bezüglich der Ausbildung der Werkstücke keinerlei Beschränkungen; die einzuklemmenden Werkstücke können rotationssymmetrisch ausgebildet sein, sie können scheibenförmig ausgebildet sein oder sie können eine beliebige Formgebung aufweisen. Die Klemmittel können sowohl zentral das Klemmstück klemmen, sie können aber auch das Werkstück einseitig oder an mehreren Seiten einklemmen.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die Klemmittel leicht lösbar ausgebildet sind, um zu gewährleisten, daß die Klemmung einfach lösbar ist, so daß das Werkstück innerhalb kürzester Zeit aus seiner Klemmverbindung mit seinem Einzugsnippel herausgezogen werden kann.

Für die Ausbildung des Einzugsnippels als Klemmorgan gibt es hierbei eine Vielzahl von Ausführungsformen, für die sämtlicher Schutz im Rahmen der vorliegenden Erfindung beansprucht wird.

Wesentlich bei allen Ausführungsformen ist, daß der Einzugsnippel zunächst mit einem Zentrieransatz verbunden ist, welcher Zentrieransatz in eine spielbehaftete Aufnahmeöffnung am Schnellspannzylinder eingreift und lediglich die radial außenliegenden Anlagefläche dieses Zentrieransatzes als Zentrierdurchmesser ausgebildet sind, so daß sich also der Zentrieransatz selbsttätig mit seinen radial außenliegenden Flächen in der Aufnahme des Schnellspannzylinder zentriert. Hierdurch wird also gesorgt, daß der Einzugsnippel stets zentrisch in den Schnellspannzylinder eingezogen wird und sich dort zentriert. Wichtig ist nun, daß nun außerhalb des Einzugsnippels Auflageflächen auf den umliegenden Flächen des Schnellspannzylinders gebildet werden, welche die Spannkraft auf die Klemmeinrichtung übertragen. Die Spannkraft wird also unmittelbar in eine Klemmkraft für die Festklemmung des Werkstückes übertragen, wodurch also hohe Klemmkräfte im Bereich einer ½ Tonne und 15 Tonnen übertragen werden können.

Es wird also in erfinderischer Weise die Einzugskraft des Schnellspannzylinders in eine Klemmkraft eines mit dem Einzugsnippels verbundenen Klemmorgans übertragen, und hiermit wird gleichzeitig das Werkstück gespannt.

Allen Ausführungsbeispielen ist im übrigen gemeinsam, daß das Werkstück Nullpunkt-orientiert gespannt wird, d. h., das Werkstück wird lagerichtig zu der Montagelage des Schnellspannzylinders gespannt, d. h. also, es wird eine Referenzlinie oder eine Bezugslinie geschaffen, die sowohl dem Schnellspannzylinder als auch dem Einzugsnippel als auch dem Werkstück gemeinsam ist, und als deren Längsmittenlinien (23, 24) ausgebildet sind, wodurch also eine einzige Referenzlinie ausreicht, das Werkstück hochgenau zu bearbeiten.

Diese Referenzlinie stimmt mit der Bearbeitungsreferenzlinie in der Werkstückbearbeitungsmaschine überein, und diese wiederum wird von der Steuerung erfasst und als Referenzlinie angesehen.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Einzugsnippels zur Bearbeitung von rotationssymmetrischen Werkstücken,

Fig. 2 Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Einzugsnippels mit Klemmorgan,

Fig. 3 Schnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Einzugsnippels mit Klemmjochen,

Fig. 4 Eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführungsform eines Einzugsnippels,

Fig. 5 Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Einzugsnippels mit einem Klemmfinger,

Fig. 6 Die Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 Eine gegenüber Fig. 6 abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 8 Eine Draufsicht auf Fig. 7,

Fig. 9 Schnitt durch eine weitere Klemmanordnung in einer weiteren Ausgestaltung,

Fig. 10 Eine gegenüber Fig. 9 abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 11 Eine gegenüber Fig. 10 abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 12 Eine weitere Ausführungsform für die Klemmvorrichtung eines Werkstückes,

Fig. 13 Eine gegenüber Fig. 12 abgewandelte Ausführungsform für die Klemmvorrichtung eines querliegenden Werkstückes,

Fig. 14 Schnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 13,

Fig. 15 Eine weitere Ausführungsform zur Klemmvorrichtung eines Werkstückes,

Fig. 16 Eine gegenüber Fig. 15 abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 17 Eine weitere, gegenüber Fig. 16 abgewandelte Ausführungsform.

In Fig. 1 ist allgemein dargestellt, daß ein Einzugsnippel 1 in ansich bekannter Weise aus einem unterem Teil besteht, der eine Ringnut 3 aufweist und der geeignet ist, mit diesem unteren Teil in einen nicht näher dargestellten Schnellspannzylinder einzugreifen.

Die Funktion des Schnellspannsystemes ist bereits in verschiedenen Anmeldungen und Patenten des Anmelders geschildert, und es wird in vollem Umfang z. B. auf das deutsche Patent P 43 41 743.4-14 Bezug genommen, wo ein derartiges Schnellspannsystem gezeigt ist. Die Offenbarung dieses Patentes soll voll inhaltlich in die Erfindungsbeschreibung der vorliegenden Erfindung aufgenommen sein.

Im oberen Bereich ist der Einzugsnippel 1 mit einem Zentriereinsatz 2 verbunden, der in eine spielbehaftete Aufnahmeöffnung 9 im Gehäuse des Schnellspannzylinders eingreift, wobei der Schnellspannzylinder hier lediglich als Deckel 6 dargestellt ist, in dem die genannte Aufnahmeöffnung 9 eingearbeitet ist.

Wichtig ist jedoch, daß der radial außenliegende Ansatz des Zentrieransatzes 2 als Zentrierdurchmesser 5 ausgebildet ist, der sich am Innenumfang der Aufnahmeöffnung 9 im Deckel 6 anliegt und dort zentriert.

Wichtig ist ferner, daß außerhalb des Zentrieransatzes 2 eine Auflagefläche 4 aus dem Einzugsnippel 1 gebildet wird, die mit einer zugeordneten, gegenüberliegenden Auflagefläche 7 auf dem Deckel 6 korrespondiert.

Der Zentrieransatz 2 hat also in Richtung der Längsmittenlinie 23 vertikales Spiel in der Aufnahmeöffnung 9 aber kein radiales Spiel; er wird radial zentriert.

Die Einzugskraft, welche auf den Einzugsnippel 1 in Pfeilrichtung 45 wirkt (siehe z. B. Fig. 4), wird also über die aufeinanderliegenden Auflageflächen 4,7 auf den Nippelkörper 8 übertragen. Dabei ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der untere Teil des Einzugsnippels 1 werkstoffeinstückig mit dem oberen Nippelkörper 8 verbunden.

Der obere Nippelkörper 8 weist hierbei eine zentrale Aufnahmebohrung 22 auf, deren Längsmittenlinie 24 mit der Längsmittenlinie 23 des Einzugsnippels 1 fluchtet. Hierdurch wird die vorher erwähnte Null-Punkt-orientierte Bearbeitung des Werkstückes 20 garantiert.

Die Aufnahmebohrung 22 ist als Paßbohrung für das Werkstück 20 ausgebildet.

Die Klemmschraube 21 dient hierbei nur zur Lagensicherung des Werkstückes 20 in der Aufnahmebohrung 22, weil die Toleranzen zwischen dem Werkstück 20 und der Aufnahmebohrung 22 so gewählt sind, daß das Werkstück praktisch nur mit unwesentlichen Spiel und mit einigen µ in der Aufnahmebohrung 22 gehalten ist.

Die Konusschrägen der Klemmschrauben 21 korrespondieren mit zugeordneten Konusschrägen im Werkstück 20, so daß auch hier ein eventuelles Spiel ausgeschaltet wird. Es handelt sich also um eine Klemmhalterung. Es wird also sowohl eine Fixierung des Werkstückes in axialer Richtung, als auch in radialer Richtung erreicht.

In Fig. 2 ist eine weitere Klemmvorrichtung dargestellt, bei der der Einzugsnippel 1 unmittelbar mit einem Klemmorgan verbunden ist. Hier ist der Einzugsnippel 1 wiederum werkstoffeinstückig mit einem Zentriereinsatz 10 verbunden, für den die gleichen Funktionen gelten wie vorhin anhand des Zentrieransatzes 2 beschrieben wurden. Der Zentrieransatz 10 greift hierbei in eine Aufnahme 13 mit einer horizontalen Anlagefläche 19 ein, wobei diese Aufnahme 13 in einer Konusbüchse 12 eingearbeitet ist. Die Anlagefläche 19 geht in einen hierzu sich vertikal (axial) erstreckenden Zentrierdurchmesser 11 über, so daß der Zentrieransatz 10 des Einzugsnippels 1 in dieser Aufnahme 13 über den Zentrierdurchmesser 11 genau radial zentriert ist.

Die Anlagefläche 19 dient demgemäß als axialer Anschlag in der Konusbüchse 12.

Die Konusbüchse 12 setzt sich axial nach oben, in das Werkstück hinein, in Form eines Ansatzes 16 fort, der entweder durch am Umfang verteilt angeordnete Schlitze aufgetrennt sein kann oder der auch werkstoffeinstückig ringsumlaufend als Spannbüchse ausgebildet sein kann.

Dieser Ansatz 16 ist also ein Spannansatz und das zu bearbeitende Werkstück 14 wird über die Spannflächen 59 mit seinem Innenumfang am Außenumfang der Ansätze 16 eingespannt.

Die Spannwirkung kommt dadurch zustande, daß ein Gegenkonus 17 vorhanden ist, der mit seinem Konusflächen an den zugeordneten, einwärts gerichteten Konusflächen der Ansätze 16 entlang gleitet und diese radial nach außen gegen die Spannflächen 59 spannt.

Hierbei wird die Schraube 18 angezogen, die in eine zugeordnete Gewindebohrung in den Einzugsnippel 1 eingreift.

Der Gegenkonus 17 sitzt hierbei in einer Aufnahmebohrung 15, die in dem zu spannenden Werkstück 14 eingearbeitet ist.

Der Vorteil dieser Klemmanordnung ist, daß durch entsprechende Wahl der Konusbüchse 12 unterschiedlich kalibrierte Aufnahmebohrungen 15 im Werkstück 14 gespannt werden können. Es handelt sich also um eine Adapterlösung, so daß das Werkstück unmittelbar mit dem Einzugsnippel über die vier erwähnten und beschriebenen Spannadapter gespannt werden kann.

In Fig. 3 ist ein Klemmorgan oder eine Spanneinrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Spannjochen gezeigt, wobei einem unteren Prismenjoch 28 ein oberes, gegebenenfalls wendbares Prismenjoch 27 gegenüberliegt. Das zu spannende Werkstück 25 liegt zwischen den beiden Prismenjoche 27, 28. Der Einzugsnippel 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem unteren Prismenjoch 28 verbunden. Dies ist jedoch nicht lösungsnotwendig; er kann auch über eine werkstoffzweistückige Verbindung z. B. über eine Gewindebohrung mit einer entsprechenden Gewindeschraube oder dergleichen mehr mit dem Prismenjoch 28 verbunden sein.

Das zu spannende Werkstück 25 ist hierbei zwischen Prismenflächen des oberen Prismenjoches 27 und dem unteren Prismenjoch 28 eingespannt und die Spannung erfolgt hierbei mittels Schrauben 29, welche durch Bohrungen im oberen Prismenjoch 27 hindurchgreifen und in entsprechende Gewindebohrungen im unteren Prismenjoch 28 eingeschraubt sind.

Wichtig ist, daß das Prismenjoch 27 auch wendbar ist, d. h. es kann in seine Stellung 27' um 180° gewendet werden, wodurch der obere Bügel 27a nach unten weist und hierbei die Stellung 27a' einnimmt, so daß ein sehr dünnes Werkstück 26 ebenfalls eingespannt werden kann, wenn das Prismenjoch 27 entsprechenden gewendet wird.

Diese besondere Klemmanordnung hat also den Vorteil, daß sie Werkstücke mit sehr unterschiedlichen Durchmessern leicht klemmen kann.

Man kann sich also unterschiedliche Prismenausbildungen der Prismenjoche 27, 28 ersparen, weil das obere Prismenjoch 27 wendbar ausgebildet ist.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Einzugskraft auf den Einzugsnippel jedoch nicht in eine Spannkraft übersetzt, weil hier die Schrauben 29 selbst die Spannkraft aufbringen.

Anders ist die bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4, wo die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dies gilt im übrigen auch für alle anderen Ausführungsbeispiele, wo ebenfalls alle gleichen oder funktionsgleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es genügt daher auch nur diese Teil einmal zu beschreiben.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist dargestellt, daß der Einzugsnippel 1 werkstoffeinstückig mit einem Prismenjoch 28 verbunden ist, wobei wiederum darauf hingewiesen wird, daß diese werkstoffeinstückige Verbindung nicht lösungsnotwendig ist.

Wichtig ist jedoch, daß das Prismenjoch 28 axial verschiebbar in einem Auflagekörper 39 gehalten ist, welche Auflagekörper 39 mit seinen Auflageflächen 4 auf dem Deckel 6 des Schnellspannzylinders aufliegt. Auf diesen Auflagekörper 39 wird also über die Auflagefläche 4 eine Spannkraft in Pfeilrichtung 32 eingeleitet, so daß es zu einer Verschiebung des Prismenjoches 28 in dem Auflagekörper 39 im Bereich dieser Aufnahmebohrung zwischen Prismenjoch 28 und Auflagekörper 39 kommt.

Der Auflagekörper 39 ist hierbei mit einer inneren Prismenfläche 33 versehen, welche die obere Klemmöffnung für das festzuklemmende Werkstück 25 bildet.

Es ist ein oberes Klemmjoch 30 vorhanden, welches eine untere Prismenfläche 61 aufweist, die parallel aber durch eine Spielfläche 60 getrennt von der Prismenfläche 33 des Auflagekörpers 39 getrennt ist.

Die beiden Prismenflächen 33, 61 sind also durch die Spielfläche 60 voneinander getrennt und sind zueinander verschiebbar entsprechend der Einzugskraft, die in Pfeilrichtung 45 auf den Einzugsnippel wirkt. Diese wird in Pfeilrichtung 32 auf den Auflagekörper 39 übertragen und damit auf die zum Auflagekörper 39 gehörende Prismenfläche 33.

Bedingt durch die Tatsache, daß das untere Prismenjoch 28 werkstoffeinstückig mit dem oberen Klemmjoch 30 verbunden ist, wird somit auch das Klemmjoch 30 in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 32 (d. h. also in Pfeilrichtung 45) nach unten gezogen und hierbei wird also das Werkstück 25 gegen die Prismenfläche 33 gezogen und damit gespannt.

Wichtig hierbei ist hier wiederum, daß die Längsmittenlinie 24 dieses Werkstückes 25 fluchtet mit der Längsmittenlinie 23 durch den Nippel 1, so daß wiederum eine lagenrichtige Null-Punkt-orientierte Bearbeitung des Werkstückes 25 gewährleistet ist.

Die Schraube 31 dient lediglich zur Halterung des Werkstückes in der Klemmausnehmung im Klemmjoch 30. Wichtig ist, daß die Schraube 31 ggf. gegen längere Schrauben ausgewechselt werden kann, so daß auch ein sehr viel kleineres Werkstück 26 gespannt werden kann, wenn eine entsprechend lange Schraube 39 verwendet wird, welche dann die Klemmkraft vom Klemmjoch 30 von oben her auf das zu spannende Werkstück 26 überträgt.

In Falle der Klemmung des größeren Werkstückes 25 wirkt also die Klemmausnehmung 62 spannend auf das Werkstück 25 zusammen mit der Schraube 31, während im Falle der Einspannung eines wesentlich kleineren Werkstückes 26 lediglich nur noch Schraube 31 mit ihrem Schraubenbolzen die Klemmkraft auf das Werkstück in Gegenüberstellung zu der Prismenfläche 33 überträgt.

In den Fig. 5 bis 8 sind einseitige Klemmvorrichtungen dargestellt, die jedoch nicht notwendigerweise einseitig arbeiten müssen. Wichtig bei diesen Ausführungsbeispielen ist, daß der jeweils gezeigte klemmende Fingeransatz 34 sowohl einseitig klemmend ausgebildet sein kann, er kann aber auch doppelseitig klemmend ausgebildet sein. In diesem Falle wäre also (nicht zeichnerisch dargestellt) der Fingeransatz 34 nicht nur nach rechts gerichtet, sondern auch in Fig. 5 nach links gerichtet. Derartige Ausführungsbeispiele sind dann in den Fig. 16 und 17 näher beschrieben.

Wichtig bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5 bis 8 ist, daß der Einzugsnippel 1 vertikal verschiebbar in einer zugeordneten Aufnahme in einem Auflagekörper 38 gehalten ist, und daß in dem Auflagekörper gleichzeitig eine Klemmaufnahme 38 ausgebildet ist, die durch einen radial innenliegenden Nullpunkt-Anschlag 37 in der definiert ist. Es wird somit eine in Klemmrichtung (Pfeilrichtung 45) senkrechtliegende, sich radial erstreckende Auflagefläche im Bereich der Klemmaufnahme 38 gebildet, auf welche das zu spannende Werkstück 25 aufliegt. Der Klemmfinger mit seinem Klemmteil 35 drückt von oben her auf das einzuspannende Werkstück 25, welches somit in der Klemmaufnahme 38 festgespannt wird. Es wird also in axialer Richtung (bezogen auf die Längsmittenachse 23 des Einzugsnippels) in Pfeilrichtung 45 gespannt. Wichtig ist, daß die Einzugskraft somit unmittelbar über den Fingeransatz 34 und den Klemmteil 35 auf das zu spannende Werkstück 25 übertragen wird.

Die Einzugskraft des Schnellspannzylinders wird also somit für die allgemeinen Funktionen eines Schnellwechselsystems verwendet, aber auch gleichzeitig für die Schnelleinspannung eines spannendes Werkstückes 25. Wichtig hierbei ist, daß der Auflagekörper 39 mit seiner Auflagefläche 4 auf der feststehenden Fläche des Deckels 6 aufliegt und somit ein festes Gegenlager gebildet wird.

Es ist im übrigen auch ein Nullpunktanschlag 36 in der Z-Ebene vorhanden.

Die gleichen Verhältnisse gelten auch für das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8, wo erkennbar ist, daß der radial innenliegende Zentrieransatz des Auflagekörpers 39 fehlt und daß insgesamt der Einzugsnippel 1 mit seiner innenliegenden Fläche den radial innenliegenden Anschlag für das zu spannende Werkstück 25 bildet, welches wiederum auf einer zugeordneten radialen Auflagefläche (Nullpunkt-Anschlag 36 in der Z-Ebene) aufliegt.

Der Fingeransatz 34 übergreift hier wiederum das Werkstück 25 von oben und drückt dieses gegen die zugeordnete entgegengesetzte Fläche des Auflagekörpers 39.

In den Fig. 9 bis 14 sind wiederum Spannvorrichtungen gezeigt, welche unmittelbar die Einzugskraft auf den Einzugsnippel in eine zugeordnete Klemmkraft auf das einzuspannende Werkstück übertragen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist dargestellt, daß der Einzugsnippel 1 unmittelbar werkstoffeinstückig mit einer Spannzange 40 verbunden ist. Die Spannzange besteht hierbei aus einem unteren Ansatz 63, der eine axiale Aufnahme für das einzuspannende Werkstück 20 ausbildet, welches stirnseitig in diesen Ansatz 63 eingreift.

Die Spannzange 40 bildet nach oben sich erstreckende radial auswärts gerichtete Spannkonusse, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auch geschlitzt sind. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch die jeweiligen Schlitze 41 im Bereich dieser Spannkonusse.

Diese Spannkonusse bilden radial auswärts gerichtete, schräg zur Spannrichtung 45 ausgerichtete Konusflächen 43, die mit zugeordneten Konusflächen am Auflagekörper 39 zusammen wirken.

Der Auflagekörper 39 liegt wiederum mit seiner Auflagefläche 4 auf der ortsfesten Auflagefläche im Bereich des Deckels 6 des Schnellspannzylinders auf. Der Einzugsnippel 1 ist somit in Pfeilrichtung 45 in der Aufnahmebohrung 42 des Auflagekörpers 39 einziehbar, wodurch gleichzeitig die Konusflächen 43 aneinander gleiten und die vorher erwähnten Spannkonusse das einzuspannende Werkstück 20 radial einwärts gerichtet (in den Spannrichtungen 48) einspannen.

Die gleichen Verhältnisse gelten für die Ausführungsform nach Fig. 10, wo der Nippel 1 als Hohlnippel ausgebildet ist und demgemäss eine zentrale Aufnahmebohrung 44 aufweist, in welche das zu spannende Werkstück 20 eingreift.

Die Spannzange ist hierbei wiederum werkstoffeinstückig mit dem Einzugsnippel 1 verbunden und setzt sich nach oben wiederum in die Spannkonusse fort, die im Bereich der Schlitze 41 geschlitzt gezeichnet sind. Diese gleiten wiederum im Bereich der Konusflächen 43 in Verbindung zu den zugeordneten Konusflächen des Auflagekörpers 39 aneinander, so daß wiederum das Werkstück 20 im Bereich dieser Spannkonusse in Spannrichtungen 48 radial einwärts gerichtet eingespannt wird.

Es kann statt einer einwärts gerichteten Spannrichtung 48 eine entgegengesetzte Spannrichtung 48' im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 erzielt werden. Hier ist dargestellt, daß der Einzugsnippel mit einem Spannkonus 46 verbunden ist, welcher zugeordnete Konusflächen 43 ausbildet. Diese Konusflächen 43 wirken mit gleich schrägen Konusflächen im Bereich der Konusbüchse 12 zusammen, welche in diesem Bereich die Ansätze 16 ausbildet.

Diese Konusflächen gleiten aneinander, so daß bei der Spannung des Einzugsnippels 1 in Pfeilrichtung 45 eine radial auswärts gerichtete Spannrichtung 48' erreicht wird. Das zu spannende Werkstück 14 wird also unter Zwischenschaltung der Konusbüchse gespannt, während in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 9 und 10 eine derartige dazwischengeschaltete Konusbüchse entfällt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 wird angenommen, daß ein beliebig geformtes Teil 14 gespannt werden soll. Dieses kann unrund ausgebildet sein, denn entsprechende sich ergebende Spiele werden durch die besondere Funktion der Klemmeinrichtung ausgeglichen. Hier ist dargestellt, daß der Einzugsnippel 1 mit Kalottenflächen 47 verbunden ist, welche in die Spannzange 40 spielbehaftet eingreifen und das diese entsprechend in Pfeilrichtung 45 angeschrägt sind, so daß die Kalottenflächen 47 die Spannzange 40 radial auswärts verdrängen, wobei jedoch in der Aufnahmebohrung 42 Spiel ist und durch diese Verdrängung lediglich die mit der Spannzange 40 verbundenen Spannansätze (Spannzangen 40) an den zugeordneten Konusflächen 43 im Auflagekörper 39 entlang gleiten und hierbei die Spannkraft in Spannrichtung 48 auf das zu spannende Werkstück 14 aufgebracht wird.

Der Einzugsnippel 1 ist also aufgrund seiner Anordnung mit der Kalottenflächen 47 pendelnd und mit Spiel in der zugeordneten Aufnahmebohrung der Spannzange 40 angeordnet.

Der Einzugsnippel kann sich also in der Spannzange 40 zentrieren.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 13 bis 14 zeigt das Einspannen einer quer verlaufenden Welle, wo das Werkstück 52 z. B. rund profiliert sein kann und hierbei in einer entsprechenden Werkstückaufnahme 51 spannend und klemmend aufgenommen wird.

Hierbei ist der Einzugsnippel 1 einstückig mit einem Nippelkörper 49 ausgebildet, welcher Nippelkörper eine querverlaufende Werkstückaufnahme 51 ausbildet.

Fluchtend zu dieser Werkstückaufnahme 51 ist in dem daran angrenzenden Auflagekörper 39 ebenfalls eine Klemmaufnahme 64 ausgebildet, wobei die beiden Klemmaufnahmen 51, 64 im wesentlichen zueinander fluchtend, aber zueinander verschiebbar sind. Es kommt also zu dem in die beiden Aufnahmen eingreifenden Werkstück 52 zu einer Schwerkraft, die klemmend auf das Werkstück 52 wirkt, weil die beiden Klemmaufnahmen 51, 64 zueinander verschiebbar sind und zwischen sich das Werkstück klemmend aufnehmen.

Die Bogenkurve 50 zeigt lediglich im Schnitt das Ineinandergreifen dieser beiden Aufnahmebohrungen 51, 64.

Der Fixierstift 53 dient lediglich der Lagensicherung zwischen dem Auflagekörper 39 und dem Nippelkörper 49, damit die beiden Teile nicht unbeabsichtigt voneinander abfallen.

Die Fig. 15 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel wie ein Werkstück 25 gespannt werden kann, wobei dieses Werkstück eine zentrale Bohrung aufweist. Das Werkstück 25 kann eine Scheibe sein oder zwei Platten, die im Bereich dieser Klemmöffnung aneinander anstoßen.

Der Einzugsnippel ist hierbei mit einem Nippelkörper 58 verbunden, der wiederum an seiner Oberseite einen Bund 55 bildet, in den zwei Schrauben 56 in zugeordneten Gewindebohrungen eingreifen. Der Bolzen der jeweiligen Schrauben 56 stützt sich damit an der Oberseite des Werkstückes 25 ab, welches an der gegenüberliegenden Seite in einer Klemmaufnahme 38 am Ringkörper 54 aufgenommen ist. Der Ringkörper 54 stimmt mit dem vorher beschriebenen Auflagekörper 39 überein, d. h. die Auflagefläche 4 sitzt fest auf der ortsfesten Fläche 7 des Deckels 6 des Spannzylinders auf.

Auf diese Weise wird also die Einzugskraft 45 über den oberen Bund 55 und die Schrauben 56 von oben her auf das zu klemmende Werkstück 25 übertragen, welches somit auf die Klemmaufnahme 38 und die zugeordneten Anschlagflächen des Auflagekörpers 54 aufgepreßt wird.

Die gleiche Technik ergibt sich aus dem Ausführungsbeispiel der Fig. 16 und 17, nur daß dort die Schrauben 56 entfallen und der Nippelkörper 1 unmittelbar mit dem oberen Bund 55 jeweils verbunden ist. Der Bund kann entweder als Scheibe ausgebildet sein oder es können fingerförmige Klemmfortsätze vorhanden sein. Ebenso kann das Werkstück 25 wiederum aus einem Scheibenkörper bestehen, welches im Bereich einer Bohrung mit dem Bund 55 geklemmt wird und es können auch zwei aneinanderstoßende, plattenförmige und voneinander getrennte Bauteile 25 sein.

Der Auflagekörper 39 ist hierbei als Adapter ausgebildet, denn der Ringansatz 57 kann entsprechend den Erfordernissen der Weite der Klemmöffnung 65 in seinem Durchmesser variiert werden.

Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Vergleich zu Fig. 16 zeigt die Fig. 17 wo der Ringansatz 57 entfällt und der Nippelkörper 58 gleich so groß ausgebildet ist, daß er die Klemmaufnahme 64 ausfüllt. Der Nippelkörper 58 kann hierbei zylinderförmig ausgebildet sein, er kann aber auch unrund ausgebildet sein.

Es wird in bezug auf die vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele betont, daß die hier gezeigten Klemmaufnahmen 64 für die Einklemmung der Werkstücke 25 nicht notwendigerweise kreisrund sein müssen. Sie können auch anders geformt sein, z. B. quadratisch, rechteckig, vieleckig oder oval. Wichtig ist nur, daß stets die Einzugskraft auf den Nippel stets in eine zugeordnete Klemmkraft auf das einzuspannende Werkstück übersetzt wird.

Zeichnungslegende

1

Einzugsnippel

2

Zentrieransatz

3

Ringnut

4

Auflagefläche (Nippel)

5

Zentrierdurchmesser

6

Deckel-Schnellspannzylinder

7

Auflagefläche (Deckel)

8

Nippelkörper

9

Aufnahmeöffnung

10

Zentrieransatz

11

Zentrierdurchmesser

12

Konusbüchse

13

Aufnahme

14

Werkstück

15

Aufnahmebohrung

16

Ansatz (Konusbüchse

12

)

17

Gegenkonus

18

Schraube

19

Anlagefläche (Aufnahme

13

)

20

Werkstück

21

Klemmschraube

22

Aufnahmebohrung

23

Längsmittenlinie (Nippel)

24

Längsmittenlinie (Werkstück

20

)

25

Werkstück

26

Werkstück

27

Prismenjoch

27

,

27

a,

27

'a

28

Prismenjoch

29

Schraube

30

Klemmjoch

31

Schraube

32

Pfeilrichtung

33

Prismenfläche (Auflagekörper

39

)

34

Fingeransatz

35

Klemmteil

36

Nullpunktanschlag Z

37

Nullpunktanschlag X

38

Klemmaufnahme

39

Auflagekörper

40

Spannzange

41

Schlitz

42

Aufnahmebohrung

43

Konusfläche

44

Aufnahmebohrung (Nippel)

45

Pfeilrichtung

46

Spannkonus

47

Kalottenfläche

48

Spannrichtung

48

'

49

Nippelkörper

50

Bogenkurve

51

Werkstückaufnahme

52

Werkstück

53

Fixierstift

54

Ringkörper

55

Bund (Nippel)

56

Schraube

57

Ringansatz

58

Nippelkörper

59

Spannfläche

60

Spielfläche

61

Prismafläche

62

Klemmausnehmung

63

Ansatz

64

Klemmaufnahme

65

Klemmöffnung

66

Referenzlinie

Claims

1. Spannsystem mit einem Einzugsnippel und einer Spannvorrichtung zum spannen von Werkstücken dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugnippel (1) gleichzeitig als Klemmwerkzeug für die klemmende Aufnahme des Werkstückes ausgebildet ist.

2. Einzugnippel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugsnippel (1) mit einem Zentrieransatz (2) verbunden ist.

3. Einzugnippel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrieransatz (2) in eine spielbehaftete Aufnahmeöffnung (9) an einem Schnellspannzylinder eingreift.

4. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radial außenliegende Anlagefläche (4) dieses Zentrieransatzes (2) als Zentrierdurchmesser (5) ausgebildet ist.

5. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zentrieransatz (2) selbsttätig mit seinen radial außenliegenden Flächen (4) in der Aufnahme des Schnellspannzylinder zentriert.

6. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Einzugsnippels (1) Auflageflächen (7) auf den umliegenden Flächen des Schnellspannzylinders (6) ausgebildet sind, welche die Spannkraft auf die Klemmeinrichtung übertragen.

7. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzlinie (66) oder eine Bezugslinie besteht, die sowohl dem Schnellspannzylinder als auch dem Einzugsnippel als auch dem Werkstück gemeinsam ist, und als deren Längsmittenlinien (23, 24) ausgebildet sind, wodurch also eine einzige Referenzlinie ausreicht, das Werkstück präzise zu bearbeiten.

8. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Nippelkörper (8) eine zentrale Aufnahmebohrung (22) aufweist, deren Längsmittenlinie (24) mit der Längsmittenlinie (23) des Einzugsnippels (1) fluchtet.

9. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzlinie (66) mit der Bearbeitungsreferenzlinie in der Werkstückbearbeitungsmaschine übereinstimmt, welche der Steuerung zugrundeliegt.

10. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial außenliegende Ansatz des Zentrieransatzes (2) als Zentrierdurchmesser (5) ausgebildet ist, der sich am Innenumfang der Aufnahmeöffnung (9) im Deckel (6) anliegt und dort zentriert.

11. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Zentrieransatzes (2) eine Auflagefläche (4) aus dem Einzugsnippel (1) gebildet wird, die mit einer zugeordneten, gegenüberliegenden Auflagefläche (7) auf dem Deckel (6) korrespondiert.

12. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrieransatz (2) in Richtung der Längsmittenlinie (23) ein vertikales Spiel aufweist und in der Aufnahmeöffnung (9) aber kein radiales Spiel; er wird radial zentriert.

13. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (22) als Paßbohrung für das Werkstück (20) ausgebildet ist.

14. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusschrägen der Klemmschrauben (21) mit zugeordneten Konusschrägen im Werkstück (20) korrespondieren.

15. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugsnippel (1) werkstoffeinstückig mit einem Zentriereinsatz (10) verbunden ist und eine Aufnahme (13) an einer horizontalen Anlagefläche (19) anliegt, wobei diese Aufnahme (13) in einer Konusbüchse (12) eingearbeitet ist.

16. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (19) in einen sich vertikal und somit axial erstreckenden Zentrierdurchmesser (11) übergeht, so daß der Zentrieransatz (10) des Einzugsnippels (1) in der Aufnahme (13) über den Zentrierdurchmesser (11) genau radial zentriert ist.

17. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (19) als axialer Anschlag in der Konusbüchse (12) dient.

18. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusbüchse (12) sich axial nach oben, in das Werkstück hinein, in Form von Ansätzen (16) fortsetzt.

19. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (16) durch am Umfang verteilt angeordnete Schlitze aufgetrennt ausgeführt ist.

20. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (16) werkstoffeinstückig ringsumlaufend als Spannbüchse ausgebildet ist.

21. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (16) als Spannansatz ausgebildet ist und das zu bearbeitende Werkstück (14) über die Spannflächen (59) mit seinem Innenumfang am Außenumfang der Ansätze (16) eingespannt wird.

22. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (18) zusammen mit einem Gegenkonus (17), welcher in einer Aufnahmebohrung (15) sitzt, die in dem zu spannenden Werkstück (14) eingearbeitet ist, als Verspannorgan dient und dazu in eine zugeordnete Gewindebohrung in den Einzugsnippel (1) eingreift.

23. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel (1) als Hohlnippel ausgebildet ist und demgemäss eine zentrale Aufnahmebohrung (44) aufweist, in welche das zu spannende Werkstück (20) eingreift.

24. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu spannende Werkstück (14) unter Zwischenschaltung der Konusbüchse gespannt wird.

25. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu spannende Werkstück (14) ohne Zwischenschaltung einer Konusbüchse gespannt wird.

26. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugsnippel (1) mit Kalottenflächen (47) verbunden ist, welche in die Spannzange (40) spielbehaftet eingreifen und das diese entsprechend in Pfeilrichtung (45) angeschrägt sind, so daß die Kalottenflächen 47 die Spannzange (40) radial auswärts verdrängen, wobei jedoch in der Aufnahmebohrung (42) Spiel ist und durch diese Verdrängung lediglich die mit der Spannzange (40) verbundenen Spannansätze oder Spannzangen (40) an den zugeordneten Konusflächen (43) im Auflagekörper (39) entlang gleiten und hierbei die Spannkraft in Spannrichtung (48) auf das zu spannende Werkstück (14) aufgebracht wird.

27. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugsnippel (1) pendelnd mit der Kalottenfläche (47) und mit Spiel in der zugeordneten Aufnahmebohrung der Spannzange (40) angeordnet ist.

28. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einzugsnippel in der Spannzange (40) beim spannen zentriert.

29. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagekörper (39) als Adapter ausgebildet ist.

30. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringansatz (57) entsprechend den Erfordernissen der Weite der Klemmöffnung (65) in seinem Durchmesser variiert werden kann.

31. Verfahren zum spannen von Werkstücken mit Einzugnippel zum Spannvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Einzugskraft des Schnellspannzylinders in eine Klemmkraft eines mit dem Einzugsnippels (1) verbundenen Klemmorgans übertragen wird wodurch gleichzeitig das Werkstück gespannt wird.

32. Einzugnippel nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß das zu spannende Werkstück (14) lagerichtig zu der Montagelage des Schnellspannzylinders gespannt wird.

33. Einzugnippel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fixierung des Werkstückes (14) sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung erfolgt.