DE202006009437U1

DE202006009437U1 - Modulares Spannbacken-System

Info

Publication number: DE202006009437U1
Application number: DE200620009437
Authority: DE
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2016-06-14

Abstract

Modulares Spannbacken-System für flexible Mehrfach- oder Mehrteilspannung von Werkstücken schraubstockartig auf flachen Basiskörpern oder direkt auf Werkzeugmaschinentischen angeordnet
dadurch gekennzeichnet,
dass auf den planen mit T-Nuten oder einem T-Nutraster ausgestatteten Spannflächen (4) von flachen Spannpaletten (1), Aufspannkörpern (2) oder von Werkzeugmaschinentischen (3) eine in X- und Y-Achse gerichtete Kreuzriffelung (5) angeordnet ist und die Unterseiten der aufliegenden und fest aufgeschraubten festen Spannbacken (6), Adapterplatten für Spannbacken (8) oder andere Vorrichtungsaufbaukörper (9) mit einer Querriffelung (10), quer zur Spannrichtung der einstellbaren Spannbacken (7) angeordnet, versehen sind und
dass die Kreuzriffelung (5) mit den Querriffelungen (10) über gleiche keilförmige Spitzen kraft- und formschlüssig fest miteinander verbunden und die festen Spannbacken (6) oder andere Vorrichtungsaufbaukörper (9) in engen Abständen, entsprechend dem Abstandsmaß der keilförmigen Spitzen, eng gestuft positionierbar sind und
dass die einstellbaren Spannbacken (7) mit nur einer, senkrecht zur Spannfläche (4) gerichtet angeordneten, Stell- und Spannschraube (11) einstell-...

Description

Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 definierten Modularen Spannbacken-System aus, mit dem Werkstückspannvorrichtungen, schraubstockartig aufgebaut, unterschiedlich groß dimensionierte Werkstücke zwischen sich gegenüberliegenden Spannbacken gespannt werden.
Vergleichbar mit einem bekannten Maschinenschraubstock ist Stand der Technik bei Spannvorrichtungen auf einem flachen Basiskörper mindestens eine feste Spannbacke, an der das Werkstück anliegt und in Spannrichtung positioniert ist und mindestens eine mit einer Schraubspindel einstellbaren Spannbacke, mit der das Werkstück gespannt wird, fest anzuordnen. Die Spannrichtung ist dabei in Abhängigkeit von der Anordnung auf dem Werkzeugmaschinentisch in X-Achsrichtung oder in Y-Achsrichtung angeordnet. Abhängig von der Breite der beiden Spannbacken und der Dimensionierung der Werkstücke sind Mehrfach- oder Mehrteile-Spannungen üblicher Werkstattgebrauch.
Bekannt ist es unter anderem aus DD 103836 als flache Basiskörper Grundplatten und Spannpaletten anzuwenden, die für einen modularen Spannvorrichtungsaufbau an ihrer oberen Auflage- oder Spannfläche mit einem gleich dimensionierten Raster von T-Nuten ausgestattet sind. Feste Spannbacken oder Werkstückanschläge sind, soweit dies die Größe und Form der Werkstücke erlaubt, in den quer zur Spannrichtung angeordneter T-Nuten formschlüssig oder zwischen diesen gelegen in den längs angeordneten T-Nuten, reibschlüssig mit diesen verbunden, mittels Klemmschrauben und Klemmstücken geklemmt.
Die einstellbaren beweglichen Spannbacken sind damit in der Regel ebenfalls nur in den längsgerichteten T-Nuten, mit ihren Unterseiten auf der Auflage- oder Spannfläche planaufliegend, reibschlüssig verbunden, abgestützt und geklemmt.
Gegenstand des Standes der Technik bei modularen Spannvorrichtungen sind aber auch Lösungen, den Klemmdruck von reibschlüssig verbundenen Funktionsteilen auf Grundplatten und Spannpaletten zu erhöhen. Beispielhaft ist nach DE 3437260 C2 der Klemmdruck für die flächige Verbindung eines als Werkstück-Positionierteil ausgebildeten Funktionsteiles gegenüber einem Klemmstück auf einer mit einem T-Nutraster ausgestatteten Grundplatte durch einen verdrehbaren selbsthemmenden Exzenterbolzen erhöhbar.
Aus DE G 9104820.6 ist alternativ dazu weiterhin bekannt, den positionssichernden Klemmdruck für die flächige Verbindung eines Aufbauteils mit der mit einem T-Nutraster ausgestatteten Grundplatte eine Spannvorrichtung, hier zur Erfüllung von Messangaben, durch einen Zuganker, aus einem quergelagerten Verbindungsbolzen und zwei in den T-Nuten verankerten Klemmschrauben bestehend, zu erhöhen.
Bekannt ist weiterhin unter anderem durch DE 19943605 C2 insbesondere bei konstant bleibender Lage von Adapterplatten auf darunter befindlichen Vorrichtungsgrundplatten den benötigten Klemmdruck zwischen beiden durch mehrere Spannzapfen-Spannungen zu realisieren. Dabei rasten federnde Arretierungselemente des Spannfutters oder des Spannzapfens in die Formaussparung des Gegenstückes in der darunter/darüber liegenden Platte ein und realisieren eine wieder lösbare form- und kraftschlüssige Verbindung.
Nachteilig ist bei diesen hier beispielhaft benannten Lösungen des Standes der Technik, dass

– die bekannten Maschinenschraubstöcke bedingt durch die relativ geringe Spannbackenbreite und ihre in der Regel hohen kompakten Bauweise nur in wenigen Anwendungsfällen für Mehrfach- und Mehrteil-Spannung und dann insbesondere für kleine Werkstücke nutzbar sind. Je nach ihrer Anordnung auf dem Werkzeugmaschinentisch sind sie in X-Achsrichtung oder in Y-Achsrichtung anwendbar;
– die modularen Vorrichtungssysteme abhängig von ihrem T-Nutraster nur eine weit gestufte form- und kraftschlüssige Anordnung von Aufbauteilen und Spannbacken erlauben; eine zwischen den T-Nuten beabsichtigte variable Positionierung von Spannbacken auf den Spannflächen der Spannpaletten ist nur mit einer reibschlüssigen Verbindung realisierbar; hohe Spann- und Spindelkräfte während der spanenden Fertigung können dann zur Verschiebung der Spannbacken, zur unbeabsichtigten Lösung der Werkstückspannung und zu Qualitätsmängeln führen;
– die für die Erhöhung des Klemmdruckes bei reibschlüssiger Verbindung zwischen Aufbauteilen und Spannbacken und den Spannpaletten erforderlichen Funktionskomponenten bedingen erhöhte Aufwendungen und Rüstzeiten für die Werkstückspannung und -entspannung;

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein modulares Spannbackensystem so auszubilden, dass basierend auf einer einfachen Struktur eines Maschinenschraubstockes eine Rüstzeit sparende modular ausgebildete kraft- und formschlüssige Mehrfach- und Mehrteilespannung in gleichzeitiger X- und Y-Achsrichtung sowie in Z-Achsrichtung auf Bohr-Fräs-Bearbeitungszentren in einer bedienarmen Nutzung erfolgen kann.
Das Problem wird durch Schutzanspruch 1 gelöst.
Das entwickelte modulare Spannbacken-System ist so konzipiert, dass direkt auf der Spannfläche eines flächigen Basiskörpers oder des Werkzeugmaschinentisches in zwei Spannrichtungen mehrfach neben- und hintereinander feste und lose Spannbacken für gleichzeitige Mehrfach- und Mehrteilespannung angeordnet sind, indem über eine Kreuzriffelung auf der Spannfläche und den dazu passenden Querriffelungen auf der Unterseite von festen Spannbacken und sonstigen Aufspannkörpern eine stabile und genaue kraft- und formschlüssige Verbindung in eng gestuften Abständen in parallelen und zwei um 90° versetzten Achsrichtungen entsteht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 4 angegeben. Sie betreffen die mehrseitige Ausbildung von Spannkörpern und deren Anordnung als Spannturm, Schwenkspannmodul, die Ausbildung einstellbarerer Spannbacken für eine Zweifachspannung und eine abgestützte Einfachspannung sowie die Ausbildung der Riffelung.
Die Erfindung ist vereinfacht an einigen Ausführungsbeispielen in den Figuren dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert:
1 eine Ansicht mit Spannbackenanordnung in X- und Y-Achsrichtung
2 eine Ansicht mit Spannbackenanordnung für Mehrfach- und Mehrteilespannung
3 eine Ansicht einer Aufspannkörperanordnung als Spannturm für Spannungen in Z-Achsrichtung
4 eine Ansicht einer waagerechten Aufspannkörperanordnung als Schwenkspannmodul
5 eine Unterseitenansicht eines einstellbaren Spannbackens mit Doppelkeilausbildung
6 eine Unterseitenansicht eines einstellbaren Spannbackens mit Stützkeilausbildung
Die in 1 dargestellte Spannvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer flachen Spannpalette 1, wobei auf der oberen ebenen Spannfläche 4 ein flaches quaderförmiges Werkstück 16 aufliegt, an drei Stellen an festen Spannbacken 6 anliegend und von drei einstellbaren Spannbacken 7 positioniert und gespannt ist. Die festen Spannbacken 6 sind mittels Klemmschrauben 19 und Klemmstücken 20 in den T-Nuten der mit einem T-Nutraster ausgestatteten Spannpalette 1 geklemmt. Damit ist das Werkstück 16 in X-Achsrichtung zweimal und in Y-Achsrichtung einmal gespannt. Die Spannrichtungen entsprechen dem Verlauf der entsprechenden T-Nuten auf der Spannpalette 1.
Die Spannfläche 4 ist mit einer in die X- und in die Y-Achse gerichteten Kreuzriffelung 5 ausgestattet. Die nicht dargestellten Unterseiten der aufliegenden und fest aufgeschraubten Spannbacken 6 sind mit einer dazu passenden Querriffelung 10, quer zur Spannrichtung der einstellbaren Spannbacken 7 angeordnet, versehen. Die Kreuzriffelung 7 bildet mit den Querriffelungen 10 über gleiche keilförmige Spitzen eine kraft- und formschlüssige feste Verbindung für die festen Spannbacken 6. Diese sind, entsprechend dem Abstandsmaß der keilförmigen Spitzen, auf der Spannpalette 1 eng gestuft positionierbar. Die einstellbaren Spannbacken 7 sind mit einem Stützkeil 14 ausgestattet, der sich an einem festen Spannbacken 6 abstützend, mittels einer Stell- und Spannschraube 11 senkrecht nach unten bewegt und über die kontaktierenden Keilflächen die bewegliche Keilbacke 13 in die Spannstellung am Werkstück 16 bewegt und fest spannt.
Die in 2 dargestellte schraubstockartig ausgebildete Spannvorrichtung für eine gleichzeitige Mehrfach- und Mehrteilespannung von insgesamt vier Werkstücken 16 besteht aus einer mit T-Nutraster ausgestalteten flachen Spannpalette 1, auf deren ungeriffelter Spannfläche 4, als Adapter in X-Achsrichtung parallel zueinander zwei leistenförmige Aufspannkörper 2 angeordnet sind, auf deren quergeriffelten Spannflächen 4 dann jeweils zwei feste Spannbacken 6 in den Endlagen und eine einstellbare Spannbacke 7 in einer Mittellage angeordnet sind. Über den Doppelkeil 12 und die anliegenden zwei beweglichen Keilbacken 13 werden mittels der Stell- und Spannschraube 11 durch jede einstellbare Spannbacke 7 jeweils zwei Werkstücke 16 gleichzeitig gespannt. Die Vorpositionierung der festen Spannbacken 6 erfolgt über die auf ihrer Unterseite befindlichen nicht dargestellten Querriffelung auf der dazu passenden Querriffelung 10 auf der Spannfläche 4 der leistenförmigen Aufspannkörper 2. Die Positionierung der Werkstücke 16 quer zur Spannrichtung in Y-Richtung erfolgt mittels bekannter am festen Spannbacken 6 angeordneten einstellbaren Anschlägen.
Der in 3 dargestellte Aufspannkörper 2 ist als abgeschrägtes langes Vierkant ausgebildet und senkrecht auf einer Adapterplatte 17 fest angeordnet. An jeder der vier Spannflächen 4 ist er für eine Spannung in Z-Achsrichtung mit einer T-Nut und einer Querriffelung 10 ausgestattet, so dass feste Spannbacken 6 und weitere Aufbaukörper 9 über ihre nicht dargestellte Riffelung eng gestuft an den senkrechten Spannflächen 4 positioniert und geklemmt werden können. Der gleiche Aufspannkörper 2 ist in 4 in einer waagerechten Lage beidseitig gelagert angeordnet und von einem Schwenkantrieb 18 elektromotorisch bewegbar als Schwenkspannmodul ausgebildet. Die Adapterplatte 17 ist dabei als Antriebskupplung konzipiert. Der Schwenkantrieb 18 und das Gegenlager sind direkt auf dem Werkzeugmaschinentisch 3 angeordnet. An der Querriffelung 10 eng gestuft positioniert und in der T-Nut geklemmt sind mit festen Spannbacken 6 und beweglichen Spannbacken 7 auf den Spannflächen 4 der vier Seiten der Aufspannkörpers 2 gleichzeitig zehn unterschiedliche Werkstücke 16, davon vier in Zweifachspannung durch einstellbare Spannbacken 7 mit Doppelkeil 12, gespannt.
Die Unterseite einer einstellbaren Spannbacke 7 in Doppelkeilausbildung ist in 5 dargestellt. Durch Betätigung der Stell- und Spannschraube 11, die sich in das Klemmstück 20 schraubt, drückt der Doppelkeil 12 über die beiden nicht dargestellten Keilflächen die beiden beweglichen Keilbacken 13 auseinander, bis sie die ebenfalls nicht dargestellten zwei Werkstücke spannen. Durch die beiden Zugfedern 15, die gedehnt werden, sind geringe Schrägstellungen der Keilbacken am Werkstück möglich. Beim Lösen der Stell- und Spannschraube 11 wird der Doppelkeil 12 selbsttätig angehoben und die zwei beweglichen Keilbacken 13 durch die Zugfedern 15 bis in die entspannte Ausgangsstellung zurückgezogen.
Bei der in 6 dargestellten Unterseite eines einstellbaren Backens 7 in Stützkeilausbildung drückt der sich durch Betätigung der Stell- und Spannschraube 11 absenkende Stützkeil 14 über die nicht dargestellte Keilfläche eine bewegliche Keilbacke 13 von der festen Spannbacke 6 weg, bis diese das Werkstück spannt. Die feste Spannbacke 6 hat an Ihrer Unterseite die Querriffelung 10, über die sie mit der Kreuzriffelung der nicht dargestellten Spannpalette im Eingriff stehend positioniert und über die Klemmschraube 19 und das Klemmstück 20 form- und kraftschlüssig verbunden ist. Durch die beiden Zugfedern 15 werden auch hier geringe Schrägstellungen der Keilbacke 13 ermöglicht sowie beim Lösen der Stell- und Spannschraube 11 der Stützkeil 14 selbsttätig angehoben und die bewegliche Keilbacke bis in die entspannte Ausgangsstellung zurückgezogen.
Bezugszeichenliste

Claims

Modulares Spannbacken-System für flexible Mehrfach- oder Mehrteilspannung von Werkstücken schraubstockartig auf flachen Basiskörpern oder direkt auf Werkzeugmaschinentischen angeordnet dadurch gekennzeichnet, dass auf den planen mit T-Nuten oder einem T-Nutraster ausgestatteten Spannflächen (4) von flachen Spannpaletten (1), Aufspannkörpern (2) oder von Werkzeugmaschinentischen (3) eine in X- und Y-Achse gerichtete Kreuzriffelung (5) angeordnet ist und die Unterseiten der aufliegenden und fest aufgeschraubten festen Spannbacken (6), Adapterplatten für Spannbacken (8) oder andere Vorrichtungsaufbaukörper (9) mit einer Querriffelung (10), quer zur Spannrichtung der einstellbaren Spannbacken (7) angeordnet, versehen sind und dass die Kreuzriffelung (5) mit den Querriffelungen (10) über gleiche keilförmige Spitzen kraft- und formschlüssig fest miteinander verbunden und die festen Spannbacken (6) oder andere Vorrichtungsaufbaukörper (9) in engen Abständen, entsprechend dem Abstandsmaß der keilförmigen Spitzen, eng gestuft positionierbar sind und dass die einstellbaren Spannbacken (7) mit nur einer, senkrecht zur Spannfläche (4) gerichtet angeordneten, Stell- und Spannschraube (11) einstell- und spannbar sind und wahlweise aus einem symmetrischen Doppelkeil (12), der zwischen zwei anliegenden beweglichen Keilbacken (13) angeordnet ist, oder aus einem einseitigen Stützkeil (14), der zwischen einer beweglichen Keilbacke (13) und einer festen Spannachse (6) angeordnet ist, besteht.
Modulares Spannbacken-System nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrseitig, mehrkantig oder würfelförmig ausgebildeter Aufspannkörper (9) in senkrechter Anordnung als Spannturm oder in waagerechter Anordnung, ein- oder beidseitig gelagert und hydraulisch oder elektromotorisch angetrieben, als Schwenkspannmodul ausgebildet ist und dass jede der zwei oder mehr längsseitigen Spannflächen (4) am Aufspannkörper (2) mit mindestens einer T-Nut in Spannrichtung oder mit einem T-Nutraster und mit einer Kreuzriffelung (5) oder einer Querriffelung (10) ausgestattet ist.
Modulares Spannbacken-System nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Doppelkeil (12) flächig kontaktierenden zwei beweglichen Keilbacken (13) und die mit dem Stützkeil (14) flächig konturierende bewegliche Keilbacke (13) und feste Spannbacke (6) auf ihren Unterseiten jeweils mit zwei Zugfedern (15) funktionsverbunden und relativ zueinander in Spannrichtung hin- und her beweglich sind.
Modulares Spannbacken-System nach Schutzanspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Spitzen der Kreuzriffelung (5) und der Querriffelung (10) beispielhaft gerundet sind und ein genau gleiches Tiefen- und Abstandsmaß von 2 mm haben.