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Die
Erfindung betrifft eine Spannbacke sowie eine Spannvorrichtung mit
einer solchen Spannbacke.
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Vorgenannte
Spannbacken werden zum Beispiel bei Schraubstöcken oder anderen Spannvorrichtungen
eingesetzt, um in idealer Weise ein Werkstück für weitere Bearbeitungen festzuhalten,
also zu spannen und auch zu positionieren.
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Aus
dem Stand der Technik sind drehbare Spannbacken bekannt. Mit solchen
drehbaren Spannbacken können
Teile gespannt werden, die zum Beispiel ein rechteckige Form haben,
also im Wesent lichen ebene Spannbereiche aufweisen, die mit der
planaren Spannbacke zusammenwirken.
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Die
Verwendung von den bekannten, auch als Pendelbacken beschriebenen,
drehbaren Spannbacken bei Guß-Werkstücken oder
Schmiedeteilen, erbringt nur ein unzureichendes Spannergebnis. Durch
das flächige
Anliegen der Spannflächen
wird ein Reibschluß zwischen
der Backe und dem zu haltenden Werkstück hergestellt, wobei letztendlich
aber nur einzelne Rauheitsspitzen des Werkstückes zerquetscht werden, sich
aber daher keine große
Haltefunktion aufbaut.
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Dies
bedeutet bei der Bearbeitung, daß die Werkstücke bei
starken Bearbeitungsdruck nicht mehr positionsgenau liegenbleiben,
was einerseits zu ungenauen Bearbeitungsergebnissen führen kann und
andererseits aber auch dazu führen
kann, daß das
Werkstück
aus der Spannvorrichtung herausgedrückt wird.
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Die
vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, das Spannen
von Werkstücken
zu verbessern, um dadurch die Ausschußproduktion bei der Bearbeitung
zu reduzieren.
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Gelöst wird
die Aufgabe durch eine Spannbacke mit einem oder mehreren Spannelement/en, wobei
das Spannelement auf der Oberseite der Spannbacke angeordnet ist
und das Spannelement zumindest eine winkelig oder spitz ausgebildete Spannfläche trägt, die
mit dem zu spannenden Werkstück
zusammenwirkt.
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Die
an dem Spannelement angeordneten Winkel oder spitz ausgebildeten
Spannflächen
drücken
sich formschlüssig
in das zu spannende Werkstück
und halten dieses zuverlässig
fest. Es ist möglich
eine hohe Haltekraft mit der erfindungsgemäßen Spannbacke zu realisieren,
wodurch die Gefahr, daß Ausschuß produziert
wird, unter Einsatz der Erfindung deutlich verringert wird. Ein
Vorzug der Erfindung liegt insbesondere darin, daß das Spannelement
auf der Oberseite der Spannbacke angeordnet ist. Durch eine solche
Anordnung gewinnt die Erfindung überraschenderweise
ein großes
Maß an
Flexibilität,
da das Werkstück
zusätzlich
auf der Oberseite der Spannbacke aufliegt und so auch bezüglich dieser
Lage fixiert ist. Dabei kommt es auf die konkrete Ausgestaltung
des Werkstückes
nicht an, das Werkstück
wird nur durch die von der Spannbacke nach oben vorstehenden Spannelemente
gehalten. Gerade im Hinblick auf die im Stand der Technik bekannten
Einsätze,
die an den vertikal orientierten Spannbackenflächen bekannt sind, bietet die
Erfindung erhebliche Vorteile. Bei dieser Lösung nach dem Stand der Technik
wird das Werkstück
zwischen die Spannbacken eingespannt, im Vergleich dazu befinden
sich die Spannbacken nach der Erfindung im Wesentlichen unterhalb
des Werkstückes.
Die Ausgestaltung der Spannbacken kann nach der Erfindung daher nicht
mehr den Spannvorgang behindern oder stören, was bei der Lösung nach
dem Stand der Technik oftmals der Fall ist. Des Weiteren besitzt
die Erfindung den Vorteil, daß durch
die Anordnung der Spannelemente auf der Oberseite der Spannbacke
die Spannweite im Gegensatz zur Lösung nach dem Stand der Technik
nicht verringert, sondern sogar erhöht wird. Die Oberseite der
Spannbacke ist dabei im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung
der Spannbacken orientiert und durch eine geschickte Anordnung der
Spannelemente auf der Spannbacke (zum Beispiel ein Zurücksetzen)
kann daher die Spannweite in der Spannvorrichtung entsprechend variiert
und auch erhöht
werden. Dies wird einfach durch die Änderung der Lage der Spannelemente
auf der Oberseite der Spannbacke erreicht. Des Weiteren erreicht
die Erfindung durch den Lösungsvorschlag,
daß das
Werkstück
auf einer verhältnismäßig breiten
und planen Spannbackenoberseite auflegbar ist und so bereits entsprechend
ausrichtbar und auch bezüglich
seiner Höhenlage
auf dieser Oberfläche bestimmt
ist.
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In
einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß das
Spannelement in verschiedenen Umfangs winkelpositionen um eine Achse
des Spannelementes eine oder mehrere Spannflächen zur Verfügung zu
stellen vermag. Die einzelnen Spannflächen sind dabei bevorzugt wiederum
winkelig oder spitz ausgebildet. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag
kommt es auf die mit den Spannbacken zusammenwirkende Ausgestaltung
der Werkstückseite
nicht an. Geschickterweise wird die Spannelementachse, um welche
herum die Spannflächen
zur Verfügung
gestellt werden, winkelig, insbesondere rechtwinkelig zur Spannbackenoberseite
angeordnet sein. Je nachdem, wie dann das Werkstück auf der Spannbacke aufliegt,
steht mindestens eine oder mehrere Spannflächen des Spannelementes zur
Verfügung.
Dies kann dabei in zwei verschiedenen Varianten erfolgen.
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Bei
der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wird dabei das Spannelement um eine Spannelementdrehachse drehbar
gelagert und durch ein Verdrehen des Spannelementes um die Spannelementedrehachse
die Spannfläche
in unterschiedlichen Umfangswinkelpositionen gebracht. In diesem Fall
ist die Achse des Spannelementes gleichzeitig die Spannelementdrehachse.
In einer solchen Variante kommt man mit einer geringen Anzahl von Spannflächen aus,
die sich dann entsprechend der benötigten Umfangswinkellage positionieren,
das heißt
verdrehen lassen.
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In
einer anderen bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen,
daß zumindest
ein Spannelement in der Spannbacke fest gelagert, insbesondere fest
eindrehbar ist und das Spannelement mehrere spitz ausgebildete Spannflächen aufweist,
die mit dem zu spannenden Werkstück
zusammenwirken. In diesem Ausführungsbeispiel
befinden sich dann eine Mehrzahl von Spannflächen an dem Spannelement, um
auch bei verschieden ausgestalteten Werkstückoberflächen an verschiedenen Umfangswinkelpositionen
jeweils mindestens eine Spannfläche,
wie beschrieben, zur Verfügung
zu stellen.
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In
einer bevorzugten Variante wird eine Spannbacke mit einem oder mehreren
Spannelementen vorgeschlagen, wobei zumindest ein Spannelement in
der Spannbacke um eine Spannelementdrehachse drehbar gelagert ist
und zumindest ein Spannelement mindestens zwei zueinander beabstandete
Spannflächen,
die mit dem zu spannenden Werkstück
zusammenwirken, aufweist.
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Durch
den erfindungsgemäßen Vorschlag wird
erreicht, daß zwei
beabstandete Spannflächen, welche
auf einem drehbar gelagerten Spannelement angeordnet sind, derart
optimal an der Oberfläche des
Werkstückes
positionierbar sind, daß über zwei Spannflächen die
Spannkraft in das Werkstück
einbringbar ist.
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Die
beiden Spannflächen
sind etwas beabstandes voneinander, wodurch sich ein Freiraum oder
ein Spalt zwischen diesen beiden ergibt. Dies führt dazu, daß es auf
die Oberflächenausgestaltung des
Werkstückes
nicht ankommt. Das Werkstück kann
also in dem Bereich, in welchem es mit dem Spannelement zusammenwirkt,
sphärisch
oder mit entsprechenden Rauhigkeiten versehen sein, trotzdem liegt
das Spannelement über
zwei Spannflächen optimal
an dem Werkstück
an.
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Durch
die drehbare Ausgestaltung des Spannelementes paßt sich die Spannbacke automatisch
der jeweiligen Kontur der Oberfläche
des Werkstückes
an. Die Anordnung von mindestens zwei Spannflächen führt dazu, daß sich das
Spannelement gleichsam in die Oberfläche des Werkstückes verklemmt
und so noch zuverlässiger
hält. Dieser
Effekt wird noch unterstützt,
wenn die Spannflächen, wie
in einer weiteren, erfindungsgemäßen Variante noch
geschildert werden wird, symmetrisch am Spannelement (bezüglich der
Spannelementdrehachse) angeordnet sind.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Variante
wird vorgeschlagen, daß die
Spannbacke mit einem oder mehreren Spannelementen ausgestattet ist,
zumindest ein Spannelement in der Spannbacke um eine Spannelementdrehachse
drehbar gelagert ist und zumin dest ein Spannelement eine spitz ausgebildete
Spannfläche
aufweist.
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Diese
erfindungsgemäße Alternative
sieht vor, daß das
Spannelement genau eine, insbesondere winklig beziehungsweise spitz
ausgebildete Spannfläche
aufweist. Wird nun eine so ausgestattete, erfindungsgemäße Spannbacke
gegen das Werkstück
angestellt und das Werkstück
mit der Spannbacke gespannt, dann erfolgt eine plastische Deformation
der Werkstückoberfläche, wodurch
ein formschlüssiger
Verbund erreicht wird, der zu einer hohen Positionssicherheit des
gespannten Werkstückes führt. Vorteilhaft
dabei ist es, daß der
Flächendruck durch
die spitz ausgebildete Spannfläche
erheblich ist und bereits mit geringen Anstellkräften ein sicheres Halten beziehungsweise
Spannen des Werkstückes
erreichbar ist.
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Die
Anordnung der spitz ausgebildeten Spannfläche auf dem drehbaren Spannelement
führt dazu,
daß sich
die Spannfläche
optimal zur zu spannenden Oberfläche
ausrichtet und orientiert.
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Des
Weiteren schlägt
die Erfindung vor, daß das
Spannelement in der Spannbacke fest gelagert ist. Eine feste Lagerung
kann dadurch erreicht werden, daß das Spannelement in einer
Bohrung durch Preßsitz
fest verspannt ist. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung kann das Spannelement auch in eine Öffnung bis
zu einem Anschlag eingedreht werden, so daß es sich während des Spannvorganges nicht
verdreht. Dieses Spannelement weist an seinem Umfang spitz ausgebildete Spannflächen auf,
die mit dem zu spannendem Werkstück
zusammenwirken. Die spitz ausgebildeten Spannflächen greifen unter Deformation
der Werkstückoberfläche in das
Werkstück
ein und halten das Werkstück
zuverlässig
in der gewünschten Lage.
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Werkstück mit im
Wesentlichen geraden beziehungsweise ebenen, mit den Spannbacken
zusammenwirkenden Bereichen werden ebenso zuverlässig gehalten wie auch Werkstücke mit
beliebiger, insbesonderer konischen oder konvexen Oberflächengestaltungen.
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Die
erfindungsgemäße Spannbacke
erlaubt spanntechnisch eine Anpassung an kubische, runde, unregelmäßig geformte
Werkstückgeometrien,
unabhängig
davon, ob diese nun glattflächig
oder rauh beziehungsweise wellig ausgebildet sind.
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Ohne
Umrüstaufwand
an der Spannvorrichtung wird hierdurch eine hohe Flexibilität an zu
spannenden Geometrien zur Verfügung
gestellt.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spannbacke
längsbeweglich ausgebildet
ist. Die Spannbacke findet zum Beispiel Verwendung an einer Spannvorrichtung,
zum Beispiel einem Schraubstock. Die bekannten Spannvorrichtungen
sind dabei mit einer oder mit zwei beziehungsweise mehreren beweglichen
Spannbacken ausgestattet. Durch das Zusammenfahren, also das relative
Verschieben der Spannbacken aufeinanderzu (sei es durch eine oder
beide Spannbacken) wird das Werkstück mit einer entsprechenden
Haltekraft festgehalten.
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Als
Antrieb für
die Spannbacke ist dabei zum Beispiel ein Spindelantrieb, gegebenenfalls
mit Kraftverstärker,
welcher in der Spannposition wirksam ist, eingesetzt. Hierzu besitzt
die Spannbacke zum Beispiel eine schlittenartige Aufnahme, die auf
einer entsprechenden Führungsbahn
längsverschiebbar
beziehungsweise bewegbar geführt
ist.
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Neben
der erfindungsgemäßen Variante, daß die Spannbacken
an der Spannvorrichtung längsbeweglich
ausgestaltet sind, ist es auch möglich,
daß zumindest
eine Spannbacke als feststehende Backe vorgesehen ist.
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Günstig ist
es, wenn die Spannbacke auf einer Aufnahme um eine Spannbackendrehachse drehbar
gelagert ist. Die Flexibilität
einer solchen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wird damit erhöht, die
Spannbacke ist daher auch geeignet für verhältnismäßig schwierig ausgestaltete
Werkstückkonturen
einsetzbar zu sein.
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Dabei
ist es möglich,
daß diese
drehbare Spannbacke sowohl auf einer feststehenden wie auch auf
einer längsbeweglichen
Backenanordnung einsetzbar ist. Gegenbenenfalls ist ein Lagerbolzen entweder
an der Aufnahme oder an der Spannbacke vorgesehen, welcher mit entsprechend
korrespondierenden Ausnehmungen an der Backe beziehungsweise der
Aufnahme zusammenwirkt, um so die Verdrehbarkeit zu ermöglichen.
Geschickterweise wird die Aufnahme schlittenartig ausgebildet, um somit
den Spannbacken auch längsbeweglich,
entlang einer Führung
bewegbar zu erhalten.
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Günstigerweise
ist vorgesehen, daß die Spannbackendrehachse
und die Spannelementdrehachse jeweils parallel zueinander sind.
Bei einer solchen Achsanordnung ergänzen sich die jeweiligen Schwenkbereiche
in optimaler Weise.
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Natürlich ist
die Erfindung nicht nur auf solche Anordnungen beschränkt, vielmehr
umfaßt
die Erfindung auch Varianten, bei welchen die Drehachsen der Spannbacke
beziehungsweise des Spannelementes auch anders orientiert sind.
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Es
ist von Vorteil, daß die
Spannbackendrehachse und/oder die Spannelementdrehachse rechtwinklig
zur Längsbeweglichkeit
der Spannbacke, insbesondere dessen Spannrichtung ist. Hierdurch
wird erreicht, daß sich
die Spannflächen
in optimaler Weise zur Oberfläche
des zu spannenden Werkstückes orientieren
können.
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Bevorzugterweise
besitzt die Spannbacke zwei Spannelemente. Die beiden Spannelemente sind
beabstandet und befinden sich bevorzugt im äußeren Bereich der jeweiligen
Spannbacken. Bezogen auf die Entfernung der Spannelemente zueinander ist
eine Anlage des Werkstückes
an zwei Stellen (hier zunächst
unabhängig
davon, ob das Spannelement ein oder mehrere Spannflächen trägt) erreicht.
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Da
aber auch die Spannelemente selber bevorzugterweise drehbar gelagert
sind (günstigeweise sind
es alle Spannelemente eines Spannbackens, wobei die Erfindung aber
auch Lösungen
umfaßt,
bei welchen nur ein Spannelement drehbar und das andere Spannelement
feststehend ausgebildet ist), so gleicht sich das Spannelement in
diesem Anlagebereich aufgrund seiner eigenen Beweglichkeit derart ideal
an, daß auch
das Spannelement über
die zwei Punkte, den zwei Spannflächen, ideal anliegt.
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Eine
so ausgestaltete Spannbacke, die zwei Spannelemente trägt, ist
geometrisch nicht überbestimmt
und führt
zu einer optimalen Verbindung von Spannbacke und Werkstück. Bezüglich der
Dimension der Spannbacke liegen daher die beiden Spannelemente zuverlässig an
dem Werkstück
an. Bezüglich der
(kleineren) Dimension der Spannelemente liegen die beiden Spannflächen des
Spannelementes exakt an der Werkstückoberfläche an, da die Spannelemente
eine jeweils unabhängige
Beweglichkeit beziehungsweise Verdrehbarkeit aufweisen und dazu ausgebildet
sind, sich an den tatsächlichen
Oberflächenverlauf
des Werkstückes
im Spannflächenbereich
anzugleichen.
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Günstigerweise
sind die Spannelemente auf der Spannbacke symmetrisch angeordnet.
Insbesondere wenn die Spannbacke beweglich ist, ist es günstig, die
Spannelemente bezüglich
der Führung
symmetrisch anzuordnen, um eine möglichst gleichartige Krafteinprägung von
dem Spannbacken über
die Spannelemente in das Werkstück
zu erreichen, um dadurch ein Verkippen oder Verklemmen der Spannbacke
auf der Führung
zu vermeiden.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Spannelement
bolzenartig ausgebildet ist und in einer Bohrung der Spannbacke
gelagert ist. Durch eine solche Ausgestaltung ist in einfacher weise
eine Drehbarkeit des Spannelementes erreichbar. Dabei wird vorgeschlagen,
daß zumindest
der untere Bereich des Spannelementes bolzenartig ausgebildet ist,
wobei die Erfindung auch Varianten umfaßt, bei welchen als bolzenartig
auch halbkreisartige Ausgestaltungen, wie auch im Querschnitt runde
Varianten und alle Lösungen
dazwischen zählen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das
Spannelement ein Außengewinde
auf. Dieses Außengewinde
erstreckt sich zumindest über
den Bereich des Spannelementes, der in der Bohrung Aufnahme findet.
Die Bohrung selbst ist mit einem Innengewinde versehen, daß mit dem
Gewinde des Spannelementes zusammenwirkt.
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Das
Spannelement kann nun beliebig weit in die Bohrung eingedreht werden.
So lange es nicht am Boden der Bohrung oder mit einem gegebenenfalls
vorgesehenen Anschlag in Berührung
kommt, ist es um seine Drehachse frei drehbar. Die Spannflächen richten
sich bei Einleiten des Spannvorgangs gegen das Werkstück aus und
liegen so mit zwei Flächen
an dem Werkstück
an.
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Ein
weiterer Vorteil von einschraubbaren Spannelementen liegt darin,
daß sie
in axialer Richtung verstellbar sind, ohne die Vorteile der freien Drehbarkeit
zu verlieren. Je nach Größe des Werkstücks muß nun dieses
nahe am Rand oder etwas weiter innen ergriffen werden. Dieses Problem
kann mit dem derart ausgebildeten Spannelement elegant gelöst werden.
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Die
Anordnung des Spannelementes ist des Weiteren so, daß im oberen,
die Spannflächen
tragenden Bereich das Spannelement halbkreisartig ausgebildet ist.
Hieraus resultiert, daß die
Anordnung der Spannflächen
in dem Bereich möglich
ist, wo diese aufgrund der Verdrehbarkeit den maximalen Schwenkbereich
er fahren, nämlich
auf dem Durchmesser (in Draufsicht auf dem Spannelement).
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform trägt das Spannelement
im oberen, die Spannflächen tragenden
Bereich einen Dorn. Die Spannflächen sind
an diesem Dorn radial angeordnet. Zumindest eine Spannfläche wirkt
mit dem Werkstück
zusammen. Es reicht also völlig
aus, an dem Dorn nur eine Spannfläche vorzusehen. Hierzu muß aber das Spannelement
ausgerichtet und fest mit dem Spannbacken verbunden sein.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
weist der Dorn zwei oder mehrere Spannflächen auf. Ist das Spannelement
drehbar in der Bohrung der Spannbacke gelagert, richtet sich der
Dorn selbstständig
aus, so daß zwei
Spannflächen
das Werkstück
ergreifen.
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Durch
eine Anordnung von vielen Spannflächen rund um den Dorn ist gewährleistet,
daß in
jeder Position des Spannelementes immer ein oder zwei Spannflächen zum
Werkstück
hingewandt sind.
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Es
hat sich als günstig
erwiesen 6 bis 24 Spannflächen
an dem Dorn vorzusehen. In der Praxis hat sich eine Anzahl von 8
bis 20 Spannflächen als
ausreichend erwiesen. Diese Spannflächen sind vorteilhafterweise
symmetrisch um den Dorn angeordnet, jedoch ist eine asymmetrische
Anordnung der Spannflächen
nicht ausgeschlossen.
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Geschickterweise
wird das Spannelement aus gehärteten
Werkstoff hergestellt. Da das Spannelement, insbesondere dessen
Spannflächen,
mit dem Werkstück
in Wirkverbindung stehen, ist es günstig, dieses aus gehärteten Werkstoff
zu bilden, wodurch sich der Aufwand für diese Materialbearbeitung
auf das tatsächlich
notwendige Element reduziert. Durch die Härtung wird die gesamte Anordnung verschleißfester.
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Um
zu erreichen, daß zuverlässig nur
die Spannflächen
am Werkstück
anliegen ist vorgesehen, daß an
dem Spannelement, insbesondere unterhalb der Spannflächen, eine
Hinterschneidung angeordnet ist. Dadurch wird ein Fehlspannen, zum Beispiel
aufgrund Verschmutzung und so weiter vermieden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß eine
Verbindungslinie zwischen den beabstandeten Spannflächen rechtwinklig
zur Spannelementdrehachse orientiert ist. Durch eine solche Ausgestaltung
wird, insbesondere wenn sich auch die Spannflächen der anderen Spannelemente
auf der gleichen Verbindunglinie befinden, einem Verkippen des Werkstückes im
gespannten Zustand vorgebeugt.
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Günstigerweise
ist vorgesehen, daß die Spannfläche punktuell
wirkt, insbesondere als Spitze, winklig ausgebildet ist. Die Spannfläche ist
in diesem Zusammenhang nicht als Ebene, beschränkt zu verstehen, vielmehr
ist der Begriff Spannfläche
funktional zu erfassen, nämlich
als der Bereich, an welchem das Spannelement mit dem Werkstück in Wirkverbindung
tritt. Der Begriff Spannfläche
umfaßt
dabei sowohl eine flächige,
auch gewinkelte Ausgestaltung wie auch eine punktartige oder auch
linienartige Gestaltung. Günstig
ist es insbesondere, eine punktuelle Ausgestaltung anzustreben,
da dadurch ein sehr hoher Druck im Bereich der Spannfläche herrscht,
wodurch sich ein plastischer, formschlüssiger Verbund ergibt.
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In
diesem Zusammenhang gehört
auch eine wellenartige Ausgestaltung der Spannfläche zur Erfindung, wobei dann
der gegenüber
dem Werkstück zurückstehende
Bereich der Welle nicht mit dem Werkstück in Wirkverbindung tritt
und nur die Wellenberge der Spannfläche als beabstandete Spannflächen im
Sinne der Erfindung anzusehen sind.
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In
einer erfindungsgemäßen Variante
ist vorgesehen, daß die Spannfläche beziehungsweise
die Spitze tetraederförmig,
kegelförmig,
satteldachartig oder sphärisch
ausgebildet ist. Neben punktartigen Ausgestaltungen der Spannfläche gehören auch
zum Beispiel pyramidenartige Spitzen zur Erfindung. Die Spannflächen bestehen
hierbei allgemein aus einer Mehrzahl winklig aneinander anstoßenden Teilflächen. Die
Erfindung umfaßt
aber auch sphärisch
ausgebildete, also zum Beispiel gerundete Spannflächen beziehungsweise
Spitzen.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Variante
wird vorgesehen, daß die
Spannfläche
als Spannkante, insbesondere parallel zur Spannelementdrehachse
verlaufend ausgebildet ist. Eine solche Kante, die gegebenenfalls
auch satteldachartig ausgestaltet sein mag, ergibt ebenfalls eine
feste, stabile Verbindung zwischen der Spannbacke und dem Werkstück.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung wird vorgesehen, daß die Spannfläche aus
gehärteten
Werkstoff besteht. In dieser erfindungsgemäßen Variante wird nur der Bereich
gehärtet,
der tatsächlich
mechanisch erheblich belastet ist, nämlich die Spannfläche.
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Günstigerweise
wird die Spannfläche
beziehungsweise die Spannflächen
im Bereich des größten Durchmessers
des Spannelementes angeordnet. Da das Spannelement drehbar gelagert
ist, wird durch diese Anordnung der Spannflächen im Bereich des größten Durchmessers
des Spannelementes ein entsprechender Schwenkbereich für die Spannfläche/n angeboten,
wodurch sich die Anpaßbarkeit
bezüglich
der Oberflächenkontur
entsprechend erhöht.
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Geschickterweise
wird vorgesehen, daß die Spannfläche beziehungsweise
-flächen über den halbkreisartigen
Spannelementebereich hervorragt/en. Dies ist insbesondere in 3a gut
zu erkennen, bei welchem der halbkreisartige Spannelementebereich
auf die Höhe
des vollen Durchmessers beschränkt
ist und nur die Spannflächen
hierüber vorragen,
wodurch sich ein entsprechend großer Schwenkbereich ergibt.
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Günstigerweise
werden die Spannflächen
an dem Spannelement symmetrisch bezüglich der Spannelementedrehachse
angeordnet, um die Kraft gleichmäßig zu verteilen
und so übermäßigen Verschleiß einer
Spannfläche
gegenüber
der anderen Spannfläche
zu vermeiden. Darüberhinaus
sind auch die beiden Spannflächen
gleichartig ausgebidet, also weisen gleiche Spitzenhöhen beziehungsweise
Basen der Spitzen auf.
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Des
Weiteren umfaßt
die Erfindung selbstverständlich
auch Varianten, bei welchen mehr als nur zwei Spannflächen vorgesehen
sind. Vorzugsweise werden zum Beispiel Varianten mit zwei oder drei,
gegebenenfalls mit wellenförmiger
Ausführung vorgeschlagen.
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Des
Weiteren umfaßt
die Erfindung auch eine Variante, bei welcher das Spannelement um
+/– 60° um die Spannelementdrehachse
verdrehbar ist. Ein zu großer
Schwenkbereich des Spannelementes ist nicht günstig, da aus einem zu flachen
Winkel die Spannkräfte
in das Werkstück
eingeleitet werden müssen
und die resultierenden Kräfte
dann sehr gering sind.
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Günstigerweise
wird dabei vorgesehen, daß das
Spannelement bevorzugt ca. +/– 45° um die Spannelementdrehachse
drehbar ist. Eine solche Verdrehbarkeit erlaubt ausreichende Anpassung
an kubische, runde oder sonst unregelmäßig geformte Werkstückgeometrien.
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Das
Werkstück
ist nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
derart zwischen den Spannelementen angeordnet, daß es auf
der Spannbacke aufliegt. Beispielsweise ein zylinderförmiges Teil
liegt mit seiner Stirnseite auf dem aufeinanderzu beweglichen Spannbacken
auf, über
dessen Oberfläche
die Spann elemente hervorragen. Diese Spannelemente ergreifen das
Teil an seinem Zylindermantel im Randbereich. Je nach Lage des Spannelementes in
seiner Bohrung – wie
beschrieben wurde – kann
es in seiner axialen Länge
veränderlich
eingestellt sein – wird
das Teil im äußersten
Randbereich oder etwas weiter innen ergriffen. Der Zylinder kann
gleichzeitig auch an seinem gegenüberliegenden Ende ergriffen werden.
Auf dieser Seite ist dann ebenso eine Spannvorrichtung, bestehend
aus zwei erfindungsgemäßen Spannbacken,
vorgesehen. Das Werkstück
wird in diesem Fall von der Seite her bearbeitet.
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Das
Spannelement ist mittelbar oder unmittelbar an der Spannbacke angeordnet.
Es hat sich als günstig
erwiesen, es auf der Spannbacke vorzusehen. Die Spannbacke bildet
eine Auflagefläche
für das
Werkstück.
Bevorzugt wird das Spannelement im Randbereich der Spannbacke angeordnet.
Dadurch wird die Auflagefunktion nicht beeinträchtigt, aber die Bearbeitbarkeit
des Werkstückes,
gerade in dessen Randbereich, wird gesteigert.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel wird
eine Platte von den Spannbacken ergriffen. Wird diese derart bearbeitet,
daß das
Werkzeug durch das Material des Werkstückes hindurcharbeitet, beispielsweise
beim Bohren, ist es günstig,
das Werkstück
während
dieser Bearbeitung beabstandet von der Spannbacke anzuordnen, so
daß die
Spannbacken nicht beschädigt
werden. Zu diesem Zweck ist an dem Spannelement ein Auflager vorgesehen,
auf dem nun das Werkstück
aufliegt. Mittels eines Abstandshalters kann die Höhe des Auflagers
zur Oberfläche
der Spannbacke bestimmt werden. Dieser Abstandshalter umgibt das
Spannelement hülsenförmig.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel weist
das Auflager ein Innengewinde auf, mit dem es auf das Spannelement
aufschraubbar ist. So ist das Auflager in seiner Lage jederzeit
einstellbar. Mit einer Kontermutter kann es fixiert werden.
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Im
einfachsten Fall wird als Auflager eine handelsübliche Mutter verwendet, die
auf das Gewinde des Spannelementes aufgeschraubt wird. Das Auflager
umgibt das Spannelement kragenförmig.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Winkellagenfestlegeanordnung
für die
Drehbewegung der Spannbacke um die Spannbackendrehachse vorgesehen
ist. Des Weiteren ist auch vorgesehen, daß eine Winkellagenfestleganordnung
für die
Drehbewegung des Spannelementes um die Spannelementachse vorgesehen
ist. Durch diese Winkellagenfestleganordnung, die zum Beispiel mit
einer einfachen Rastung realisiert ist, ist es möglich, gewisse Voreinstellungen
vorzunehmen und so zum Beispiel die Spannbacke oder auch das Spannelement
im Vorfeld auszurichten und bezüglich der
tatsächlichen
Lage der zu spannenden Werkstückoberfläche grob
zu justieren. Ein Fehlspannen aufgrund einer unbeabsichtigt verdrehten
Spannbacke oder eines Spannelementes wird dadurch zuverlässig vermieden.
Die Rastung wird zum Beispiel durch eine federabgestützte Kugel
realisiert, die in entsprechende Ausnehmungen des Spannelementes
oder der Spannbacke entlang einer Umfangsnut eingreift und so eine
Grobeinstellung ergibt, die aber bei entsprechender Kraftaufwendung
auch zurückweicht.
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Gemäß der Erfindung
ist es günstig,
daß die Spannelementdrehachse
winklig, insbesondere rechtwinklig zur Oberfläche der Oberseite der Spannbacke
orientiert ist. Die Erfindung legt sich dabei nicht fest, daß nur eine
rechtwinklige Anordnung vorgesehen ist, es gibt auch Anwendungsfälle, wo
eine spitzwinklige Anordnung ebenfalls günstig ist.
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Der
besondere Vorzug der Erfindung liegt insbesondere darin, daß die erfindungsgemäße Spannbacke
als Spannbacke eines Schraubstockes Verwendung findet. Es sind auch
Spannbacken bei einem Drehfutter zum Beispiel von Drehmaschinen und
so weiter bekannt, die aber nicht der bevorzugte Anwendungsbereich
der Erfindung ist.
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Des
Weiteren wird in einer erfindungsgemäßen Variante vorgeschlagen,
daß die
Hinterschneidung im unteren Bereich des Spannelementes in eine Fläche ausläuft und
die Fläche
im eingebauten Zustand des Spannelementes in der Spannbacke tiefer
liegt als die Werkstückauflagefläche der
Spannbacke. Erfindungsgemäß ist auch
vorgesehen, daß das Spannelement
bolzenartig ausgebildet ist und im oberen Bereich bezüglich circa
seines Halbdurchmessers ausgenommen ist. Durch die erfindungsgemäße Variante
wird erreicht, daß das
Werkstück
im Bereich, in welchem es durch die Spitze gehalten beziehungsweise
gespannt ist, auf der definierten Höhe der Werkstückauflagefläche der
Spannbacke aufliegt. Daher ist die Fläche, die sich an die Hinterschneidung
anschließt,
im eingebauten Zustand des Spannelementes in der Spannbacke tiefer
angeordnet wie die Werkstückauflagefläche.
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Ein
weiterer erfindungsgemäßer Vorzug
wird dadurch erreicht, daß die
Spitze der Spannfläche derart
asymmetrisch ausgebildet ist, daß die der Oberfläche der
Spannbacke zugewandte Kante mit der Oberflächenparallelen einen größeren Winkel einschließt, als
die der Oberfläche
der Spannbacke abgewandte Kante mit der Oberflächenparallelen. Diese Ausgestaltung
ist insbesondere in 7 gezeigt. Durch diese asymmetrische
Ausgestaltung wird ein Niederziehen des Werkstückes in Richtung der Spannbackenoberfläche erreicht
und so nicht nur das Werkstück
festgespannt, sondern auch auf ein definiertes Höhenmaß, nämlich die Werkstückaufnahmefläche der
Spannbacke gedrückt.
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Des
Weiteren ist es nach einer erfindungsgemäßen Variante günstig, daß die Lage
der Spannfläche
gegenüber
der Spannbacke veränderlich,
insbesondere höhenverstellbar
ist. Eine solche Ausgestaltung ist ein Nebeneffekt der Anordnung
eines Gewindes an dem Spannelement, durch welches das Spannelement
in die Spannbacke eingedreht wird. Aufgrund der Gewindesteigung
verändert
sich natürlich auch
die Lage der Spannfläche,
was natürlich
auch für
Anpaßzwecke
entsprechend eingesetzt werden kann.
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Die
Erfindung beschränkt
sich nicht nur auf eine Spannbacke wie eingangs beschrieben, sondern
umfaßt
auch eine Spannvorrichtung, insbesondere einen Schraubstock oder ähnliches,
bei welchem mindestens eine Spannbacke, wie vorbeschrieben, Verwendung
findet. Wie geschildert erreicht eine erfindungsgemäß ausgestaltete
Spannbacke nicht nur Vorteile bei der Spannbacke selber, sondern
verbessert auch erheblich die bekannten Spannvorrichtungen, da die
erfindungsgemäß ausgestalteten
Spannvorrichtungen für
eine größere Anzahl
von Werkstückgeometrien,
ohne Umrüstung, einsetzbar
sind. Da die Umrüstzeiten
immer bezüglich
der Bearbeitung Totzeiten sind, wird durch den erfindungsgemäßen Vorschlag
auch gleichzeitig die Effizienz von entsprechenden Bearbeitungsstationen,
die mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
ausgestattet sind, erheblich gesteigert. Das Ganze geht einher mit
einem zuverlässigen
Halt und beliebig ausgestalteten Werkstücken, sei es mit glatten, runden
oder mit unregelmäßig geformten
Oberflächen.
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Die
Erfindung beschränkt
sich dabei keinesfalls nur auf Variante, bei welchen die Spannvorrichtung
das Werkstück
jeweils zwischen gleichartig ausgebildeten Spannbacken hält. Selbstverständlich umfaßt die Erfindung
auch Spannvorrichtungen, bei welchen unterschiedliche Spannbacken
an der Spannvorrichtung Verwendung finden, also wo zum Beispiel
eine erste Spannbacke um eine Spannbackendrehachse verschwenkbar
ist und die andere feststehend ist oder aber eine Variante, bei
welcher eine erste Spannbacke eine spitz ausgebildet Spannfläche aufweist
und die andere Spannbacke zwei zueinander beabstandete Spannflächen trägt.
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Als
Antrieb für
die Spannbacke ist ein Spindelantrieb vorgesehen. Dieser kann händisch bedient
werden. Ein Spindelantrieb mit einem Elektromotor ist ebenso vorgesehen.
Des Weiteren sind hydraulische, pneumatische Antriebe und dergleichen vorgesehen,
die das Spannen eines Werkstückes wesentlich
erleichtern. Derartige Antriebe sind ausreichend für Werkstücke aus
weichen Materialien wie Messing und dergleichen, da sich die Spannfläche leicht
in die Oberfläche
des Werkstückes
eindrücken kann.
Für Werkstücke aus
einem sehr harten Material wird erfindungsgemäß ein Kraftverstärker verwendet.
Auf diese Weise läßt sich
mit einem geringen Kraftaufwand eine sehr hohe Andruckkraft erzielen. Vorteilhafterweise
wird ein langhubiger Kraftverstärker
verwendet, um das Eindrücken
der Spannfläche in
das harte Werkstück
zu unterstützen.
Hierbei soll die Höhe
des Kraftverstärkers
in etwa der Höhe
der Spannfläche
entsprechen. Der Hub kann erfindungsgemäß etwas größer oder auch etwas kleiner
als die Höhe
der Spannfläche
ausfallen. Es soll mit dem Kraftverstärker erreicht werden, daß die Spannfläche ausreichend
weit in das Material des Werkstücks
eingreift, so daß dieses
möglichst
sicher in der Spannvorrichtung gehalten wird. Vorteilhafterweise
wird ein Kraftverstärker
mit einem Hub von bis zu 5 mm verwendet. Bevorzugt wird ein Kraftverstärker mit
einem Hub von bis zu 2,5 mm eingesetzt.
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Gerade
die Verwendung der erfindungsgemäßen Spannbacke
in Verbindung mit einer Spannvorrichtung mit Kraftverstärker ergibt überraschenderweise
die Möglichkeit,
hochfeste Werkstücke
mit der Erfindung zuverlässig
zu spannen. Bei solchen Anwendungen war der Einsatz entsprechender Spannbacken
sonst nicht möglich.
Durch den Kraftverstärker
wird gerade über
einen längeren
Weg bzw. Hub ausreichend Kraft zum Eindrücken der Spannflächen in
das harte Werkstück
zur Verfügung
gestellt. Ebenso schließt
die Erfindung die Verwendung mehrerer Kraftverstärker, beispielsweise an jeder Spannbacke
einen Kraftverstärker,
mit ein.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
wird bevorzugt bei Spannvorrichtungen, insbesondere Schraubstöcken eingesetzt,
bei welchen das Werkstück
zwischen genau zwei Spannbacken angeordnet ist. Eine solche Anordnung
unterscheidet sich von einer Anordnung an Drehbänken, wo der Drehling in der
Regel von mindestens drei Spannbacken des Spannfutters gehalten
wird. Auch ist der Kräfteverlauf
der Spannkräfte
bei Drehmaschinen beziehungsweise Drehfuttern anders. So ergibt
es sich zum Beispiel bei Spannvorrichtungen, die als Schraubstock
ausgebildet sind, daß die
von den Spannbacken erzeugten beziehungsweise aufgenommenen Spannkräfte gegengleich
sind. Das bedeutet, daß die
jeweils angreifenden Kräfte
gleich groß aber
entgegengesetzt sind. Bei einem Drehfutter hingegen greifen die
drei Zangen des Drehfutters in einem angulären Abstand von 120° an dem Drehling
an, wodurch sich ein geschlossenes Kräftedreieck ergibt, die Kräfte sind
aber nicht gegengleich, wie in einer bevorzugten Variante der Erfindung.
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Die
Erfindung ist geeignet bei einem Schraubstock verwendet zu werden,
der zum Erzeugen einer Spannkraft von mehr als 1.000 N, insbesondere
von mehr als 10.000 N dient. Es ist durchaus überraschend, daß verhältnismäßig filigran
bauende Spannelemente in der Lage sind, solch erhebliche Spannkräfte aufzunehmen.
Durch die Erfindung ist es auch möglich, Spannkräfte von
10.000 N und mehr in ein Werkstück
zum Festhalten des Werkstückes
einzuleiten, wodurch entsprechende Zerspanungskräfte sicher gehalten werden
können.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1, 2 je
in einer Draufsicht die erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit der
erfindungsgemäßen Spannbacke
in verschiedenen Varianten;
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3a die
erfindungsgemäße Spannbacke in
Draufsicht;
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3b einen
vertikalen Schnitt nach 3a in
Seitenansicht;
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3c einen
vertikalen Schnitt nach 3a in
Frontansicht;
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4 eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spannelementes
in perspektivischer Darstellung;
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5 eine
weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spannelementes
in Seitenansicht geschnitten und
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6, 7 je
in einem vergrößerten Ausschnitt
ein Spannelement nach der Erfindung.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung
in Draufsicht gezeigt. Mit 4 ist das zu spannende Werkstück, ein
im Schnitt zum Beispiel kugel- oder zylinderartiger Körper gezeigt.
Das Werkstück 4 befindet
sich zwischen zwei Spannbacken 1, wobei die erste Spannbacke 11 (auf
der linken Seite) in diesem Ausführungsbeispiel
ortsfest auf der Spannvorrichtung angeordnet ist und die zweite Spannbacke 12 (rechts)
längsbeweglich
verfahrbar ist, um so die Spannkraft auf das Werkstück 4 einzuprägen.
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Die
zweite Spannbacke 12 ist hierzu in Spannrichtung 13 bewegbar
und entgegen der Spannrichtung 13 zum Freigeben des Werkstückes 4 zurückziehbar.
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Neben
der in 1 gezeigten Anordnung einer feststehenden und
einer beweglichen Spannbacke zeigt 2 eine Variante,
in welcher zwei mobile Backen 11' und 12 vorgesehen sind.
Die Bewegung der Backen ist dabei geschickterweise entgegengerichtet,
das bedeutet, für
das Spannen des Werkstückes 4 bewegen
sich die beiden Spannbacken 11', 12 aufeinander zu (angedeutet
durch die aufeinanderzu gerichteten Pfeile 13' und 13),
wohingegen sich die beiden Spannbacken 11' und 12 voneinander entfernen,
um das Werkstück 4 freizugeben.
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Jeder
der beiden Spannbacken 1, 11, 12 besitzt
je zwei Spannelemente 2. Die Spannelemente 2 befinden
sich dabei ungefähr
im äußeren Drittel
oder Viertel der jeweiligen Spannbacke 1. Die Spannbacke 1 weist
hierzu eine entsprechende Bohrung 15 (vergleiche 3c)
auf, in welche die Spannbacke eingesetzt ist.
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In
der in 1 beziehungsweise 2 gezeigten
Variante ist der Abstand zwischen den beiden Spannelementen 2 einer
Spannbacke 1 geringer wie in dem Ausführungsbeispiel nach 3a.
Geschickterweise besitzt die Spannbacke 1 mehrere, wahlweise
einsetzbare Bohrungen 15, 15', in die, je nach Dimension des
Werkstückes 4,
das Spannelement 2 einsetzbar ist. Hierdurch ist es möglich mit
geringem Aufwand die Spannelemente einer Spannbacke auf die jeweilige
Werkstückdimension
anzupassen.
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Die
in 1, 2 auf der rechten Seite angeordnete
Spannbacke 12 ist darüberhinaus
auch anders aufgebaut wie die jeweils links angeordnete Spannbacke 11, 11'.
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Die
rechte Spannbacke 12 ist um die Spannbackendrehachse 10,
welche bevorzugt auch im Schwerpunkt der Spannbacke angeordnet ist,
drehbar. Dadurch ist es möglich,
einen zusätzlichen
Freiheitsgrad beziehungsweise Verschwenkgrad anzubieten, wodurch
es noch komfortabler wird, auch verhältnismäßig schwierige Werkstücke 4 mit
der Erfindung sicher festzuhalten.
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Die
Anordnung ist dabei so gewählt,
daß eine
Aufnahme 14 vorgesehen ist, die zum Beispiel auf einem
Schlitten der Spindelführung
der Spannvorrichtung geführt
ist, wobei die Aufnahme 14 bolzenartig ausgebildet ist
und die Spannbacke 12 um die durch die Aufnahme 14 definierte
Spannbackendrehachse 10 verdrehbar ist.
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Insbesondere
in 3b ist die Anordnung des Spannelementes 2 in
der Spannbacke 1 gezeigt. Die Spannbacke 1 besitzt
eine Mehrzahl von Bohrungen 15, wie beschrieben, die jeweils
mit einem Innengewinde ausgestattet sind, die mit einem Gewinde 22 der
bolzenartigen Spannelemente 2 zusammenwirken. Durch die
Anordnung des Gewindes ist eine Verdrehbarkeit um die Spannelementedrehachse 20 möglich, ohne
zu riskieren, daß das
Spannelemente 2 aus der Bohrung 15 ungewollterweise
herausfällt.
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Geschickterweise
ist die Drehachse 10 der Spannbacke und die Drehachse 20 des
Spannelementes parallel, um so eine möglichst flexible Anordnung
der Spannelemente 2 zum Werkstück 4 zu ermöglichen.
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Wie
in 3b gezeigt, ist das Spannelement 2 zumindest
im unteren, in die Bohrung 15 eintauchenden Bereich, bolzenartig
ausgebildet. Im oberen Bereich steht das Spannelement 2 zumindest
halbseitig derart zurück,
daß sich
im oberen Bereich nur eine halbkreisartige Ausgestaltung (in Draufsicht, zum
Beispiel 3a) ergibt. Am oberen Bereich
des Spannelementes 2 ist die Spannfläche 3 angeordnet. In
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
besitzt das Spannelement 2 zwei zueinander beabstandete Spannflächen 31 und 32.
Der Abstand ist hierbei mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnet.
Die Anordnung ist so gewählt,
daß die
beiden Spannflächen 31, 32 verhältnismäßig nahe
beieinanderliegen im Verhältnis
zu dem zur Verfügung
stehenden Durchmessers des Spannelementes 2, die Anordnung
kann aber auch so gewählt
werden, daß die
beiden Spannflächen
verhältnismäßig weit
außen
angeordnet sind. Eine etwas engere Anordnung hat Vorzüge bei der Festigkeit
der Anordnung insgesamt.
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Wie
in der Draufsicht nach 3a gezeigt, sind die Spannflächen 31, 32 in
Wellenform, als Wellenberge ausgebildet. Das Wellental definiert
den Abstand 30. Natürlich
sind auch andere Varianten zur Realisierung der Spannflächen möglich.
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Bevorzugterweise
liegt die Spannfläche 3 mit ihrer
vorderen Spitze 34 (siehe 3b) am
Werkstück 4 an.
Die Spannfläche 3 steht
dabei über
die Spannbacke 1 nach oben vor, beziehungsweise die Spannbacken 1 unterfahren
das Werkstück 4.
Günstigerweise
wird das Werkstück 4 dabei
auf die bereits auf Grobmaß zusammengefahrenen
Spannbacken tischartig aufgestellt und dann von den weiter zusammenfahrenden
Spannbacken durch die Spannflächen 3 der
Spannelemente 2 festgespannt. Damit eine definierte Lage
der Spannfläche
sichergestellt ist, ist es günstig,
eine Hinterschneidung 21 unterhalb der Spannfläche 3,
noch im zurückgesetzten
Bereich des Spannelementes 2 vorzusehen. Dies ist in 3b gut
zu erkennen.
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Von
der gesamten Höhe
des Spannelementes 2 stehen ca. 10% bis 40%, bevorzugt
ca. 25% aus der Bohrung nach oben hervor und bildet die Spannfläche 3.
Diese Verhältnisse
können
aber auch komplett anders gewählt
werden, es ist zum Beispiel möglich,
daß ein
Mehrfaches der Länge
des Spannelementes aus der Bohrung heraussteht, als es im Gewinde
eingedreht ist.
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Eine
kurze Ausgestaltung hat aber Vorteile im Hinblick auf die Stabilität, da die
wirksamen Hebellängen
sehr gering sind.
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In 4 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines Spannelementes 2 in perspektivischer Ansicht dargestellt.
Dieses Spannelement 2 besteht aus einem bolzenartigen Schaft 26,
der in seinem oberen Bereich in einem Dorn 25 endet. An
diesem Dorn 25 sind radial Spannflächen 3 vorgesehen.
Welche Lage das Spannelement 2 auch immer zum Werkstück einnimmt,
es stehen in jedem Fall ein oder zwei Spannflächen 3 dem Werkstück entgegen,
so daß zumindest
ein oder zwei Spannflächen 3 mit
der Werkstückoberfläche zusammenwirken.
Dieses Spannelement 2 ist entweder fest oder frei drehbar
um seine Längsachse
in der Bohrung 15 der Spannbacke 1 eingelassen.
Für den
Fall der freien Drehbarkeit richten sich die Spannflächen 3 derart
aus, daß zumindest
zwei Spannflächen 3 mit
der Oberfläche
des Werkstückes
zusammenwirken. Bei einem feststehenden Spannelement 2 ragt
zumindest immer eine der Spannflächen 3 dem
Werkstück
entgegen.
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Das
in diesem Ausführungsbeispiel
dargestellte Spannelement 2 weist ein Auflager 27 auf,
das das Spannelement 2 kragenförmig umgibt. Auf diesem Auflager 27 liegt
das Werkstück
beispielsweise mit seiner Stirnseite auf, während die Spannflächen 3 mehrerer
Spannelemente 2 das Werkstück seitlich ergreifen. Um die
Höheneinstellung
des Auflagers 27 zu regulieren, ist unterhalb des Auflagers 27 ein
Abstandshalter 28 vorgesehen, der das Spannelement 2 hülsenförmig umgibt.
Der Schaft 26 des Spannelementes 2 ragt über den
Abstandshalter 28 hinaus und ist mit diesem Bereich in
der Spannbacke 1 eingesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist das Auflager 27 sechskantig ausgebildet. Es kann auch
aus einer einfachen handelsüblichen
Schraubenmutter bestehen, die auf das Gewinde 29 des Spannelementes 2 aufschraubbar
ist. Durch eine Kontermutter ist es in seiner Höhenlage fixierbar.
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In 5 ist
eine weitere Ausführung
eines erfindungsgemäßen Spannelementes 2 vorgesehen. Hier
ist die geschnittene Ansicht gezeigt. Das Spannelement 2 ist
mit seinem unteren Bereich in der Spannbacke 1 eingeschraubt.
Das Gewinde 29 des Spannelementes ist angedeutet. Zwischen
Spannbacke 1 und Auflager 27 ist ein Abstandshalter 28 vorgesehen,
der ein zu tiefes Einschrauben des Spannelementes 2 in
die Spannbacke 1 beziehungs weise eine Veränderung
der Lage des Auflagers 27 verhindert. Mit der hier spitz
dargestellten Spannfläche 3 wird
das Werkstück
(gestrichelt dargestellt) ergriffen.
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6 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt einer
Spannfläche 3.
Die Höhe
der Spannfläche 3 ist mit
H bezeichnet. Der Hub des Kraftverstärkers entspricht der Höhe H, wobei
hier nicht unbedingt die exakte Höhe H genommen werden muß, sondern
der Hub auch etwas größer oder
etwas kleiner als die Höhe
H ausfallen kann. Beträgt
die Höhe
H der Spannfläche
beispielsweise 3 mm ist ein Hub des Kraftverstärkers von ca. 2,5 bis 3,5 mm
vorgesehen. Der Hub allgemein bewegt sich bei den vorgesehenen Kraftverstärkern bevorzugt
im Bereich von 2,5 bis 5 mm. Mit dem Kraftverstärker werden höhere Haltekräfte erzielt.
Dadurch kann eine höhere
Zerspanleistung erzielt werden. Ebenso können Zerspankräfte, die
auf das Werkstück
wirken, erhöht werden,
womit die Geschwindigkeit zum Zerspanen des Werkstücks erhöht wird.
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Im
Gegensatz zu der in 6 gezeigten Variante ist bei
der Ausgestaltung nach 7 die Spitze 34 asymmetrisch
ausgebildet. Diese asymmetrische Ausgestaltung ist dabei derart
gekennzeichnet, daß die
untere, der Werkstückauflagefläche 17 zugewandte
Kante 35 mit der Oberflächenparallelen 37 einen
größeren Winkel α einschließt wie die
obere Kante 36 mit der Oberflächenparallele. Dabei ist die Oberflächenparallele 37 parallel
zur Werkstückauflagefläche 17.
Die Folge dieser Ausgestaltung ist, daß ein hier nicht gezeigtes
Werkstück
beim Eindringen der Spitze 34 (zum Beispiel unterstützt durch
einen Kraftverstärker)
aufgrund der stärker
geneigten unteren Kante 35 nach unten, insbesondere in
Richtung der Werkstückauflagefläche 17 gezogen
wird. Die schrägere
Ausgestaltung der unteren Kante 35 bewirkt beim Eindrücken ein
verstärktes
Wegdrücken des
Materials des Werkstückes,
welches sebstverständlich
auszuweichen versucht und so nach unten gezogen wird. In dem hier
gezeigten Beispiel ist die obere Kante parallel zur Ober flächenparallele 37 verlaufend,
der davon eingeschlossene Winkel daher 0°. Es ist natürlich möglich, eine gewisse Verkippung
gegenüber
der Oberflächenparallele 37 für die obere Kante 36 vorzusehen.
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Des
Weiteren zeigt 7 beispielhaft die Einbausituation
des Spannelementes 2 in einer Bohrung der Spannbacke 1.
Die Hinterschneidung 21 läuft im unteren Bereich aus
in eine Fläche 38.
Im Einbauzustand, wie hier gezeigt, liegt die Fläche 38 in der Bohrung 15 und
daher etwas niedriger wie die Werkstückauflagefläche 17. Hieraus resultiert,
daß die
Oberfläche 38 nicht
zur Auflage des Werkstückes dienen
kann und sichergestellt ist, daß das
aufgelegte Werkstück
die Werkstückauflagefläche 17 auch
als Referenz- beziehungsweise Bezugsfläche verwendbar ist. Eine ähnliche
Anordnung ist natürlich
auch in 5 gewählt und realisiert.
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Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Ansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte
sich hier bei näherer
Prüfung,
insbesondere auch des einschlägigen
Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal
für das
Ziel der Erfindung zwar günstig,
nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon
jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere
im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
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Die
in den abhängigen
Ansprüchen
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind
diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
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Merkmale,
die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale
aus Ansprüchen,
die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung
vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar
auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen
erwähnt wurden
beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders
günstige
Ergebnisse erreichen.