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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung mit einem Grundkörper, der
eine zentrale Durchgangsbohrung aufweist, und mehreren Spannbacken,
die in Führungsnuten
an der vorderen Stirnseite des Grundkörpers bewegbar geführt und durch
die Betätigung
eines Spannkolbens gemeinsam verstellbar sind, wobei der Spannkolben
in einem im Grundkörper
vorgesehenen Zylinderraum axial verstellbar gehalten und hydraulisch
oder pneumatisch hin und her bewegbar ist.
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Kraftbetätigte Spanneinrichtungen
dieser Art sind beispielsweise aus der
EP 0 810 049 A1 bekannt und
werden in der Praxis eingesetzt, um zu bearbeitende Bauteile an
der Arbeitsspindel oder an dem Maschinentisch einer Werkzeugmaschine
zu befestigen. Die herkömmlichen
Spanneinrichtungen besitzen einen formsteifen Grundkörper und
mehrere Spannbacken, die in Führungsnuten
an einer vorderen Stirnseite des Grundkörpers bewegbar geführt und
gemeinsam durch einen Spannkolben verstellbar sind (
EP 0 810 049 A1 ). Zum Verstellen
der Spannbacken wird dabei der Spannkolben von einem hydraulischen
oder pneumatischen Antrieb axial verschoben, und diese Axialbewegung
wird über
an dem Spannkolben und den Spannbacken vorgesehene Keilnuten und
damit in Eingriff befindliche Keilhaken in synchrone Bewegungen
der Spannbacken umgesetzt.
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Bei
bekannten Spanneinrichtungen, die von der Anmelderin vertrieben
werden (ROTA NCH), wird der Spannkolben pneumatisch betrieben. Hierzu
ist in einer Basisplatte des Grundkörpers unterhalb der Spannbacken
ein Zylinderraum ausgebildet, in welchem der Spannkolben angeordnet
ist. Dabei unterteilt der Spannkolben den Zylinderraum in zwei Druckkammern,
die mit einem Hydraulikmittel beaufschlagbar sind, um den Spannkolben
in die eine oder in die andere Richtung zu bewegen.
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Die
bekannten Spanneinrichtungen haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Die
Bestrebungen gehen jedoch dahin, die Baugröße zu verringern.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung der
eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sie eine geringe Baugröße aufweist.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
der Zylinderraum in einem zwischen den in die Führungsnuten eingesetzten Spannbacken
liegenden axialen Bereich der Durchgangsbohrung vorgesehen ist.
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Der
Erfindung liegt damit die Überlegung
zu Grunde, den Zylinderraum in der Durchgangsbohrung des Grundkörpers vorzusehen,
so dass unterhalb der Spannbacken Platz eingespart wird mit der Folge,
dass die erfindungsgemäße Spanneinrichtung eine
geringe Bauhöhe
besitzen kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
vorgesehen, dass der Zylinderraum zumindest bereichsweise in einem
zwischen den Führungsnuten gelegenen
axialen Bereich der Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Wenn an den
Spannbacken und dem Spannkolben bzw. einem vom Spannkolben beaufschlagten
Betätigungselement
miteinander in Eingriff stehende Keilhaken und Keilnuten ausgebildet
sind, kann der Zylinderraum auch – zumindest bereichsweise – zwischen
den Keilhaken und Keilnuten liegen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zylinderraum
axial von einer Lanze durchsetzt ist, welche an ihrem hinteren Ende an
einem Boden des Grundkörpers
fixiert ist. In diesem Fall umgibt der Spannkörper vorzugsweise die Lanze
und ist an dieser axial verschiebbar geführt, wobei er den Zylinderraum
axial in zwei Zylinderkammern unterteilt.
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Dabei
kann eine erste Zylinderkammer zwischen dem Zylinderkolben und einen
Deckel, welcher an dem vorderen Ende der Lanze befestigt ist und
den Zylinderraum an seinem vorderen Ende verschließt, ausgebildet
sein. Durch die feste Verbindung zwischen dem Deckel und der Lanze
wird die erforderliche Festigkeit für die im Betrieb auftretenden
Drücke
erreicht.
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Der
Deckel kann auch eine Zylinderwandung aufweisen, welche den Spannkolben
umgibt, um die erste Zylinderkammer an ihrem Außenumfang zu begrenzen. Alternativ
ist es möglich,
in das vordere Ende der Zylinderbohrung eine Schutzbüchse einzusetzen,
welche die erste Zylinderkammer an ihrem Außenumfang begrenzt.
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Die
zweite Zylinderkammer des Zylinderraums kann zwischen dem Spannkolben
und der Lanze ausgebildet sein. Dabei kann der Boden der zweiten
Zylinderkammer von einem Bodenelement begrenzt sein, welches an
der Lanze ausgebildet oder auf diese aufgesetzt ist. Dann ist zweckmäßigerweise
der Spannkolben an seinem bodenseitigen Endabschnitt hülsenförmig ausgebildet
und umgreift mit diesem Endabschnitt das Bodenelement und ist daran
axial verschiebbar geführt.
Auf diese Weise wird eine kompakte Ausbildung des Zylinderraums
in der Durchgangsbohrung des Grundkörpers erreicht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Lanze ein axialer
Druckmittelkanal ausgebildet ist, welcher an seinem einen Ende in
die Zylinderkammer mündet und
an seinem anderen, bodenseitigen Ende mit einer im Grundkörper ausgebildeten
Druckmittelleitung in Verbindung steht. In ähnlicher Weise kann in der Lanze
ein axialer Druckmittelkanal ausge bildet sein, welcher an seinem
einen Ende in die zweite Zylinderkammer mündet und an seinem anderen,
bodenseitigen Ende mit einer im Grundkörper ausgebildeten Druckmittelleitung
in Verbindung steht. Diese Ausgestaltung erlaubt es, den Zylinderkammern über die Lanze
das Druckmittel zuzuführen,
wodurch eine kompakte Anordnung erreicht wird.
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Zweckmäßigerweise
ist in der Druckmittelleitung für
die erste und/oder zweite Zylinderkammer eine Absperreinrichtung
vorgesehen, welche ein ungewolltes Abströmen von Druckmittel aus der
entsprechenden Zylinderkammer verhindert. Zusätzlich kann in dem Grundkörper wenigstens
ein Druckmittelspeicher vorgesehen sein, welcher unter Druck stehendes
Druckmittel enthält
und mit der ersten und/oder zweiten Zylinderkammer verbunden ist,
um einen in der Zylinderkammer aufgebauten Druck aufrecht zu erhalten,
wenn die Spanneinrichtung von einer externen Druckmittelquelle abgekoppelt
ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht
es, die erfindungsgemäße Spanneinrichtung
mit einem gespannten Bauteil von einer Werkzeugmaschine zu demontieren
und an einer anderen Maschine wieder zu montieren, ohne dass die
Gefahr besteht, dass sich das gespannte Bauteil löst.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die
Unteransprüche sowie
die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine
Spanneinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in perspektivischer Ansicht,
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2 die
Spanneinrichtung aus 1 in Draufsicht,
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3 die
Spanneinrichtung aus 1 in Vorderansicht,
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4 die
Spanneinrichtung aus 1 von unten betrachtet,
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5 die
Spanneinrichtung aus 1 in einer Schnittansicht in
gelöstem
Zustand,
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6 die
Spanneinrichtung aus 5 im Spannzustand,
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7 die
Spanneinrichtung aus 1 in einer weiteren Längsschnittansicht,
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8 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung
in einer Schnittansicht und
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9 die
Spanneinrichtung aus 8 in einer Querschnittansicht.
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In
den 1 bis 7 ist eine Spanneinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt, die beispielsweise zum Spannen von Werkstücken an
dem Maschinentisch einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden kann.
Zu der Spanneinrichtung gehört
ein Grundkörper 1,
der eine zylindrische Grundform besitzt und eine zentrale Durchgangsbohrung 2 aufweist.
Der Grundkörper 1 ist
in der dargestellten Ausführungsform
zweiteilig ausgebildet und besitzt einen Zylinderkörper 3,
der an seinem offenen, unteren bzw. rückseitigen Ende durch eine Grundplatte 4 verschlossen
ist. An der Unterseite der Grundplatte 4 ist ein Einzugsbolzen 5 vorgesehen, über welchen
die Spanneinrichtung an einem Maschinentisch oder dergleichen fixiert
werden kann. Alternativ kann die Spanneinrichtung auch über den flanschartig über den
Zylinderkörper 3 vorstehenden Teil
der Grundplatte 4 an dem Maschinentisch festgespannt werden.
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Die
dargestellte Spanneinrichtung ist in herkömmlicher weise als Dreibackenfutter
ausgebildet. Entsprechend sind an der oberen oder vorderen Stirnseite
des Grundkörpers 1 drei
radiale Führungsnuten 6 vorgesehen,
die gleichmäßig über den
Umfang verteilt, d.h. mit jeweils 120° Versatz gegeneinander angeordnet
sind. In die Führungsnuten 6 sind Spannbacken 7 eingesetzt,
die jeweils aus einer Grundbacke und einer darauf festschraubbaren
Aufsatzbacke bestehen. In der Zeichnung sind jeweils nur die Grundbacken
der Spannbacken 7 dargestellt.
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Die
radiale Verstellung der Spannbacken 7 erfolgt durch einen
Spannkolben 8, der Teil einer in der Durchgangsbohrung 2 des
Grundkörpers 1 vorgesehenen
Zylinder/Kolben-Anordnung
ist. Diese Zylinder/Kolben-Anordnung definiert einen Zylinderraum 9,
welcher durch den Spannkolben 8 in eine erste Zylinderkammer 10 und
eine zweite Zylinderkammer 11 unterteilt ist. Konkret gehört zu der
Zylinder/Kolben-Anordnung eine Lanze 12, welche an der Grundplatte 4 festgeschraubt
ist und sich axial durch die Durchgangsbohrung 2 des Grundkörpers 1 erstreckt.
Die Lanze trägt
an ihrem vorderen, freien Ende einen Deckel 13, der mit
der Lanze 12 fest verbunden ist.
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Das
vordere Ende der Durchgangsbohrung 2 ist durch eine Schutzbüchse 14 verschlossen,
welche an dem Grundkörper 1 durch
mehrere Schrauben 15 fixiert ist. Die Schutzbüchse 14 erstreckt
sich in die Durchgangsbohrung 2, wobei sie den Deckel 13 umgreift
und eine äußere Wandung
des Zylinderraums 9 der Zylinder/Kolben-Anordnung definiert. Der
Spannkolben 8 ist ebenfalls hülsenförmig ausgebildet und verschiebbar
an der Lanze 12 gehalten, wobei die erste Zylinderkammer 10 zwischen
der Oberseite des Spannkolbens 8, der Unterseite des Deckels 13 gebildet
und außenseitig
durch die Schutzbüchse 14 begrenzt
wird.
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In
seinem unteren Bereich umgreift der Spannkolben 8 ein Bodenelement 16,
welches an der Lanze 12 ausgebildet ist, so dass die zweite
Zylinderkammer 11 zwischen der Lanze 12 und dem
Spannkolben 8 ausgebildet ist. Wie insbesonde re die 5 und 6 gut
erkennen lassen, besitzt der Spannkolben 8 an seinem unteren
Ende einen nach außen vorstehenden
Absatz 8a. Dieser steht in Eingriff mit einem Betätigungselement 17,
das in an sich bekannter und nicht näher erläuterter Weise über Keilnuten
und damit in Eingriff befindliche Keilhaken in Eingriff mit den
Grundbacken steht, um eine Axialbewegung des Spannkolbens 8 in
synchrone radiale Bewegungen der Spannbacken 7 umzusetzen.
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Wird
beispielsweise die untere, zweite Zylinderkammer 11 mit
einem Druckmittel beaufschlagt, wie dies in der 5 dargestellt
ist, wird der Spannkolben 8 nach oben gedrückt mit
der Folge, dass sich die Spannbacken 7 nach außen bewegen.
Wird andererseits die obere, erste Zylinderkammer 10 mit Druckmittel
beaufschlagt, wie dies in der 6 gezeigt
ist, wird der Spannkolben 8 und damit auch das Betätigungselement 17 nach
unten bewegt, mit der Folge, dass die Spannbacken 7 durch
den Eingriff der Keilhaken und Keilnuten nach innen gezogen werden.
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Wie
in der Schnittdarstellung der 7 erkennbar
ist, ist zentral in der Lanze 12 ein axialer Druckmittelkanal 18 vorgesehen, über welchen
die erste Zylinderkammer 10 mit Druckmittel versorgt werden
kann. In entsprechender Weise ist in der Lanze 12 auch
ein weiterer axialer Druckmittelkanal 19 vorgesehen, um
die zweite Zylinderkammer 11 mit Druckmittel zu versorgen.
Die Druckmittelkanäle 18 der
Lanze 12 sind an ihren unteren Enden mit Druckmittelleitungen 20, 21 verbunden,
welche in der Grundplatte 4 ausgebildet und an ihren äußeren Enden
mit Druckmittelanschlüssen 22, 23 versehen sind.
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Die 8 und 9 zeigen
eine alternative Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung.
Diese entspricht in ihrem Grundaufbau der zuvor anhand der 1 bis 7 erläuterten ersten
Ausführungsform
mit der Maßgabe,
dass die Grundplatte 4 dicker ausgebildet ist. Der Grund
hierfür
ist, dass in der Grundplatte 4 ein Druckmittelspeicher 24 vorgesehen
ist, welcher mit der ersten Zylinderkammer 10 verbunden
ist, um einen in der Zylinderkammer 10 aufgebauten Druck
aufrecht zu erhalten, wenn die Spanneinrichtung von einer externen Druckmittelquelle
abgekoppelt ist. Des weiteren sind in der Grundplatte 4 Absperreinrichtungen 25, 26 vorgesehen, über welche
die Druckmittelleitungen 20, 21 in dem Grundkörper 4 verschlossen
werden können,
um gegebenenfalls zu verhindern, dass Druckmittel aus den Zylinderkammern 10, 11 ungewollt austritt.