DE202008004787U1

DE202008004787U1 - Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung

Info

Publication number: DE202008004787U1
Application number: DE200820004787
Authority: DE
Original assignee: Werkstueckspanntechnik GmbH
Current assignee: Werkstueckspanntechnik GmbH
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2018-04-05

Abstract

Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung zum Spannen und/oder Fixieren von Paletten, Platten, Werkzeugen, Werkstücken oder dergleichen an einen Maschinentisch, bei dem an den zu fixierenden und/oder zu spannenden Teilen mindestens ein Einzugselement positionsgenau angebracht wird und der/die Einzugselemente in eine am Maschinentisch angeordnete Niederzugspanneinrichtung eingefahren werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) der Niederzugspanneinrichtung (1) eine Spannwelle (3) und senkrecht dazu ein mit dieser im Eingriff stehendes Einzugselement (4) angeordnet ist, wobei der mit dem Einzugselement (4) in Eingriff stehende Endbereich (6) der Spannwelle (3) als Hohlzylinder ausgebildet ist und mindestens ein Innenflächenstück (13) die geometrischen Form eines Teils einer Spirale aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung zum Spannen und/oder Fixieren von Paletten, Platten, Werkzeugen, Werkstücken oder dergleichen an einen Maschinentisch.
Allgemein ist es bekannt, daß für derartige Spannaufgaben herkömmliche Maschinenschraubstöcke zur Anwendung kommen. Von Nachteil ist es hierbei jedoch, daß ein genaues Maß für die aufzubringende Spannkraft gefunden werden muß, denn beim Anwenden einer zu hohen Spannkraft können ungewollte Verformungen in das Werkstück eingebracht werden.
Die Bearbeitung von metallischen Werkstücken bedingt eine Vielzahl von zerspanenden und spanlosen Arbeitsgängen an unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen, um aus einem Rohling das fertige Bauteil herzustellen. Bei automatisierten Fertigungsabläufen ist es Notwendig, daß das Werkstück bei jedem Arbeitsgang eine definierte Lage an der jeweiligen Werkzeugmaschine einnimmt.
Das zu bearbeitende Werkstück wird entweder auf einer Lochrasterplatte aufgespannt, auf deren Rückseite Einzugselemente vorgesehen sind, oder die Einzugselemente werden direkt mit dem zu bearbeitenden Werkstück verbunden. Die Einzugselemente sind gleichzeitig als Zentrierelemente ausgebildet und werden in an der jeweiligen Werkzeugmaschine angeordneten Schnellspanneinrichtungen eingesetzt.
Die Schnellspanneinheiten können hydraulisch, pneumatisch, mechanisch bzw. eletromechanisch betrieben werden Bekannt sind eine Vielzahl von Vorrichtungen zur Ausführung derartiger Spannvorgänge für die Bearbeitung.
Hydraulisch oder pneumatisch betriebene Spannsysteme sind unter anderem aus der DE 102 27 207 A1 oder der DE 202 02 892 U1 bekannt. Das Spannen erfolgt hier über Tellerfederpakete. Die radiale Verschiebung erfolgt nach dem Einsetzen der Einzugselemente mit Hilfe von Kugeln oder Keilen. Zum Entspannen wird ein Kolben mit einem Druckmedium beaufschlagt.
Mechanisch betriebene Spannsysteme sind unter anderem aus der DE 102 45 377 A1 oder der De 101 55 077 B4 bekannt. Hier werden die Einzugselemente durch Einschieben eines seitlichen Keils oder durch Verdrehen eines axial angeordneten Drehkeilsystems gespannt. Dazu wird an der Betätigungswelle ein Schraubvorgang notwendig.
Nachteil der vorgenannten technischen Lösungen sind der komplizierte und vielteilige Aufbau der Systeme. Weiterhin sind für druckmittelbetätigte Systeme entsprechende Zuführungen für das Druckmittel und die Druckmittelerzeugung zu schaffen. Bei den vorbeschrieben mechanischen Systemen sind für die Betätigung manuelle oder druckmittelbetätigte Schraubantriebe im Einsatz, wobei oft erst mehrere Umdrehungen zum Spannen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung zu schaffen, die die Nachteile der vorgenannten Lösungen beseitigt, einen einfachen und kompakten Aufbau für die mechanische Betätigung bei einem minimalen Betätigungsweg und im gesamten Spannbereich eine ausreichende Selbsthemmung aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Gehäuse der Niederzugspanneinrichtung eine Spannwelle und senkrecht dazu ein mit dieser im Eingriff stehendes Einzugselement angeordnet ist, wobei der mit dem Einzugselement in Eingriff stehende Endbereich der Spannwelle als Hohlzylinder ausgebildet ist und mindestens ein Innenflächenstück die geometrischen Form eines Teils einer Spirale aufweist. Am Einzugselement ist ein erhaben ausgeführtes Gegenstück angeordnet ist, das vom als Hohlzylinder ausgebildeten Endbereich der Spannwelle umgriffen wird.
Durch eine Drehbewegung der Spannwelle am Betätigungselement wird eine Hubbewegung am Einzugselement erzeugt. Die Umwandlung der Drehbewegung in eine Hubbewegung erfolgt über eine in einem am Endbereich der Spannwelle angeordneten Hohlzylinder vorgesehene Spannspirale, die mit einer entsprechenden Kontur am Gegenstück des Einzugelements im Eingriff steht. Die Kontur am Gegenstück kann in kreisrunder als auch als Teil einer Spiralform ausgebildet sein. Die Rückholung des Einzugselements kann auf geeignete Art und Weise, z. B. durch ein Federelement, erfolgen.
Die Vorteile dieser Lösung bestehen zum einen in ihrem einfachen und kompakten Aufbau und zum anderen in einem kurzen manuellen Betätigungsweg. Die Betätigung, seitlich angeordnet, erlaubt eine gute Zugänglich zum gespannten Werkstück. Desweiteren von Vorteil ist die Selbsthemmung über den gesamten Spannbereich. Mit diesem Spannantrieb lassen sich Teile ohne Oberflächenbeschädigung sicher ortsfest spannen bzw. fixieren. Dazu ist weniger als eine Umdrehung der Spannwelle erforderlich. Dabei reicht eine klemmende Fläche von spiralförmiger Kontur aus. Eine weitere Variante ist die Klemmung zwischen zwei Klemmflächen spiralförmiger Kontur.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
1 – eine Niederzugspanneinrichtung
2 – Schnitt durch die Niederzugspanneinrichtung
3 – Spannwelle mit Einzugselement
Die 1 zeigt in Verbindung mit der Schnittdarstellung 2 eine Niederzugspanneinrichtung 1, auf der ein Werkstück über eine Bohrung aufspannbar ist. Dazu greift in eine Bohrung des Werkstückes ein Spannring 8 ein.
Die Niederzugspanneinrichtung 1 ist auf einem nicht näher dargestellten Maschinentisch befestigt. Diese besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 2, einer Spannwelle 3, einem dazu senkrecht angeordneten Einzugselement 4 und einem hülsenförmig ausgebildeten Kegelelement 9, das mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Die Spannwelle 3 mit einem Betätigungselement 7, das vorzugsweise als Sechskant ausgebildet ist, wird im Gehäuse 2 mittels eines Sicherungsstiftes 10 ist seiner Lage gehalten.
Auf dem Kegelelement 9 ist der Spannring 8 angeordnet. Durch die Bohrung im Kegelelement 9 ist die Zugstange 11 des Einzugselementes 4 geführt, wobei die Zugstange 11 mit dem unteren Abschnitt 12 des Einzugelementes 4 verbunden ist. Der untere Abschnitt 12 des Einzugselementes 4 weist ein Gegenstück 5 auf, das in den als Hohlzylinder ausgebildeten Endbereich der Spannwelle 3 eingreift (3). Die geometrische Form der Innenfläche 13 des Hohlzylinders ist als Teil einer Spirale ausgebildet.
Das Spannen beispielsweise eine Werkstückes erfolgt dadurch, daß das Werkstück mit seinen Bohrungen auf die Niederzugspanneinrichtung 1 aufgesetzt wird, wobei die Spannringe 8 in die Bohrungen am Werkstück eingeführt sind.
Der Spannring 8 gleitet mit seinem inneren Konus auf dem Kegelelement 9, sobald die Zugstange 11 in Richtung Maschinentisch bewegt wird. Der hutförmige Teil der Zugstange 11 drückt dabei auf den Spannring 8 und dieser wird dabei über das Kegelelement 9 gleitend aufgeweitet. Durch das Absenken der Zugstange 11 wird zum einem ein Formschluß oder Kraftschluß zwischen Verzahnung auf der Außenseite des Spannringes 9 und der Innenwandung der Bohrung am Werkstück erreicht und zum anderen wird das Werkstück auf der Auflagefläche fixiert.
Das Absenken der Zugstange 11 erfolgt durch Verdrehen der Spannwelle 3 mittels des Betätigungselementes 7. Der als Hohlzylinder ausgebildete Endbereich 6 umfaßt das am unteren Abschnitt 12 angeordnete Gegenstück 5. Durch die Spiralform der Innenfläche 13 wird beim Drehen der Spannwelle 3 das Gegenstück 5 abgesenkt und damit die Zugstange 11 bewegt.
Die Steigung der spiralförmigen Kontur des Innenflächenstücks 13 ist derart ausgeführt, daß über dem gesamten Spannbereich eine Selbsthemmung gegeben ist.
Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere die Form der Außenkontur des Spannringes 8 bzw. der obere Abschnitt des Einzugselementes 4 kann je nach Anwendungsfall verschiedene Konturen annehmen.

1: Niederzugspanneinrichtung
2: Gehäuse
3: Spannwelle
4: Einzugselement
5: Gegenstück
6: Endbereich
7: Betätigungselement
8: Spannring
9: Kegelelement
10: Sicherungsstift
11: Zugstange
12: Unterer Abschnitt
13: Innenfläche/Innenflächenstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10227207 A1 [0006]
- DE 20202892 U1 [0006]
- DE 10245377 A1 [0007]
- DE 10155077 B4 [0007]

Claims

Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung zum Spannen und/oder Fixieren von Paletten, Platten, Werkzeugen, Werkstücken oder dergleichen an einen Maschinentisch, bei dem an den zu fixierenden und/oder zu spannenden Teilen mindestens ein Einzugselement positionsgenau angebracht wird und der/die Einzugselemente in eine am Maschinentisch angeordnete Niederzugspanneinrichtung eingefahren werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) der Niederzugspanneinrichtung (1) eine Spannwelle (3) und senkrecht dazu ein mit dieser im Eingriff stehendes Einzugselement (4) angeordnet ist, wobei der mit dem Einzugselement (4) in Eingriff stehende Endbereich (6) der Spannwelle (3) als Hohlzylinder ausgebildet ist und mindestens ein Innenflächenstück (13) die geometrischen Form eines Teils einer Spirale aufweist.
Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Einzugselement (4) ein erhaben ausgeführtes Gegenstück (5) angeordnet ist, das vom als Hohlzylinder ausgebildeten Endbereich (6) der Spannwelle (3) umgriffen wird.
Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (5) eine kreisförmige Kontur aufweist.
Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (5) eine spiralförmige Kontur aufweist.
Spannantrieb für eine Niederzugspanneinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der spiralförmigen Kontur und/oder des Innenflächenstücks derart ausgeführt sind, daß über dem gesamten Spannbereich eine Selbsthemmung gegeben ist.