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Die Erfindung betrifft ein Spannelement für eine Plattensäge, umfassend eine erste Spannfläche, eine zweite Spannfläche, die relativ zur ersten Spannfläche solcherart beweglich ist, dass zwischen der ersten und zweiten Spannfläche eine oder mehrere Werkstückplatte(n) eingespannt werden können.
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Spannelemente einer solchen Bauweise werden dazu eingesetzt, um Werkstücke festzuhalten, auf die beispielsweise im Zuge eines spanenden Bearbeitungsvorgangs Kräfte einwirken. Ein Anwendungsfall für solche Spannelemente ist das Fixieren eines Werkstücks, welches auf einer Plattensäge gesägt wird. Bei dieser Anwendung ist es erforderlich, dass das Werkstück durch das Spannelement unbeweglich in vertikaler und horizontaler auf einer Werkstückauflagefläche fixiert wird und diese Fixierung aufrecht erhalten wird, wenn ein horizontal entlang eines Sägeschlitzes bewegtes Kreissägeblatt einen Trennvorgang an diesem Werkstück ausführt.
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Spannelemente der zuvor beschriebenen Bauweise werden darüber hinaus dazu eingesetzt, um Vorschubbewegungen auf ein Werkstück zu übertragen, beispielsweise um zwischen zwei Sägeschnitten, die auf einer Plattensäge ausgeführt werden, eine Zustellbewegung an dem gespannten Werkstück durchzuführen, um hierdurch mit dem nachfolgenden Sägeschnitt einen Streifen mit einer definierten Breite, die der Zustellbewegung entspricht, abzutrennen.
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Aus
EP 1 510 276 B9 ist eine Plattensäge bekannt, welche mehrere Spannzangen aufweist, die zum Fixieren eines Werkstücks ausgebildet sind. Diese Spannzangen können horizontal verfahren werden und sind solcher Art ausgebildet, dass oberhalb der Werkstückauflagefläche gelagerte Spannzangen in die Ebene der Werkstückauflagefläche hinein geschwenkt werden können und unterhalb der Werkstückauflagefläche gelagerte Spannzangen mittels einer Parallelogrammführung in die Ebene der Werkstückauflagefläche herauf geschwenkt werden können.
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Grundsätzlich ist es wünschenswert, dass die Bearbeitung von Werkstücken, die durch solche Spannzangen gespannt sind, mit hoher Präzision erfolgen kann. Zu diesem Zeck werden solche Werkstücke auf der Werkstückauflagefläche im Hinblick auf ihre horizontale und vertikale Positionierung exakt in ihrer Lage bestimmt. Dies erfolgt beispielsweise durch flächige Auflage auf der Werkstückauflagefläche im Bezug auf die vertikale Richtung und durch Referenzierung an einer Anschlagschiene, an vorbestimmten Anlagepunkten, Anschlagklappen oder dergleichen in Bezug auf die horizontale Richtung. Ein Problem, welches in Bezug auf diese exakte Positionierung von Werkstückplatten im Zuge der Bearbeitung auftritt, liegt darin, dass durch den Spannvorgang mit den Spannzangen ein Werkstück aus einer am Anschlag anliegenden, referenzierten Position um einen geringen Betrag versetzt werden kann, was zur Folge hat, dass ein mit Hilfe dieses Anschlags beziehungsweise Referenzierungspunktes eingestelltes Maß bei der nachfolgenden Bearbeitung nicht exakt umgesetzt wird.
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Aus
EP 1 980 350 A1 ist eine Plattensäge bekannt, bei der Spannelemente zur Einspannung von Werkstücken bereitgestellt sind, die als pneumatische Hubzylinder ausgeführt sind und in vertikaler Richtung wirken. Mit dieser Lösung wird aufgrund der rein vertikalen Bewegungsrichtung der Spannflächen zueinander ein Versatz in horizontaler Richtung zuverlässig ausgeschlossen. Nachteilig an dieser Art von Spannelementen ist jedoch, dass sie sich in erster Linie für den Einsatz im Randbereich von Plattensägen eignen und insbesondere konstruktiv so umfangreich bauen, dass sie ungeeignet dafür sind, um als absenkbare Spannelemente in dem Bereich der Werkstückauflagefläche jenseits deren Randbereichs eingesetzt zu werden.
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Es ist weiterhin bekannt, ein Werkstück durch in horizontaler Richtung wirkende Andruckelemente während des Spannvorgans an einen Anschlag mit kontrollierter Kraft anzudrücken, um hierdurch einem unerwünschten horizontalen Versatz des Werkstücks entgegen zu wirken. Diese Ausgestaltung wird realisiert, indem bei einer Plattensäge an dem Sägewaagen ein durch den Sägeschlitz von unten nach oben herausfahrbares Andruckschwert ausgefahren wird und der Sägewaagen unter Einregelung der Kraft an das Werkstück herangefahren wird, das Werkstück an den Anschlag schiebt und dort hält. Diese Vorgehensweise ist zwar prinzipiell geeignet, um eine spielfreie Anlage an einem Anschlag sicher zu stellen, ist aber im Ablauf der hierfür notwendigen Schritte aufwendig zu steuern, da eine Vielzahl von Verfahrbewegungen, Ausfahr- und Absenkbewegungen im Bereich des Sägeaggregats und des darin bereitgestellten Andruckschwertes notwendig zu steuern und regeln sind.
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Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem in einer für den Fertigungsablauf vereinfachten Weise eine positionsgenaue Spannung eines Werkstücks ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Spannzange der eingangs genannten Art gelöst, indem die erste Spannfläche an einem Lagerbock angeordnet ist, die zweite Spannfläche an einem schwenkbaren Spannhebel ausgebildet ist, der mit einem Aktuator mechanisch gekoppelt ist und mittels einer Exzenterlagerung drehbar an dem Lagerbock gelagert ist zur Verschwenkung des Spannhebels um eine Schwenkachse, die solcherart drehbar an dem Lagerbock gelagert ist, dass sie sich während der Verschwenkung des Spannhebels gegenüber dem Lagerbock auf einer Kreisbahn bewegt.
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Die erfindungsgemäße Spannzange ermöglicht es, dass die erste und zweite Spannfläche in einer Spannbewegung aufeinander zugeführt werden und hierbei durch eine überlagerte Bewegung einer Verschwenkung des Spannhebels um eine Achse gegenüber dem Lagerbock und eine Bewegung dieser Achse relativ zum Lagerbock auf einer gekrümmten Kurve erreicht wird, dass die Spannbewegung der beiden Spannflächen zueinander eine unbeabsichtigte horizontale Verschiebung des Werkstücks nicht verursachen. Zugleich wird bei der erfindungsgemäßen Spannzange auf eine Schwenklagerung um eine Achse zurückgegriffen, welche eine in hohem Maße präzise und fertigungstechnisch kostengünstig herzustellende Führung der beiden Spannflächen zueinander umsetzt. So wird es durch die erfindungsgemäße Ausführung der Spannzange möglich, dass eine bei einer Verschwenkung um eine Achse auftretende Bewegung der einen Spannfläche zu der anderen Spannfläche auf einer Kreisbahn durch eine gleichzeitig stattfindende Bewegung der Achse, um welche diese Kreisbahn verläuft, eine resultierende lineare Bewegung der beiden Spannflächen senkrecht aufeinander zu erzielt. Dazu wird die Bewegung der Achse während des Spannvorganges mit einer Bewegungskomponente parallel zu den wirksamen Spannflächen vorzugsweise solcher Art ausgeführt, dass diese Bewegungskomponente entgegengesetzt zu der durch die Verschwenkung um die Achse bewirkten Bewegungskomponente parallel zu den wirksamen Spannflächen verläuft.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schwenkachse während der Verschwenkung des Spannhebels auf der gekrümmten Kurve solcherart relativ zu dem Lagerbock bewegt, dass die Schwenkachse mit einem Exzenter-Bewegungsanteil, der parallel zu der ersten Spannfläche liegt, in einer entgegengesetzten Richtung zu einem durch die Verschwenkung des Spannhebels um die Schwenkachse verursachten Schwenk-Bewegungsanteil der zweiten Spannfläche in einer Richtung parallel zur ersten Spannfläche bewegt. Durch eine solche Ausgestaltung wird ein vollständiger oder zumindest nahezu vollständiger Ausgleich der beiden parallel zu den Spannflächen wirkenden Bewegungskomponenten erreicht, so dass die gewünschte Spannbewegung in einer rein vertikalen Richtung senkrecht zu dem Verlauf der Spannflächen erzielt wird. Dabei ist unter der Spannfläche die jeweilige Anlagefläche der Spannflächen an dem Werkstück zu verstehen, im Falle einer balligen, konvex gekrümmten Spannfläche ist dies eine entsprechend tangential an dem Berührungspunkt oder der Berührungslinie liegende Fläche.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Spannhebel durch einen zwischen Lagerbock und Spannhebel gekoppelten Spannaktuator um eine Schwenkachse verschwenkbar an dem Lagerbock gelagert ist und die Schwenkachse am Lagerbock solcherart gelagert ist, dass die Schwenkachse bei Verschwenkung des Spannhebels auf einer Kreisbahn geführt wird. Mit dieser Ausgestaltung wird eine hinsichtlich ihrer Präzision und Fertigungstechnik vorteilhafte Führung mittels zylindrischer Flächen sowohl für die Verschwenkbewegung des Spannhebels um die Schwenkachse als auch für die Bewegung der Schwenkachse realisiert. Dabei kann die Achse, um welche die Schwenkachse auf einer Kreisbahn geführt wird, vorzugsweise parallel zu der Schwenkachse selbst verlaufen, um auf diese Weise eine Kompensation der Bewegungskomponente parallel zu den wirksamen Spannflächen über einen großen Spannbereich der Spannzange zu erzielen.
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Bei dieser Ausführungsform ist es insbesondere bevorzugt, dass der Radius und der Winkelbereich der Kreisbahn solcherart bemessen ist, dass sich die Schwenkachse eine Bewegung ausführt, die einen Exzenter-Bewegungsanteil aufweist, der parallel zu der ersten Spannfläche liegt und in einer entgegengesetzten Richtung zu einem durch die Verschwenkung des Spannhebels um die Schwenkachse verursachten Schwenk-Bewegungsanteil der zweiten Spannfläche in einer Richtung parallel zur ersten Spannfläche ausgerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform wird eine Bewegungskomponente in einer Richtung, die durch eine Verschwenkbewegung der zweiten Spannfläche um eine Schwenkachse auftritt, durch eine hierzu entgegengesetzte Bewegungskomponente der Schwenkachse selbst teilweise oder vollständig aufgehoben. Dies kann erreicht werden, indem bei unterschiedlichen Radien zwischen Schwenkachse und zweiter Spannfläche einerseits und der Schwenkachse und der Drehachse, um welche sich die Schwenkachse auf einer Kreisbahn bewegt, durch Überstreichen eines ggf. übereinstimmenden Winkelbetrags in unterschiedlichen Winkelbereichen eine solche gegenseitige Aufhebung eines Bewegungsanteils in einer bestimmten Richtung erzielt. So kann beispielsweise, bezogen auf ein polares Koordinatensystem, einer Bewegungskomponente in horizontaler Richtung, die durch eine Verschwenkung von einem Winkel 45° zu einem Winkel von 90° auf einem großen Radius bewirkt wird, durch eine Bewegung der Schwenkachse auf einer Kreisbahn mit kleinem Radius über einen Winkelbereich von 155°–200° kompensiert werden und auf diese Weise eine überlagerte Bewegung zwischen den beiden Endpunkten erzielt werden, die vertikal ausgerichtet ist.
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Dabei ist es weiter bevorzugt, dass der parallel zur ersten Spannfläche verlaufende Exzenter-Bewegungsanteil über einen Bereich eines Spannumfangs der Spannzange, vorzugsweise über den überwiegenden Teil des Spannumfangs der Spannzange und insbesondere über den gesamten Spannumfang der Spannzange mit dem parallel zur ersten Spannfläche verlaufenden Schwenk-Bewegungsanteil im Betrag übereinstimmt und diesem entgegengesetzt gerichtet ist. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass in einer praktischen Betrachtung der Vorgänge bei Einspannen eines Werkstücks zwischen zwei zueinander verschwenkten Spannflächen bei einer Situation, in der diejenige Spannfläche, auf der das Werkstück schwerkraftbedingt aufliegt, unbewegt ist, nur die Bewegung der anderen Spannfläche zueinander in einem Bereich Einfluss auf eine etwaige, unerwünschte Horizontalverschiebung des Werkstücks haben, die im Bereich der Dicke des Werkstücks liegen. Um die erfindungsgemäß angestrebte vertikale Spannbewegung zu erreichen, ist es daher ausreichend, wenn die horizontale Bewegungskomponente über einen Spannbereich vermieden wird, welcher den von der Spannzange zu spannenden Werkstückdicken entspricht. Es ist daher nicht zwingend erforderlich, die Kompensation der Horizontalbewegung über den gesamten Bewegungsumfang der Spannzange zu erzielen, sondern nur über den Spannbereich der Spannzange, der den nominell zu spannenden Werkstückdicken entspricht. Bevorzugt ist es, dass dieser Spannbereich einen möglichst großen Anteil des Bewegungsumfangs der Spannzange einnimmt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Spannzange fortgebildet durch einen Spannzangenaktuator und zeichnet sich dadurch aus, dass der Lagerbock einen ersten Lagerpunkt für einen Spannzangenaktuator und einen zweiten Lagerpunkt für die Exzenterlagerung des Spannhebels aufweist, und dass der Spannhebel, eine Achsbefestigung zur Befestigung der Exzenterlagerung und einen dritten Lagerpunkt für den Spannzangenaktuator aufweist und dass der Spannzangenaktuator mechanisch zwischen dem ersten und dem dritten Lagerpunkt gekoppelt ist.
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Mit dieser Ausführungsform wird eine durch drei Lagerpunkte definierte Geometrie der Bewegung zwischen Spannhebel und Lagerbock bestimmt, bei der ein Aktuator die Bewegung zwischen Spannhebel und Lagerbock bewirkt. Der Spannzangenaktuator kann insbesondere ein linear wirkender Aktuator sein, beispielsweise ein pneumatischer Linearzylinder. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die drei Lagerpunkte ein etwa gleichseitiges Dreieck aufspannen, um hierdurch hohe Spannkräfte zu erzielen und eine Kompensation der unerwünschten horizontalen Bewegungskomponente in nahezu vollständiger Weise zu ermöglichen.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass die Exzenterlagerung ein Exzenterelement umfasst, das eine drehbar mit dem Spannhebel verbundene, sich entlang einer Befestigungsmittellinie erstreckende Schwenkachse und eine zylindrische Lagerfläche aufweist, deren Zylindermittelachse parallel und exzentrisch zu der Befestigungsmittellinie des Befestigungsabschnitts verläuft und um welche die Schwenkachse bei Rotation des Exzenterelements auf einer Kreisbahn rotiert. Durch diese Ausgestaltung der Exzenterlagerung wird die Bewegung des Spannhebels durch ein Exzenterelement, an dem der Spannhebel zur Ausführung einer Schwenkbewegung um eine Schwenkachse befestigt ist, und das seinerseits zur Bewegung dieser Schwenkachse auf einer Kreisbahn drehbar gelagert ist, realisiert. Mit dieser Ausführungsform wird eine zweifach gelagerte Schwenkführung des Spannhebels an dem Lagerbock realisiert. Durch diese Lagerungsweise kann der Spannhebel unter der Einwirkung einer Spanngegenkraft durch ein einzuspannendes Werkstück aus der ungespannten Position in eine gespannte Position verschwenkt werden, wobei durch die Gegenkraft des Werkstücks die Schwenkachse eine Drehbewegung entgegen der Verschwenkungsrichtung des Spannhebels ausführt.
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Dabei ist es weiter besonders bevorzugt, wenn die Schwenkachse als zylindrischer Achsabschnitt ausgebildet ist und mit dem Achsabschnitt zumindest eine Zylinderscheibe exzentrisch und parallel zur Schwenkachse befestigt ist, vorzugsweise an jedem Bolzenende eine Zylinderscheibe exzentrisch und parallel zur Schwenkachse angeordnet ist, welche die zylindrische Lagerfläche ausbildet/ausbilden. Mit dieser Ausführungsform wird durch den Bolzen die Schwenkachse des Spannhebels in Bezug auf den Lagerbock definiert und zugleich durch den Mittelpunkt der Zylinderscheibe die Drehachse definiert, um welche sich die Schwenkachse auf einem Kreisabschnitt gleichzeitig zur Verschwenkung des Spannhebels um diese Schwenkachse bewegt. Die Zylinderscheibe hat dabei vorzugsweise einen größeren Durchmesser als der Bolzen, um hierdurch einen ausreichend großen Radius zwischen Mittelachse der Scheiben und Mittellängsachse der Bolzen zu definieren und einen entsprechend großen Spannbereich des Spannhebels durch einen hierauf abgestimmten Radius zwischen der Mittellängsachse des Bolzens und der zweiten Spannfläche zu ermöglichen.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass die erste Spannfläche unbeweglich am Lagerbock befestigt ist und zur schwerkraftbedingten Auflage des Werkstücks während des Spannvorgangs dient. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer beweglich an dem Lagerbock ausgeführten ersten Spannfläche ausgeführt sein, beispielsweise einer schwenkbar am Lagerbock gelagerten ersten Spannfläche. Insbesondere kann die erste Spannfläche aber starr und unbeweglich am Lagerbock ausgeführt sein, um hierdurch eine definierte Referenzfläche für die Spannung des Werkstücks zu erhalten. Insbesondere bewegen sich Lagerbock und erste Spannfläche im Zuge des Spannvorgangs nicht, sondern nur die zweite Spannfläche.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Lagerbock schwenkbar um eine Lagerbockachse an einem Halterahmen gelagert ist und ein Absenkaktuator zwischen Lagerbock und Halterahmen gekoppelt ist zur Verschwenkung des Lagerbocks um die Lagerbockachse. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass der Lagerbock insgesamt mittels des Halterahmens an einem Maschinengestell befestigt wird und dann gegenüber diesem Maschinengestell verschwenkbar ist. Durch diese Verschwenkbewegung des gesamten Lagerbocks um die Lagerbockachse werden erste und zweite Spannfläche gemeinsam verschwenkt, ohne dass eine Relativbewegung zwischen ihnen stattfindet. Hierdurch wird eine unabhängige zweifache Bewegung der Spannzange erreicht, einerseits eine Schwenkbewegung von Lagerbock und Spannhebel gemeinsam um die Lagerbockachse, welche eine entsprechende gleichzeitige Bewegung von erster und zweiter Spannfläche bewirkt, andererseits eine Verschwenkung des Spannhebels um die Spannhebelachse relativ zu dem Lagerbock, welche eine relative Bewegung der ersten und zweiten Spannfläche zueinander erreicht. So ist es beispielsweise möglich, die gesamte Spannzange in eine Position unterhalb einer Werkstückauflagefläche um die Lagerbockachse zu verschwenken und zum Zwecke der Durchführung einer Werkstückspannung um die Lagerbockachse in einen Bereich über die Werkstückauflagefläche zu verschwenken, um dann wiederum bei feststehender Position von Lagerbock und erster Spannfläche einen Spannvorgang durch Verschwenkung des Spannhebels um die Spannhebelachse in Bezug auf den Lagerbock auszuführen.
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Zusätzlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Lagerbockachse konzentrisch mit einer Befestigungsachse eines Spannaktuators an dem Lagerbock verläuft. Diese Anordnung der Lagerbockachse zu der Befestigungsachse eines Spannaktuators erzielt eine konstruktiv vorteilhafte Kinematik und fertigungstechnische Vereinfachung in der Herstellung der erfindungsgemäßen Spannzange. Zudem wird erreicht, dass bei Verschwenkung der Spannzange mittels des Absenkaktuators um die Lagerbockachse die Absenk- bzw. Aufwärtsbewegung des Lagerbocks in Bezug auf den Halterahmen ohne eine hierzu erforderliche Kompensationsbewegung des Spannaktuators ausgeführt werden kann. Dabei ist zu verstehen, dass der Spannaktuator gemäß dieser Ausführungsform insbesondere übereinstimmend mit dem zuvor erläuterten Spannaktuator ausgeführt sein kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Spannhebel drehbar um eine Schwenkachse an einem Exzenterelement gelagert ist und dass Exzenterelement drehbar um eine Exzenterachse, die parallel und beabstandet zur Schwenkachse verläuft, an dem Lagerbock gelagert ist. Mit dieser Ausführungsform wird eine kompakte zweifache Drehlagerung mit versetzten Achsen zueinander für den Spannhebel an dem Lagerbock vorgesehen. Der Spannhebel selbst führt dabei eine Schwenkbewegung um eine Schwenkachse aus, die ihrerseits an einem Exzenterelement ausgebildet ist. Dieses Exzenterelement wiederum ist in dem Lagerbock drehbar um eine Exzenterachse gelagert. Exzenterachse und Schwenkachse verlaufen parallel versetzt zueinander. Durch den Versatz dieser beiden Achsen kann die Korrektur einer Bewegungskomponente parallel zu den Spannflächen in Zusammenwirkung mit den Winkellagen der Schwenkachse zur Exzenterachse im entspannten und eingespannten Zustand solcherart eingestellt werden, dass über einen möglichst großen Spannbereich eine Bewegung der beiden Spannflächen aufeinander zu mit einer rein senkrecht zu den Spannflächen liegenden Bewegungskomponente erfolgt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Plattensäge, mit einer Werkstückauflagefläche und einem Kreissägeaggregat, welches relativ zu der Werkstückauflagefläche entlang einer Sägelinie verfahrbar ist, welche sich durch eine Spannzange der zuvor beschriebenen Bauweise auszeichnet. Die erfindungsgemäße Spannzange eignet sich insbesondere bevorzugt zum Einsatz an einer Plattensäge, da hier die mit der erfindungsgemäßen Spannzange mögliche von einer horizontalen Verschiebung freie Einspannung von Werkstücken für eine erhöhte Präzision und einen reduzierten Konstruktions- und Steuerungsaufwand sorgen kann. Die Spannzange kann hierzu insbesondere an einem Schlitten montiert sein, der horizontal verschieblich im Bereich der Werkstückauflagefläche der Plattensäge gelagert ist. So kann bei dieser Ausgestaltung insbesondere eine Spannzange mit Halterahmen und Verschwenkungsmöglichkeit des Lagerbocks um eine Lagerbockachse eingesetzt werden, um die Spannzange aus einer Position unterhalb der Werkstückauflagefläche in eine Position oberhalb der Werkstückauflagefläche verschwenken zu können und diese Verschwenkungsmöglichkeit mit einer Linearverschiebung der Spannzange zu kombinieren.
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Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Schwenkachse parallel zur Sägelinie verläuft. Diese Ausrichtung der Schwenkachse des Spannhebels ermöglicht es, die Spannzange dazu einzusetzen, eine Zustellbewegung senkrecht zur Sägelinie auszuführen und zu diesem Zweck an einer Kante zu spannen, die parallel zur Sägelinie verläuft.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass die Spannzange nach Anspruch 10 oder 11 ausgeführt ist und der Halterahmen an der Plattensäge befestigt ist, vorzugsweise linear verschieblich befestigt ist, und die Spannzange durch Verschwenkung um die Lagerbockachse aus einer unterhalb der Werkstückauflagefläche angeordneten, abgesenkten Position in eine Spannposition angehoben werden kann, in welcher die erste Spannfläche fluchtend zur Werkstückauflagefläche oder einen geringen Betrag oberhalb der Werkstückauflagefläche angeordnet ist und die zweite Spannfläche oberhalb der ersten Spannfläche angeordnet ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Spannzange unterhalb der Werkstückauflagefläche anzuordnen, um ein Werkstück darüber zu platzieren, wenn eine Benutzung der Spannzange zur Spannung dieses Werkstücks nicht erforderlich ist und wahlweise hierzu die Spannzange oberhalb der Werkstückauflagefläche zu platzieren, um einen Spannvorgang an einem Werkstück durchzuführen.
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Schließlich ist ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Spannen von Werkstücken auf einer Plattensäge mittels einer Spannzange, mit den Schritten: ggf. Anheben einer an einer Spannzange ausgebildeten zweiten Spannfläche aus einer Position unter in einer Position über der Werkstückauflagefläche, Auflegen des Werkstücks auf die Werkstückauflagefläche, relatives Bewegen des Werkstücks und der Spannzange solcherart, dass eine erste Spannfläche in eine Position unterhalb des Werkstücks gelangt, Verschwenken der zweiten Spannfläche, die an einem an dem Lagerbock um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Spannhebel der Spannzange ausgebildet ist auf einer Kreisbahn um eine an dem Lagerbock auf einer gekrümmten Bahn, insbesondere einer Kreisbahn gelagerten Schwenkachse, und Bewegen der Schwenkachse relativ zu dem Lagerbock entlang der gekrümmten Bahn, wobei die Verschwenkung der zweiten Spannfläche um die Schwenkachse eine erste Bewegungskomponente parallel zu der Werkstückauflagefläche aufweist und die Bewegung der Schwenkachse entlang der gekrümmten Bahn eine zweite Bewegungskomponente parallel zu der Werkstückauflagefläche aufweist, die entgegengesetzt zu der ersten Bewegungskomponente ist und die vorzugsweise betragsgleich mit der ersten Bewegungskomponente ist, so dass die zweite Spannfläche eine senkrechte Bewegung relativ zu der ersten Spannfläche ausführt.
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Mit diesem Verfahren wird eine vorteilhafte, versatzfreie Spannung von Werkstücken ermöglicht, um bezüglich der Vorteile und Details des so definierten Verfahrens und möglicher Fortbildungen wird Bezug auf die zuvor erläuterten, entsprechenden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spannzange und der mit einer solchen Spannzange ausgerüsteten Plattensäge Bezug genommen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spannzange in einer abgesenkten Position,
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2 eine Seitenansicht gemäß 1, in der die Spannzange in einer angehobenen und ungespannten Position ist,
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3 eine Detailansicht gemäß des mit dem Rechteck A in 2 gezeigten Bereichs der Spannzange,
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4 eine perspektivische, teilweise demontierte Ansicht der erfindungsgemäßen Spannzange von schräg seitlich oben, und
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5 eine Ansicht gemäß 3 mit der Spannzange in einer gespannten Position.
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Die erfindungsgemäße Spannzange umfasst, wie aus den 1, 2 und 4 ersichtlich ist, einen Halterahmen 10, der an einem Schlitten oder einem Maschinengestell mittels entsprechender darin ausgebildeter Bohrungen und Schrauben befestigt werden kann. An dem Halterahmen 10 ist ein Lagerbock 40 schwenkbar um eine durch einen Bolzen 41 gebildeten Achse gelagert. Der Bolzen 41 ist hierzu in einem oberen Abschnitt des Halterahmens angeordnet. In einem hierzu unterhalb liegenden Abschnitt des Halterahmens ist ein weiterer Bolzen 181 angeordnet, der eine Schwenkachse definiert, um welche ein Absenkzylinder 180 schwenkbar an dem Halterahmen gelagert ist.
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Der Absenkzylinder 180 ist ein pneumatischer Zylinder. Er ist auf der Seite seiner Kolbenstange um eine durch einen Bolzen 182 definierte Achse an dem Lagerbock schwenkbar befestigt. Durch Aus- und Einfahren des pneumatischen Absenkzylinders 180 kann der Lagerbock gegenüber der Halteplatte aus der in 1 gezeigten, abgesenkten Position in die in 2 gezeigte, angehobene Position verschwenkt gegenüber dem Halterahmen durch Verschwenkung angehoben bzw. abgesenkt werden.
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An dem Lagerbock ist weiterhin mittels einer Exzenterlagerung 60 ein Spannhebel 70 schwenkbar gelagert.
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An dem Lagerbock 40 ist eine erste Spannfläche 130 mittels einer Verschraubung 131 unbeweglich befestigt. An dem Spannhebel 70 ist eine zweite Spannfläche 71 ausgebildet. Zwischen der ersten Spannfläche 130 und der zweiten spannfläche 71 ist ein Spannraum 77 ausgebildet, in dem ein Werkstück zum Zwecke der Spannung eingelegt werden kann oder der durch Verfahren der Spannzange in horizontaler Richtung an ein Werkstück herangeführt werden kann.
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Der Spannhebel 70 ist mittels einer Bolzenlagerung 112 mit einem pneumatischen Linearzylinder 110 gekoppelt, der als Spannzylinder wirkt. Der Spannzylinder 110 ist an seinem zylinderseitigen Ende mittels einer Bolzenlagerung 111 an dem Lagerbock gelagert.
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Wie aus dem Abgleich der 1 und 2 ersichtlich, kann der Lagerbock mitsamt des Spannzylinders 110 und Spannhebels 70 durch Aus- und Einfahren des Absenkzylinders 180 angehoben und abgesenkt werden, ohne dass hierbei sich die erste und zweite Spannfläche 130, 71 zueinander bewegen und ohne dass hieraus eine Bewegung des Spannzylinders 110 resultiert.
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Wie in näherem Detail aus den 3 und 4 erkennbar, wird die Exzenterlagerung des Spannhebels an dem Lagerbock 40 durch ein Exzenterelement 60 bereitgestellt, welches jeweils außenliegende Lagerelemente 61, 62 aufweist, die in Gleitlagerbüchsen 45, 46 in dem Lagerbock drehbar um eine Exzenterachse 69 gelagert sind. Zwischen den außen liegenden Lagerscheiben 61, 62 erstreckt sich ein Achsabschnitt 63. Dieser Achsabschnitt 63 definiert eine Schwenkachse 79 des Spannhebels 70, die mittig durch diesen Achsabschnitt 63 verläuft. Die durch den Achsabschnitt 63 definierte Schwenkachse 79 verläuft parallel und radial versetzt, also exzentrisch, zu der Exzenterachse 69, die durch die Mittelachsen der Lagerscheiben 61, 62 definiert wird.
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Der Spannhebel 70 ist mittels einer einstellbaren Verschraubung 74, 75 drehbar auf dem Achsabschnitt 63 befestigt. Der Spannhebel 70 kann sich daher auf dem Achsabschnitt 63 um die Schwenkachse drehen, der Achsabschnitt 63 kann sich wiederum in dem Lagerbock um die Exzenterachse 69 drehen. Wird der Spannhebel durch Ausfahren des Spannzylinders im Uhrzeigersinn in 3 verschwenkt, so nähern sich die Spannflächen 130, 71 einander an und können ein Werkstück zwischen sich einspannen. Durch diese Einspannkraft wirkt auf den Spannhebel eine Gegenkraft. Diese Gegenkraft wiederum bewirkt eine Rotation des Exzenterelements 65 innerhalb des Lagerbocks, welche die Schwenkachse infolge einer auf den Achsabschnitt 63 wirkenden Lagerkraft verschwenkt. In der dargestellten Konstruktionsweise liegt die Schwenkachse zwischen der Exzenterachse und der Linie der Spannflächenkraft. Hierdurch wird erreicht, dass eine durch den Spannzylinder 110 bewirkte Verschwenkung des Spannhebels zu einer Rotation der Lagerscheiben 61, 62 in den Lagerhülsen 45, 46 führt. Durch diese Rotation wird die Schwenkachse 79, die durch die Mittellängsachse des Befestigungsbolzens 63 definiert wird, auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse 69 gegen den Uhrzeigersinn aus der in 3 gezeigten Position bewegt. Die Schwenkachse 79 bewegt sich somit aus einer Position bei etwa 3 Uhr auf eine Position bei etwa 2 Uhr, wenn der Spannhebel um 60° verschwenkt wird und bewirkt hierdurch einerseits eine Annäherung des Spannhebels an die erste Spannfläche, andererseits eine horizontale Bewegung parallel zur ersten Spannfläche in einer nach links in 3 gerichteten Richtung.
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Zugleich wird durch die Verschwenkung des Spannhebels um die Schwenkachse 79 die Spannfläche 71 an die Spannfläche 130 herangeführt, und zwar auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse 79. Diese Kreisbahn hat einen im Wesentlichen vertikalen Bewegungsanteil, der die Spannflächen 71, 130 einander annähert, weist aber auch einen horizontalen Bewegungsanteil auf, der eine Bewegung der Spannfläche 71 parallel zur Spannfläche 130 bewirkt, die in 3 nach rechts gerichtet ist.
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5 zeigt die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannelementes in einer Position, in der ein Werkstück gespannt ist. Wie aus 5 insbesondere im Abgleich zu 3 ersichtlich ist, ist im gespannten Zustand durch das Zusammenwirken der durch den Spannzylinder bewirkten Verschwenkbewegung des Spannhebels und die zwischen den Spannflächen wirkende Spannkraft, die ihrerseits auf die Exzenterlagerung wirkt und eine Drehung des Exzenterelements 65 bewirkt, die Schwenkachse gegenüber der in 3 gezeigten Position entgegen des Uhrzeigersinns verschwenkt, wohingegen der Spannhebel gegenüber der in 3 gezeigten Position im Uhrzeigersinn verschwenkt ist.
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Der exzentrische Versatz der Schwenkachse 79 zu der Rotationsachse 69 und die Ausgangswinkellage bei ca. 3 Uhr der Schwenkachse 79 in Bezug auf die Rotationsachse 160 ist solcher Art gewählt, dass dieser nach rechts gerichtete horizontale Bewegungsanteil aus der Schwenkbewegung durch den nach links gerichteten horizontalen Bewegungsanteil aus der Bewegung der Schwenkachse selbst aufgehoben wird, so dass sich die Spannfläche 71 auf einer geradlinigen vertikalen Bewegungsbahn bei Verschwenkung des Spannhebels durch den Spannzylinder 110 bewegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1510276 B9 [0004]
- EP 1980350 A1 [0006]
