DE202011106409U1

DE202011106409U1 - Spannkassette mit Niederzugspanner

Info

Publication number: DE202011106409U1
Application number: DE201120106409
Authority: DE
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2011-11-22
Anticipated expiration: 2021-09-30

Abstract

Spannkassette mit Werkstück-Niederzugspanner, als autarke Spannkomponente von Werkstück-Sonderspannvorrichtungen ausgebildet, mit der die Werkstücke über deren Öffnungen, Nuten und Bohrungen, innenspannend und niederziehend, positionsgenau und sicher fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederzugspanner (2) aus zwei mit ihrem verstärkten Mittenteil rückseitig aneinander liegenden C-förmigen Spannhaken (2.1) besteht, wobei in deren Mittenteil die Lagerbohrung (2.4) angeordnet ist und beide mit einem gemeinsamen Gelenkbolzen (2.7) im Spannhaken-Lagerkörper (2.6) der Spannkassette (1) aufgenommen, entgegengerichtet und scharnierartig beweglich gelagert sind und dass mittels hydraulischer Bewegungszylinder (3) die mit gabelartigen Koppelelementen (3.2) ausgebildete Kolbenstange (3.1) begrenzte lineargerichtete Auf- und Niederbewegungen über deren Bewegungsgabeln (3.3.) formschlüssig und gelenkig, mit dem jeweiligen unteren C-Form-Ende (2.3) der C-förmigen Doppelspannhaken (2.5) funktionsverbunden, eine Schwenkbewegung und nachfolgend die Spannung des Werkstückes (5) mittels des als Spannhaken-Finger (5.3) ausgebildeten oberen C-Form-Endes (2.2) erfolgt.

Description

Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 definierten autarken Spannkomponente aus, die eine wesentliche Funktionskomponente an hydraulisch spannenden Werkstück-Sonderspannvorrichtungen ist.
Die Ausbildung und Anwendung von kompakten Spannkassetten in Rechtkantform und als rahmenartige Gehäusebaugruppen zur Aufnahme oder Lagerung von Einzelspannelementen ist bekannter Stand der Technik. Beispielhaft ist in DE 100 58 675 B4 eine Spannvorrichtung zum Spannen von Läuferschaufeln patentiert, wobei das flache Werkstück von Werkstück- und Anschlagmitteln konturanliegend umfasst ist und diese in dem rahmenartigen, als kurzes Vierkantrohr ausgebildeten, Rechtkant-Gehäuse voll umfänglich aufgenommen und gelagert sind. Nachteilig ist im allgemeinen zu geringe Länge oder Höhe dieser rahmenartigen Gehäusebaugruppen für viele Anwendungsfälle, insbesondere für die Lagerung langer und hoher Spannantriebe oder für die Anordnung von Spannantrieb und Spannelement in einer derartigen eingehausten Art einer Spannkassette. Auch die Anwendung von Niederzugspannern in der Werkstückspannung unmittelbar auf Spannpaletten oder auf Werkstückspannvorrichtungen ist bekannter Stand der Technik. Die Ausbildung von, das jeweilige Werkstück niederziehend spannenden Elementen ist vielfältig. Eine wichtige funktionelle Rolle spielen dabei hakenförmig ausgebildete Spannelemente, sogenannte Spannhaken. Bekannt sind die nachstehenden Strukturformen:

– rechtwinkliger einteiliger gerader Spann- und Zughaken. Beispielhaft für diese Form sind die in DIN 6378:1974-07 genormten „Hakenschrauben”. Der in einer Längsbohrung der Spannvorrichtung gelagerte und geführte Spann- und Zughaken realisiert eine Verbindung linearer Spann- und Lösebewegung, und linearer Ein- sowie Ausschwenkbewegung am Werkstück.
– rechtwinkliger einteiliger gerader Zug- und Verriegelungshaken mit Schwenklagerstelle in seiner Mittenlage nach DIN 6310:1991-05 genormt. Dieser als „Schnapper mit Druckfeder” benannte Zug- und Verriegelungshaken ist Funktionsteil einer Spannvorrichtung, aber auf Grund seiner kurzen Winkelauslenkung nicht für sichere Werkstückspannung geeignet.
– rechtwinkliger einteiliger gerader Spannhaken mit Schwenklagerstellen in der Mitten- und in der hinteren Endlage. Die beispielhaft als Kniehebelspannvorrichtung in DD 226 811 A1 , DE 10 2004 040 606 B3 und in DE 39 38 208 C1 patentierten schwenkbaren Spannhaken haben eine aufwändige Struktur, durch mehrere genau positionierte Koppelgelenke und Lagerstellen des jeweiligen Kniehebelgestänges bedingt.
– T-förmiger gerader Spannhaken mit Gelenkstelle an seiner hinteren Endlage, als linear gerichtet beweglicher Zughaken, der in DE 10 2009 023 533 A1 in einer parallelen, aufwendig ausgebildeten Doppelanordnung beschrieben ist.
– Zwei leistenförmige gerade Verriegelungshaken, die über ihre Gelenkstellen in der Endlage und über ein Kniehebelgestänge mit einem Hydraulikzylinder gleich beweglich verbunden sind, sind in DE 296 15 157 U1 beschrieben.
– S-förmiger schwenkbarer Spann- und Verriegelungshaken mit Gelenkstelle in Mittenlage ist Gegenstand von DIN 6347:1969-05. In dieser mit „Bohrvorrichtungen mit Bohrplatte” bezeichneten Norm verriegelt der Verriegelungshaken mittels Federkraft die geschlossene Bohrplatte der Spannvorrichtung. Eine Werkstückspannung ist nicht Aufgabe dieses Verriegelungshakens.
– S-förmiger schwenkbarer Spannhaken, wobei zwei Spannhaken nebeneinander und entgegengerichtet, nach dem Prinzip von Spreizzangen, in einer Mittenlage eine gemeinsame Gelenkstelle haben, sind in DE 297 18 643 U1 beschrieben. Über die Gelenkstellen in ihren hinteren Endlagen sind diese Spannhaken über ein Kniehebelgestänge mit einem Hydraulikzylinder gleichbeweglich verbunden.

Nachteilig ist an den benannten verschiedenartigen Ausbildungen von Spann- und Verriegelungshaken

– die eingeschränkte Eignung für eine ausreichend kräftige und spannsichere Niederzugspannung und insbesondere Innenspannung von Werkstücken, die mit Öffnungen, T-Nuten, Nuten, sowie abgestuften und hintersetzten Bohrungen auf der Auflageseite ausgebildet sind.
– die aufwändige Anfertigung und Wartung von Kniehebelgestängen mit denen gerade, gebogene oder schwenkbare Spannhaken über mehrere Gelenkstellen und Koppelglieder in Spann- und Entspannrichtung zu bewegen und punktgenau zu positionieren sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine innovative Ausbildung einer Spannkassette vorzuschlagen, mit der ein Werkstück mit Innenspannung niederziehende, Spannhaken

– sich flexibel an die Spannstelle des Werkstückes anpasst,
– kleinräumig,
– kostengünstig,
– sage- und wiederholgenau

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde

– eine geeignete, ausreichend steife und kompakte Spannhaken-Form zu finden zweckmäßige Antriebskomponenten zu entwickeln, die ein aufwändiges Kniehebelgestänge für die Spann- und Entspannbewegung des/der Spannhaken entbehrlich machen und
– eine kleinräumige modulare Struktur der Spannkassette so auszubilden, dass der/die Spannhaken und die Antriebs- sowie Spannkomponenten für diese montage- und servicefreundlich eingehaust sind.

Das Problem wird durch den Schutzanspruch 1 gelöst. Der Niederzugspanner besteht aus zwei mit ihrem verstärkten Mittenteil rückseitig aneinanderliegenden C-förmigen Spannhaken. In deren Mittenteil ist eine Lagerbohrung angeordnet, in der beide C-förmigen Spannhaken mit einem gemeinsamen Gelenkbolzen in einem separaten Spannhaken-Lagerkörper der Spannkassette aufgenommen, entgegengerichtet und scharnierartig beweglich gelagert sind. Mittels hydraulischer Bewegungszylinder und mittels gabelartiger Koppelelemente an den Kolbenstangen werden begrenzte lineargerichtete Auf- und Niederbewegungen über Bewegungsgabeln formschlüssig und gelenkig auf die unteren C-Form-Enden der C-förmigen Doppelspannhaken übertragen und damit eine Schwenkbewegung und nachfolgend die Spannung des Werkstückes mittels des als Spannhakenfinger ausgebildeten oberen C-Form-Endes realisiert. Weitere Ausstattungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 4 angegeben. Sie betreffen die Ausbildung der Öffnungs- und Entspannstellung, die Einsteil- und Steuerbarkeit der C-förmigen Spannhaken, sowie die modulare, durch Funktionsebenen gekennzeichnete, Struktur der Spannkassetten.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den Figuren vereinfacht dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Vorderansicht einer Spannkassette mit Niederzugspanner und Werkstück im Mittenschnitt
2 eine 3D-Teilansicht des Niederzugspanners und zweier hydraulischer Bewegungszylinder
3 eine Vorder-Teilansicht von Niederzugspanner, hydraulischer Bewegungszylinder und Werkstück
In 1 ist die Spannkassette 1 als komplette rechtkantige Werkstück-Spannvorrichtung dargestellt, wobei ein plattenartig geformtes Werkstück 5 an seiner Werkstückunterseite 5.1 über eine, als waagerechte T-Nut ausgebildete Werkstück-Öffnung 5.2 verfügt und mit dem, in diese T-Nut als Schwenkbewegung hineinragenden, Doppelspannhaken 2.5 der über zwei C-förmigen Spannhaken 2.1 verfügt, niedergezogen und auf die Auflagefläche des Werkstück-Positioniergehäuses 1.1 der Spannkassette 1 aufgedrückt, gespannt wird.
Dieser Niederzugspanner erfolgt als Schwenkbewegung mit jeweils einem Spannhakenfinger 5.3, der das obere C-Form-Ende 2.2 jedes C-förmigen Spannhakens bildet. Der in oberer Mittenlage angeordnete Niederzugspanner 2 besteht als schwenkbarer Doppelspannhaken 2.5 aus zwei, mit ihrem verstärkten Mittenteil rückseitig aneinander liegenden, C-förmigen Spannhaken, in deren Mittenteil die Lagerbohrung 2.4 angeordnet ist und beide mit dem gemeinsamen Gelenkbolzen 2.7 im separaten Spannhaken-Lagerkörper 2.6 der Spannkassette 1 aufgenommen, entgegengerichtet und scharnierartig beweglich, gelagert sind. Über das untere C-Form-Ende 2.3 sind die C-förmigen Spannhaken 2.1, formschlüssig in die Bewegungsgabeln 3.3 der gabelartigen Koppelelement 3.2 der Kolbenstangen 3.1 ragend, mit jeweils einem der beiden darunter angeordneten hydraulischen Bewegungszylinder 3 bewegungs- und funktionsverbunden.
Um werkstückabhängig den Spannhub- und den Einlegespalt in ausreichender Größenordnung zu gewährleisten, erfolgt die Positionierung und Nachjustierung sowie Steuerung der

– Öffnungs- und Entspannstellung mittels der hydraulischen Bewegungszylinder 3 und der federnden Anlagestössel 4
– Schwenkbeweglichkeit über die Längeneinstellung der hydraulischen Bewegungszylinder 3

In 2 und 3 ist dargestellt, dass die beiden senkrecht, auf der waagerechten Basisplatte 1.5 befestigten hydraulischen Bewegungszylinder 3, einerseits über die Druckraum-Verbindungsleitung 3.4 einen gleichen hydraulisch Bewegungs- und Spanndruck realisieren, aber andererseits autark werkstückabhängig unterschiedliche Spannwege und Spannkräfte realisieren können. Außer der, über den Gelenkbolzen 7 und der Lagerbohrung 2.4 im Spannhaken-Lagerkörper 2.6 realisierten Gelenkstelle der beiden C-förmigen Spannhaken 2.1 sind nur gut justierbare und günstig zu wartende Außenkonturen an den Koppelstellen der gabelartigen Koppelelemente 3.2 vorhanden.
Ergänzend zur Basisplatte 1.5 als unterste Funktionsebene der Spannkassette 1 sind in der 1, als darüberliegende weitere Funktionsebenen, das Bewegungszylinderlagergehäuse 1.4, dass Bewegungshaken-Führungsgehäuse 1.3, dass Spannlagen-Lagergehäuse 1.2 und das Werkstückpositioniergehäuse 1.1, in modularer Ausbildungsstruktur, darstellt.
Bezugszeichenliste

1.: Spannkassette
1.1: Werkstück-Positioniergehäuse
1.2: Spannhaken-Lagergehäuse
1.3: Bewegungshaken-Führungsgehäuse
1.4: Bewegungszylinder-Lagergehäuse
1.5: Basisplatte
2.: Niederzugspanner
2.1: C-förmiger Spannhaken
2.2: oberes C-Form-Ende von 2.1
2.3: unteres C-Form-Ende von 2.1
2.4: Lagerbohrung für 2.1
2.5: Doppelspannhaken von 2.1
2.6: Spannhaken-Lagerkörper für 2.1 und 2.5 in 1.2
2.7: Gelenkbolzen
2.8: Koppelstellen
3.: hydraulischer Bewegungszylinder
3.1: Kolbenstange(n) von 3
3.2: gabelartige(s) Koppelelement(e)
3.3: Bewegungsgabel
3.4: Druckraum-Verbindungsleitung zwischen 3
4.: federnde(r) Anlage-Stössel für 2.1 und 2.5
5.: Werkstück
5.1: Werkstück-Unterseite von 5
5.2: Werkstück-Öffnung an 5.1
5.3: Spannhaken-Finger an 2.2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10058675 B4 [0002]
DD 226811 A1 [0002]
DE 102004040606 B3 [0002]
DE 3938208 C1 [0002]
DE 102009023533 A1 [0002]
DE 29615157 U1 [0002]
DE 29718643 U1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 6378:1974-07 [0002]
DIN 6310:1991-05 [0002]
DIN 6347:1969-05 [0002]

Claims

Spannkassette mit Werkstück-Niederzugspanner, als autarke Spannkomponente von Werkstück-Sonderspannvorrichtungen ausgebildet, mit der die Werkstücke über deren Öffnungen, Nuten und Bohrungen, innenspannend und niederziehend, positionsgenau und sicher fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederzugspanner (2) aus zwei mit ihrem verstärkten Mittenteil rückseitig aneinander liegenden C-förmigen Spannhaken (2.1) besteht, wobei in deren Mittenteil die Lagerbohrung (2.4) angeordnet ist und beide mit einem gemeinsamen Gelenkbolzen (2.7) im Spannhaken-Lagerkörper (2.6) der Spannkassette (1) aufgenommen, entgegengerichtet und scharnierartig beweglich gelagert sind und dass mittels hydraulischer Bewegungszylinder (3) die mit gabelartigen Koppelelementen (3.2) ausgebildete Kolbenstange (3.1) begrenzte lineargerichtete Auf- und Niederbewegungen über deren Bewegungsgabeln (3.3.) formschlüssig und gelenkig, mit dem jeweiligen unteren C-Form-Ende (2.3) der C-förmigen Doppelspannhaken (2.5) funktionsverbunden, eine Schwenkbewegung und nachfolgend die Spannung des Werkstückes (5) mittels des als Spannhaken-Finger (5.3) ausgebildeten oberen C-Form-Endes (2.2) erfolgt.
Spannkassette mit Werkstück-Niederzugspanner nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstellung der beiden C-förmigen Spannhaken (2.1), die nach oben und nach hinten, zueinandergerichtet schwenkbewegte Öffnungs- und Entspannstellung am Werkstück (5) ist und mittels der hydraulischen Bewegungszylinder (3) über deren Bewegungsgabeln (3.3) und die gabelartigen Koppelelemente (3.2) von einander unabhängig steuerbar und mittels federnder Anlage-Stössel (4) begrenzbar ist.
Spannkassette mit Werkstück-Niederzugspanner nach Schutzanspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbeweglichkeit beider C-förmiger Spannhaken (2.1) über eine Längenpositionierung der hydraulischen Bewegungszylinder (3) einstell- und steuerbar ist.
Spannkassette mit Werkstück-Niederzugspanner nach Schutzanspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkassette (1) aus – einer Basisplatte (1.5), auf der die beiden hydraulischen Bewegungszylinder (3), senkrecht stehend angeordnet sind, – einem Bewegungszylinder-Lagergehäuse (1.4), in dem die hydraulischen Bewegungszylinder (3) gelagert und mittels einer Druckraum-Verbindungsleitung (3.4) druckausgleichend verbunden, angeordnet sind, – einem Bewegungshaken-Führungsgehäuse (1.3) – einem Spannhaken-Lagergehäuse (1.2) und – einem Werkstück-Positioniergehäuse (1.1), in dem das zufertigende Werkstück (5) positioniert und mittels der C-förmigen Spannhaken (2.1) lagefixiert, aufgenommen ist, modular in fünf Ebenen übereinander und vollflächig aneinander liegend, positioniert und verbunden, ist, besteht.