DE202018100101U1

DE202018100101U1 - Mandrel arrangement with Niederzugeffekt

Info

Publication number: DE202018100101U1
Application number: DE202018100101.9U
Authority: DE
Original assignee: Kipp Verpachtungen EK
Current assignee: ICG GmbH and Co KG
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2018-01-21
Anticipated expiration: 2028-01-11

Abstract

Spanndorn-Anordnung (1) zum Verspannen eines Werkstücks (9), umfassend – einen aufspreizbaren Spanndorn (6), für einen Eingriff in eine Ausnehmung (23; 36) des Werkstücks (9), – ein Konterlager (4), zur direkten oder indirekten Anlage des Werkstücks (9), – einen gegenüber dem Spanndorn (6) entlang einer Betätigungsachse (BA) beweglichen Betätiger (7) mit einem Spreizelement (15), wobei durch eine Relativbewegung des Spreizelements (15) gegenüber dem Spanndorn (6) entlang einer Verspannrichtung (VR), die parallel zur Betätigungsachse (BA) verläuft, der Spanndorn (6) aufspreizbar ist, und wobei der Spanndorn (6) relativ zum Konterlager (4) entlang der Betätigungsachse (BA) beweglich ausgebildet ist, und – ein erstes elastisches Element (14), mit welchem der Spanndorn (6) gegenüber dem Konterlager (4) entgegen der Verspannrichtung (VR) vom Konterlager (4) weg vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (8) vorhanden ist, an der ein vorderes Lager (12) für eine Anlage des Werkstücks (9) und ein hinteres Lager (24) für eine Anlage des Konterlagers (4) ausgebildet ist, dass die Grundplatte (8) eine Ausnehmung (11; 30) ausbildet, in welche der Spanndorn (6) entlang der Betätigungsachse (BA) vollständig bis hinter das vordere Lager (12) in die Ausnehmung (11; 30) zurückziehbar ist, und dass eine Spannvorrichtung (2) vorhanden ist, mittels welcher der Betätiger (7) entlang der Verspannrichtung (VR) auf das Konterlager (4) zu und auf die Grundplatte (8) zu bewegt werden kann.Mandrel arrangement (1) for clamping a workpiece (9), comprising - an expandable mandrel (6), for engagement in a recess (23; 36) of the workpiece (9), - a counter bearing (4) for direct or Indirect contact of the workpiece (9), - a relative to the mandrel (6) along an actuating axis (BA) movable actuator (7) with a spreader (15), wherein by a relative movement of the spreader (15) relative to the mandrel (6) along a Verspannrichtung (VR) which is parallel to the actuating axis (BA), the mandrel (6) is spreadable, and wherein the mandrel (6) relative to the counter bearing (4) along the actuating axis (BA) is designed to be movable, and - a first elastic element (14), with which the mandrel (6) relative to the counter bearing (4) against the Verspannrichtung (VR) biased away from the counter bearing (4), characterized in that a base plate (8) is present, at the front Warehouse (12 ) for a plant of the workpiece (9) and a rear bearing (24) for a system of the counter bearing (4) is formed, that the base plate (8) has a recess (11; 30) is formed, in which the mandrel (6) along the actuating axis (BA) completely retractable behind the front bearing (12) in the recess (11, 30), and in that a tensioning device (2) is present, by means of which Actuator (7) along the clamping direction (VR) on the counter bearing (4) to and on the base plate (8) can be moved.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanndorn-Anordnung zum Verspannen eines Werkstücks, umfassend

– einen aufspreizbaren Spanndorn, für einen Eingriff in eine Ausnehmung des Werkstücks,
– ein Konterlager, zur direkten oder indirekten Anlage des Werkstücks,
– einen gegenüber dem Spanndorn entlang einer Betätigungsachse beweglichen Betätiger mit einem Spreizelement, wobei durch eine Relativbewegung des Spreizelements gegenüber dem Spanndorn entlang einer Verspannrichtung, die parallel zur Betätigungsachse verläuft, der Spanndorn aufspreizbar ist, und wobei der Spanndorn relativ zum Konterlager entlang der Betätigungsachse beweglich ausgebildet ist, und
– ein erstes elastisches Element, mit welchem der Spanndorn gegenüber dem Konterlager entgegen der Verspannrichtung vom Konterlager weg vorgespannt ist.

The invention relates to a mandrel arrangement for clamping a workpiece, comprising

An expandable mandrel, for engagement in a recess of the workpiece,
- a counter bearing for direct or indirect abutment of the workpiece,
- A relative to the mandrel along an actuating axis movable actuator with a spreader, wherein by a relative movement of the spreader with respect to the mandrel along a Verspannrichtung extending parallel to the actuating axis, the mandrel is spreadable, and wherein the mandrel formed relative to the counter bearing along the actuating axis movable is and
- A first elastic element with which the mandrel is biased against the counter bearing against the clamping direction of the counter bearing away.

Eine solche Spanndorn-Anordnung ist aus der Firmendruckschrift „Spanndorne Spannzangenfutter” der Röhm GmbH, 89567 Sontheim/Brenz, DE, datiert 09/2017, Seite 7017 , bekannt geworden.Such a mandrel arrangement is from the Company publication "Spanndorne collet chuck" of Röhm GmbH, 89567 Sontheim / Brenz, DE, dated 09/2017, page 7017 , known.

Für eine Bearbeitung oder Vermessung von Werkstücken ist es in der Regel erforderlich, die Werkstücke in einer festen Position zu halten, so dass die bearbeitenden Werkzeuge ortsgenau am Werkstück die vorgesehene Bearbeitung vornehmen können, oder die Messdaten mit guter Präzision ermittelt werden können.For machining or measuring workpieces, it is generally necessary to hold the workpieces in a fixed position, so that the machining tools can perform the intended machining precisely to the workpiece, or the measurement data can be determined with good precision.

Eine Befestigung eines Werkstücks kann insbesondere mit einem so genannten Spanndorn erfolgen. Der Spanndorn wird relativ zum Werkstück axial in eine Ausnehmung des Werkstücks eingeführt und radial aufgespreizt. Dadurch verklemmt sich der Spanndorn im Werkstück und kann dieses so in Position halten. Das Aufspreizen des Spanndorns kann mit einem keilförmigen Spreizelement erfolgen, das in axialer Richtung im Spanndorn verfahren wird, etwa durch Einschrauben. Das verspannte Werkstück liegt dabei typischerweise auf einem Konterlager auf, das an einem unteren Teil des Spanndorn-Bauteils ausgebildet ist. Ein solcher Spanndorn ist beispielsweise aus dem Katalog „Bedienteilel|Normelemente” der Heinrich Kipp Werk KG, 72172 Sulz am Neckar, DE, Seite 767, Auflage 2016 , bekannt geworden.An attachment of a workpiece can be done in particular with a so-called mandrel. The mandrel is introduced relative to the workpiece axially in a recess of the workpiece and radially spread. This jams the mandrel in the workpiece and can hold it in position. The spreading of the mandrel can be done with a wedge-shaped expansion element, which is moved in the axial direction in the mandrel, such as by screwing. The braced workpiece is typically on a counter bearing, which is formed on a lower part of the mandrel component. Such a mandrel is for example from the Catalog "Operating Particle | Standard Elements" of the Heinrich Kipp Werk KG, 72172 Sulz am Neckar, DE, page 767, edition 2016 , known.

Solche Spanndorne können ein Werkstück quer zur Achse des Spanndorns genau positionieren. Für eine genaue Positionierung auch in axialer Richtung wird meist eine zusätzliche Klemmvorrichtung eingesetzt, die das Werkstück auf das Konterlager presst.Such mandrels can accurately position a workpiece transverse to the axis of the mandrel. For an exact positioning also in the axial direction usually an additional clamping device is used, which presses the workpiece onto the counter bearing.

Aus der Firmendruckschrift der Röhm GmbH, aaO, ist eine Spanndorn-Anordnung bekannt, bei der ein Hülsenspanndorn über ein federndes Druckstück an einem Grundkörper verschiebbar gelagert ist. Im Hülsenspanndorn ist ein Spannkegel angeordnet, der über ein Zwischenstück gegenüber dem Grundkörper axial verfahren werden kann. Durch Niederziehen des Spannkegels wird sowohl der Hülsenspanndorn radial gespreizt, als auch axial auf den Grundkörper zu gezogen.From the company publication of the Röhm GmbH, loc. Cit., A mandrel arrangement is known, in which a sleeve clamping mandrel is displaceably mounted on a base body via a resilient pressure piece. In the sleeve tension mandrel a clamping cone is arranged, which can be moved axially over an intermediate piece relative to the main body. By pulling down the clamping cone both the sleeve mandrel is spread radially, as well as drawn axially to the body.

Mit dieser Spanndorn-Anordnung kann ein Werkstück auch in axialer Richtung verspannt werden, indem es an den Grundkörper herangezogen wird, so dass eine zusätzliche Klemmvorrichtung nicht nötig ist.With this mandrel arrangement, a workpiece can also be clamped in the axial direction by being used on the base body, so that an additional clamping device is not necessary.

Die in der Firmendruckschrift der Röhm GmbH, aaO, vorgestellte Spanndorn-Anordnung ist insbesondere für im Wesentlichen runde Werkstücke vorgesehen, die bei einer Bearbeitung rotiert werden, etwa durch Drehen oder bei einer Verzahnungsbearbeitung etwa durch Wälzfräsen. Solche Werkstücke werden typischerweise für eine Befestigung an der Spanndorn-Anordnung entlang der Rotationsachse des Werkstücks bzw. entlang der Achse des Spanndorns an den Spanndorn herangeführt und auf den Spanndorn aufgesetzt, und anschließend wird der Spanndorn aufgespreizt. Nach der Bearbeitung wird zunächst der Spanndorn entspannt und anschließend das Werkstück entlang der Achse des Spanndorns abgehoben und weggeführt. Für diese Anwendung kann die bekannte Spanndorn-Anordnung auch gut eingesetzt werden.The clamping mandrel arrangement presented in the company publication of Röhm GmbH, loc. Cit., Is intended in particular for substantially round workpieces which are rotated during machining, for example by turning or toothing machining, for example by hobbing. Such workpieces are typically introduced for attachment to the mandrel assembly along the axis of rotation of the workpiece or along the axis of the mandrel to the mandrel and placed on the mandrel, and then the mandrel is spread. After machining, the mandrel is first relaxed and then lifted the workpiece along the axis of the mandrel and led away. For this application, the known mandrel arrangement can also be used well.

In anderen Anwendungsfällen ist jedoch eine Werkstücktransportachse entlang der Achse des Spanndorns oft nicht vorgesehen, etwa aus Kostengründen, oder wäre im Rahmen der vorgesehenen Bearbeitung umständlich für den Prozessablauf. Es kann auch schlicht für ein axiales Abheben des Werkstücks zu wenig Platz vorhanden sein, insbesondere auch bei manueller Werkstückhandhabung. Jedoch ist dann oft eine Werkstücktransportachse quer zur Achse des Spanndorns eingerichtet, oder wäre für den Prozessablauf effizienter, etwa um eine weitere Bearbeitung am Werkstück bei gleicher axialer Position, aber an anderer lateraler Position vorzunehmen. Auch ist oft aus Platzgründen eine Werkstückzuführung von der Seite besonders einfach einzurichten, wiederum insbesondere bei manueller Werkstückhandhabung. In solchen Anwendungsfällen würde jedoch der Spanndorn das Werkstück gegen ein Verfahren blockieren.In other applications, however, a workpiece transport axis along the axis of the mandrel is often not provided, for example for cost reasons, or would be cumbersome for the process flow in the context of the proposed processing. It may simply be too little space for an axial lifting of the workpiece, especially in manual workpiece handling. However, then often a workpiece transport axis is arranged transversely to the axis of the mandrel, or would be more efficient for the process flow, such as to perform a further machining on the workpiece at the same axial position, but at a different lateral position. Also, a workpiece feed from the side is often particularly easy to set up for reasons of space, again especially with manual workpiece handling. In such applications, however, the mandrel would block the workpiece against a process.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spanndorn-Anordnung vorzustellen, die mit einem Werkstücktransport quer zur Achse des Spanndorns gut genutzt werden kann.The invention has for its object to provide a mandrel arrangement, with a Workpiece transport across the axis of the mandrel can be used well.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache und wirkungsvolle Weise gelöst durch eine Spanndorn-Anordnung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass eine Grundplatte vorhanden ist, an der ein vorderes Lager für eine Anlage des Werkstücks und ein hinteres Lager für eine Anlage des Konterlagers ausgebildet ist,
dass die Grundplatte eine Ausnehmung ausbildet, in welche der Spanndorn entlang der Betätigungsachse vollständig bis hinter das vordere Lager in die Ausnehmung zurückziehbar ist,
und dass eine Spannvorrichtung vorhanden ist, mittels welcher der Betätiger entlang der Verspannrichtung auf das Konterlager zu und auf die Grundplatte zu bewegt werden kann.This object is achieved in a surprisingly simple and effective manner by a mandrel arrangement of the type mentioned, which is characterized
that a base plate is present, on which a front bearing is formed for a bearing of the workpiece and a rear bearing for a bearing of the counter bearing,
that the base plate forms a recess, in which the mandrel along the actuating axis is completely retractable into the recess behind the front bearing,
and that a tensioning device is provided, by means of which the actuator can be moved along the clamping direction to the counter bearing to and on the base plate.

Im Rahmen der Erfindung ist eine indirekte Anlage des Werkstücks am Konterlager eingerichtet, nämlich über die Grundplatte. Die Grundplatte stützt sich mit einem hinteren Lager am Konterlager ab, und stellt mit dem vorderen Lager eine Anlage für das Werkstück zur Verfügung. Gleichzeitig bildet die Grundplatte eine Ausnehmung aus, in die der Spanndorn eingeführt bzw. eingefahren werden kann. Die Ausnehmung ist dabei groß genug, dass der Spanndorn (und ggf. weiterer Teile, die über den Spanndorn axial hinausragen) vollständig hinter das vorderer Lager bzw. eine entsprechende vordere Lagerebene, die typischerweise senkrecht zur Betätigungsachse/Verspannrichutng verläuft, zurückgezogen werden kann.In the context of the invention, an indirect installation of the workpiece is set up on the counter bearing, namely via the base plate. The base plate supports itself with a rear bearing at the counter bearing, and provides with the front bearing a plant for the workpiece. At the same time, the base plate forms a recess into which the mandrel can be inserted or retracted. The recess is large enough that the mandrel (and possibly other parts that protrude axially beyond the mandrel) completely behind the front bearing or a corresponding front bearing plane, which typically runs perpendicular to the actuating axis / Verspannrichutng, can be withdrawn.

Dadurch ist es möglich, das Werkstück am vorderen Lager angelegt zu lassen und quer zur Betätigungsachse/Verspannrichtung (bzw. parallel zur vorderen Lagerebene) auf der Grundplatte zu verschieben, etwa um das Werkstück für verschiedene aufeinanderfolgende Bearbeitungen umzupositionieren oder um das Werkstück zu beladen und zu entladen. Bei in die Ausnehmung zurückgezogenem Spanndorn stört dieser das Verschieben des Werkstücks nicht. Zum Umpositionieren oder Be- und Entladen des Werkstücks ist es nicht erforderlich, dieses entlang der Betätigungsachse/Verspannrichtung von der Grundplatte abzuheben. Eine entsprechende Werkstücktransportachse ist nicht nötig. Zudem kann auch eine Bearbeitungsstation oder Messstation, an der die Spanndorn-Anordnung verbaut ist, mit einem reduzierten Platzbedarf axial oberhalb des Spanndorns (bezogen auf seine Position mit verspanntem Werkstück) bzw. axial oberhalb des Werkstücks (bezogen auf seine auf der Grundplatte verspannte Position) auskommen.This makes it possible to leave the workpiece applied to the front bearing and to move transversely to the actuation axis / clamping direction (or parallel to the front bearing plane) on the base plate, such as to reposition the workpiece for various sequential operations or to load the workpiece and to discharged. When retracted into the recess mandrel this does not interfere with the movement of the workpiece. For repositioning or loading and unloading of the workpiece, it is not necessary to lift it along the actuating axis / clamping direction of the base plate. A corresponding workpiece transport axis is not necessary. In addition, a machining station or measuring station on which the mandrel arrangement is installed, with a reduced space requirement axially above the mandrel (relative to its position with clamped workpiece) or axially above the workpiece (based on its braced on the base plate position) get along.

Durch die Erfindung wird also eine Werkstücktransport quer zur Betätigungsachse des Spanndorns vereinfacht, sowohl für eine automatisierte (maschinelle) als auch für eine manuelle Werkstückhandhabung.The invention thus simplifies workpiece transport transversely to the actuating axis of the mandrel, both for automated (mechanical) and for manual workpiece handling.

Typischerweise durchragt der Betätiger das Konterlager und ragt in die Grundplatte hinein oder durch die Grundplatte hindurch. Die Spannvorrichtung greift typischerweise am Betätiger und am Bauteil des Konterlagers an.Typically, the actuator extends through the counter bearing and protrudes into the base plate or through the base plate. The clamping device typically engages the actuator and the component of the counter bearing.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanndorn-Anordnung sieht vor, dass der Betätiger mit einer Zugstange ausgebildet ist, und die Spannvorrichtung bei Bewegung des Betätigers entlang der Verspannrichtung mittels der Zugstange das Spreizelement auf das Konterlager zu zieht, insbesondere wobei die Zugstange durch das Konterlager hindurch zur Spannvorrichtung geführt ist. Dadurch ist ein besonders kompakter und robuster Aufbau möglich. Alternativ können auch komplexere Kraftübertragungen, etwa mit einer Druckstange und einem C-förmigen Umgriff, in Betracht kommen.A preferred embodiment of a mandrel arrangement according to the invention provides that the actuator is formed with a pull rod, and the tensioning device pulls the spreader on movement of the actuator along the clamping direction by means of the tie rod the spreader to the counter bearing, in particular wherein the pull rod through the counter bearing through to Chuck is guided. This makes a particularly compact and robust design possible. Alternatively, more complex power transmission, such as with a push rod and a C-shaped throw, come into consideration.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein zweites elastisches Element vorhanden, mit welchem der Betätiger gegenüber dem Spanndorn entgegen der Verspannrichtung vorgespannt ist. Durch das zweite elastische Element wird das Spreizelement bei entlasteter Spannvorrichtung selbsttätig axial entgegen der Verspannrichtung zurückgeschoben, so dass der Spanndorn in eine nicht aufgespreizte Stellung zurückgeht. Die radiale Verspannung des Werkstücks wird dann bei Entspannung der Spannvorrichtung sehr zuverlässig aufgehoben; insbesondere ist kein Zugang von oben (von der dem Konterlager abgewandten Seite) durch das Werkstück hindurch auf den Spanndorn notwendig, um (etwa manuell) eine reibungsbedingt selbsthemmende radiale Verspannung des Werkstücks aufzuheben. Diese Ausführungsform ist daher besonders nützlich, wenn die Ausnehmung des Werkstücks als Sackloch ausbildet ist, und daher ein Zugang von oben auf den Spanndorn nicht möglich ist. Das zweite elastische Element kann insbesondere als eine Druckfeder ausgebildet sein.In a particularly advantageous embodiment, a second elastic element is present, with which the actuator is biased against the mandrel opposite to the clamping direction. By means of the second elastic element, the expansion element is automatically pushed back axially against the clamping direction when the tensioning device is unloaded, so that the mandrel returns to a non-spread-open position. The radial strain of the workpiece is then released very reliable in relaxation of the clamping device; In particular, no access from above (from the side facing away from the counter bearing) through the workpiece on the mandrel necessary to pick up (about manually) a friction-induced self-locking radial strain of the workpiece. This embodiment is therefore particularly useful when the recess of the workpiece is formed as a blind hole, and therefore access from the top of the mandrel is not possible. The second elastic element may in particular be designed as a compression spring.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass eine erste Federhärte des ersten elastischen Elements größer ist als eine zweite Federhärte des zweiten elastischen Elements. Dies stellt sicher, dass im Laufe des Verspannens der Spannvorrichtung, also beim Verfahren des Betätigers entlang der Verspannrichtung auf das Konterlager zu, zunächst vor allem die radiale Aufspreizung des Spanndorns erfolgen kann (und dadurch das Werkstück ergriffen wird), und anschließend vor allem (bei ergriffenen Werkstück) das axiale Niederziehen des Werkstücks stattfinden kann. Das Niederziehen des Werkstücks erfolgt also erst, wenn dieses sicher ergriffen ist, wodurch eine besonders zuverlässige und definierte Befestigung des Werkstücks erreicht wird. Falls das Aufspreizen des Spanndorns bis zum Kontakt mit dem Werkstück eine merkliche Kraft benötigt, sollte diese bei der Auslegung der Federhärten mit berücksichtigt werden, und die erste Federhärte des ersten elastischen Elements entsprechend größer gewählt werden.An advantageous development of this embodiment provides that a first spring rate of the first elastic element is greater than a second spring rate of the second elastic element. This ensures that in the course of the tensioning of the tensioning device, ie during the movement of the actuator along the clamping direction towards the counter bearing, first of all the radial spreading of the tensioning mandrel can take place (and thereby the workpiece is gripped), and then before all (with gripped workpiece) the axial pulling down of the workpiece can take place. The pulling down of the workpiece thus takes place only when it is securely gripped, whereby a particularly reliable and defined attachment of the workpiece is achieved. If the spreading of the mandrel to contact the workpiece requires a significant force, this should be taken into account in the design of the spring hardness, and the first spring hardness of the first elastic member to be chosen correspondingly larger.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist das zweite elastische Element mit einer Schraubenfeder ausgebildet, welche das Spreizelement von einem Fußteil des Spanndorns entgegen der Verspannrichtung weg drückt. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und kompakt. Die Schraubenfeder wird typischerweise vollständig vom Spanndorn umgriffen.In a preferred development of this embodiment, the second elastic element is formed with a helical spring which presses the expansion element away from a base part of the mandrel against the clamping direction. This embodiment is particularly simple and compact. The coil spring is typically completely gripped by the mandrel.

Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der das Spreizelement mit einer oder mehreren kegelmantelförmigen Flächen ausgebildet ist und/oder der Spanndorn eine oder mehrere kegelmantelförmige Gegenflächen für das Spreizelement ausbildet. Durch die kegelmantelförmigen Flächen und/oder Gegenflächen kann die axiale Bewegung des Betätigers in Verspannrichtung in eine radiale Bewegung für das Aufspreizen des Spanndorns auf einfache und zuverlässige Weise umgelenkt werden. Kegelmantelförmig meint hier, das die Fläche oder Gegenfläche zumindest einen Teil der Oberfläche eines Kegelmantels beschreibt. Anstelle von kegelmantelförmigen Flächen sind auch andere Arten von keilförmigen Flächen bzw. Gegenflächen möglich, jedoch sind kegelmantelförmige Flächen meist besonders einfach zu fertigen und haben eine besonders geringe Verkantungsneigung.Also preferred is an embodiment in which the expansion element is formed with one or more cone-shaped surfaces and / or the mandrel forms one or more cone-shaped mating surfaces for the expansion element. By the cone-shaped surfaces and / or mating surfaces, the axial movement of the actuator in the clamping direction can be deflected in a radial movement for the spreading of the mandrel in a simple and reliable manner. Cone-sheath-shaped here means that the surface or counter surface describes at least a part of the surface of a cone sheath. Instead of cone-shaped surfaces and other types of wedge-shaped surfaces or mating surfaces are possible, however, cone-shaped surfaces are usually very easy to manufacture and have a very low tilting tendency.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der der Spanndorn im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist, wobei zumindest das Spreizelement zum Aufspreizen des Spanndorns im Spanndorn axial verfahrbar ist. Die Hülsenform ermöglicht die Unterbringung von funktionellen Bauteilen im Inneren des Spanndorns, etwa eines zweiten elastischen Elements und Teilen des Betätigers, und gestattet somit einen besonders kompakten Aufbau.Also advantageous is an embodiment in which the mandrel is formed substantially sleeve-shaped, wherein at least the spreader for spreading the mandrel in the mandrel is axially movable. The sleeve shape allows the accommodation of functional components in the interior of the mandrel, such as a second elastic member and parts of the actuator, and thus allows a particularly compact structure.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spanndorn mit mehreren Spreizbacken ausgebildet, die durch im Wesentlichen parallel zur Betätigungsachse verlaufende Spalte voneinander getrennt sind. Die Spreizbacken sind typischerweise an einem axialen Ende an einen Fußteil (auf der Seite des Konterlagers) angebunden, und können sich am gegenüberliegenden axialen Ende (auf der dem Konterlager abgewandten Seite) in im Wesentlichen radialer Richtung aufbiegen. Dieser Typ von Spanndorn ist einfach und kostengünstig herzustellen. Alternativ zu Spreizbacken sind beispielsweise auch Spreizkugeln möglich, die von einem keilförmigen, insbesondere kegelmantelförmigen Spreizelement nach radial außen gedrückt werden.In a preferred embodiment, the mandrel is formed with a plurality of expanding jaws, which are separated by substantially parallel to the operating axis extending column. The expansion jaws are typically connected at one axial end to a foot part (on the side of the counter bearing), and can bend in a substantially radial direction at the opposite axial end (on the side facing away from the counter bearing). This type of mandrel is simple and inexpensive to manufacture. As an alternative to expanding jaws, it is also possible, for example, for expanding balls to be pressed radially outward by a wedge-shaped, in particular cone-shaped, spreading element.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Ausnehmung der Grundplatte mit einem Anschlag ausgebildet ist, der ein axiales Einführen des Spanndorns in die Grundplatte begrenzt. Dadurch wird die Handhabung der Spanndorn-Anordnung erleichtert; der zurückgezogene Spanndorn kann nicht durch die Grundplatte hindurchfallen und versehentlich verloren gehen.An advantageous embodiment provides that the recess of the base plate is formed with a stop which limits an axial insertion of the mandrel into the base plate. This facilitates the handling of the mandrel arrangement; the retracted mandrel can not fall through the base plate and be lost by mistake.

Dazu alternativ ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Ausnehmung der Grundplatte durchgehend ausgebildet ist, so dass der Spanndorn vollständig durch die Ausnehmung der Grundplatte hindurchgeführt werden kann. Die durchgehende Ausbildung der Ausnehmung bezieht sich auf die (maximale) radiale Breite des Spanndorns, gegenüber der die Ausnehmung eine größere (minimale) radiale Breite aufweist, um den Spanndorn vollständig durchführen zu können. Ein Klemmensemble (gebildet aus der Spannvorrichtung, dem Konterlager, dem Betätigen und dem Spanndorn) kann an der Grundplatte zwischen verschiedenen durchgehenden Ausnehmungen der Grundplatte leicht versetzt werden, insbesondere um einen anderen Werkstücktyp zu handhaben. Weiterhin kann die Grundplatte in axialer Richtung besonders dünn und damit materialsparend kostengünstig ausgeführt werden, insbesondere in axialer Richtung dünner als der Spanndorn lang ist. Der Spanndorn kann dadurch hinter das vordere Lager zurückgezogen werden, dass er (zumindest teilweise) an der gegenüberliegenden Seite aus der Grundplatte herausgeführt wird.As an alternative, it is provided in one embodiment that the recess of the base plate is formed continuously, so that the mandrel can be passed completely through the recess of the base plate. The continuous configuration of the recess relates to the (maximum) radial width of the mandrel, with respect to which the recess has a larger (minimum) radial width in order to be able to perform the mandrel completely. A clamping assembly (formed from the tensioning device, the counter bearing, the actuating and the mandrel) can be easily offset on the base plate between different through recesses of the base plate, in particular to handle a different type of workpiece. Furthermore, the base plate in the axial direction can be made particularly thin and thus save material cost, especially in the axial direction thinner than the mandrel is long. The mandrel may be pulled back behind the front bearing so that it (at least partially) on the opposite side out of the base plate is led out.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Grundplatte, insbesondere mittels der Ausnehmung in der Grundplatte, eine Führung für den Spanndorn ausbildet. Dadurch kann die Präzision bei der Befestigung des Werkstücks verbessert werden, und auch die Handhabung der Spanndorn-Anordnung erleichtert werden, etwa beim Zusammenbau oder beim Verspannen der Spannvorrichtung.Also advantageous is an embodiment in which the base plate, in particular by means of the recess in the base plate, forms a guide for the mandrel. Thereby, the precision in the attachment of the workpiece can be improved, and also the handling of the mandrel arrangement can be facilitated, for example during assembly or during clamping of the clamping device.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein drittes elastisches Element vorhanden ist, mittels welchem das Konterlager gegenüber der Grundplatte bei aneinander anliegendem Konterlager und hinterem Lager entlang der Betätigungsachse von der Grundplatte weg vorgespannt wird. Dadurch ist (bei entspannter Spannvorrichtung) ein Zurückziehen eines Klemmensembles (gebildet durch die Gesamtheit von Spanndorn, Betätigen, Konterlager und Spannvorrichtung) erleichtert, insbesondere um das Klemmensemble bzw. den Spanndorn hinter das vordere Lager der Grundplatte zurückzuziehen.In an advantageous embodiment, it is provided that a third elastic element is present, by means of which the counter bearing is biased against the base plate in abutting counter bearing and rear bearing along the actuating axis of the base plate away. This (with a relaxed clamping device) a retraction of a terminal ensemble (formed by the entirety of mandrel, actuation, counter bearing and clamping device) is facilitated, in particular around the terminal ensemble or the Retract mandrel behind the front bearing of the base plate.

Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der die Spannvorrichtung mit einem Exzenterhebel ausgebildet ist. Ein Exzenterhebel ist einfach und sicher zu handhaben. Alternativ kann die Spannvorrichtung beispielsweise auch mit einer Konusschraube ausgebildet sein.Also preferred is an embodiment in which the clamping device is formed with an eccentric lever. An eccentric lever is easy and safe to handle. Alternatively, the clamping device may be formed, for example, with a cone screw.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der am Spanndorn eine oder mehrere profilierte Kontaktflächen, insbesondere gezackte Kontaktflächen, für eine Anlage an die Wand der Ausnehmung des Werkstücks ausgebildet sind. Dadurch kann die Reibung zwischen dem Spanndorn und dem Werkstück erhöht werden, so dass ein besserer Halt des Spanndorns in der Ausnehmung des Werkstücks erreicht wird. Die Befestigung des Werkstücks mittels der Spanndorn-Anordnung wird dadurch zuverlässiger.Also advantageous is an embodiment in which one or more profiled contact surfaces, in particular serrated contact surfaces, are formed on the mandrel for engagement with the wall of the recess of the workpiece. Thereby, the friction between the mandrel and the workpiece can be increased, so that a better grip of the mandrel is achieved in the recess of the workpiece. The attachment of the workpiece by means of the mandrel arrangement is thereby more reliable.

Vorteilhaft ist weiterhin eine Verwendung einer erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Spanndorn-Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass bei in die Ausnehmung des Werkstücks eingeführtem Spanndorn mit der Spannvorrichtung der Betätigen entlang der Verspannrichtung so weit auf das Konterlager zu bewegt wird, dass der Spanndorn in der Ausnehmung aufgespreizt verspannt wird und das Werkstück spielfrei an die Grundplatte und damit indirekt an das Konterlager angelegt wird. Die Befestigung des Werkstücks an der Grundplatte ist robust, und sowohl in axialer Richtung als auch quer dazu präzise und gut reproduzierbar. Entsprechend sind Bearbeitungsprozesse und Messungen mit großer Genauigkeit möglich.Also advantageous is a use of a clamping mandrel arrangement according to the invention described above, which is characterized in that when introduced into the recess of the workpiece clamping mandrel with the clamping device of the actuators along the clamping direction is moved so far to the counter bearing that the mandrel in the Spanning spread is clamped and the workpiece is applied without play to the base plate and thus indirectly to the counter bearing. The attachment of the workpiece to the base plate is robust, and both in the axial direction and across it precise and well reproducible. Accordingly, machining processes and measurements are possible with great accuracy.

Bevorzugt ist eine Variante dieser Verwendung, bei der bei spielfrei auf der Grundplatte anliegendem Werkstück das Werkstück einer Bohrbearbeitung und/oder einer Fräsbearbeitung unterzogen wird. Bei diesen Bearbeitungen ist eine spielfreie Ausrichtung des Werkstücks besonders wichtig. Während der Bohrbearbeitung und/oder Fräsbearbeitung wird das Werkstück ortsfest gehalten, und insbesondere auch nicht rotiert.Preference is given to a variant of this use, in which the workpiece is subjected to a drilling operation and / or a milling operation when there is no play on the base plate. In these operations, a backlash-free alignment of the workpiece is particularly important. During the drilling and / or milling, the workpiece is held stationary, and in particular not rotated.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings. Likewise, according to the invention, the above-mentioned features and those which are still further developed can each be used individually for themselves or for a plurality of combinations of any kind. The embodiments shown and described are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und ZeichnungDetailed description of the invention and drawing

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail with reference to embodiments. Show it:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanndorn-Anordnung, mit einer durchgehenden Ausnehmung an der Grundplatte, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung; 1 a schematic longitudinal section through a first embodiment of a mandrel arrangement according to the invention, with a continuous recess on the base plate, in a relaxed state of the clamping device;

2 die Spanndorn-Anordnung von 1, in einer schematischen Seitenansicht; 2 the mandrel arrangement of 1 in a schematic side view;

3 die Spanndorn-Anordnung von 1 im schematischen Längsschnitt, im verspannten Zustand der Spannvorrichtung; 3 the mandrel arrangement of 1 in a schematic longitudinal section, in the clamped state of the clamping device;

4 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanndorn-Anordnung, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung, mit einem bis an einen Anschlag in eine Ausnehmung der Grundplatte zurückgezogenem Spanndorn; 4 a schematic longitudinal section through a second embodiment of a mandrel arrangement according to the invention, in a relaxed state of the clamping device, with a to a stop in a recess of the base plate retracted clamping mandrel;

5 die Spanndornanordnung von 4, mit an die Grundplatte angedrücktem Konterlager, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung; 5 the mandrel arrangement of 4 with counter-bearing pressed against the base plate, in a relaxed state of the tensioning device;

6 die Spanndornanordnung von 5, mit der Spannvorrichtung im verspannten Zustand; 6 the mandrel arrangement of 5 , with the clamping device in the clamped state;

7 einen Spanndorn im schematischen Querschnitt mit profilierten Kontaktflächen für die Erfindung. 7 a mandrel in a schematic cross section with profiled contact surfaces for the invention.

Die 1 zeigt in einem schematischen Längsschnitt und 2 in einer Seitenansicht unter 90° Drehung gegenüber der 1 eine erfindungsgemäße Spanndorn-Anordnung 1.The 1 shows in a schematic longitudinal section and 2 in a side view at 90 ° rotation relative to the 1 a mandrel arrangement according to the invention 1 ,

Die Spanndorn-Anordnung 1 umfasst eine Spannvorrichtung 2 (hier ausgebildet mit einem Exzenterhebel 3), ein Konterlager 4 (hier ausgebildet an einem Basiselement 5, an dem auch der Exzenterhebel 3 gelagert ist), einen hier im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildeten Spanndorn 6, einen Betätiger 7 und eine Grundplatte 8. Die Gesamtheit (zusammenhängende Baugruppe) von Spannvorrichtung 2, Konterlager 4, Spanndorn 6 und Betätiger 7 wird auch als Klemmensemble 10 bezeichnet. Die Spanndorn-Anordnung 1 dient der Befestigung eines Werkstücks 9 auf der Grundplatte 8. Die Grundplatte 8 ist typischerweise ortsfest arretiert, etwa an einem Maschinenrahmen (nicht näher dargestellt).The mandrel arrangement 1 includes a tensioning device 2 (formed here with an eccentric lever 3 ), a counter-camp 4 (formed here on a base element 5 , on which also the eccentric lever 3 is stored), a here substantially sleeve-shaped mandrel 6 , an actuator 7 and a base plate 8th , The entirety (contiguous assembly) of tensioning device 2 , Counter bearing 4 , Mandrel 6 and actuator 7 is also called a terminal ensemble 10 designated. The mandrel arrangement 1 serves to fasten a workpiece 9 on the base plate 8th , The base plate 8th is typically locked stationary, such as on a machine frame (not shown).

Ein vorderer Teil des Klemmensembles 10, nämlich der Spanndorn 6 und ein vorderer Teil des Betätigers 7, ragt durch eine Ausnehmung 11 der Grundplatte 8 hindurch. Die Ausnehmung 11 wirkt als eine Führung für den Spanndorn 6, so dass dieser parallel zu einer Verspannrichtung VR bzw. entlang einer Betätigungsachse BA des Betätigers 7 in der Grundplatte 8 verfahrbar ist.A front part of the terminal ensemble 10 , namely the mandrel 6 and a front part of the actuator 7 , protrudes through a recess 11 the base plate 8th therethrough. The recess 11 acts as a guide for the mandrel 6 such that it is parallel to a clamping direction VR or along an actuating axis BA of the actuator 7 in the base plate 8th is movable.

Das Klemmensemble 10 ist im gezeigten Zustand (bei entspannter Spannvorrichtung 2) lose in die Ausnehmung 11 der Grundplatte 8 eingeführt, und könnte problemlos nach unten so weit wie gewünscht aus der Ausnehmung 11 herausgezogen werden. Insbesondere könnte das Klemmensemble 10 so weit nach unten gezogen werden, das der Spanndorn 6 und auch das Klemmensemble 10 insgesamt vollständig hinter ein vorderes Lager 12 der Grundplatte 8, das hier mit einer vorderen Lagerebene 13 ausgebildet ist, zurückgezogen werden kann; die Ausnehmung 11 ist somit in Hinblick auf den Spanndorn 6 (bzw. dessen radialer Breite) durchgehend. Bei vollständigem Rückzug hinter das vordere Lager 12 könnte ein am vorderen Lager 12 anliegendes Werkstück entlang des vorderen Lagers 12 barrierefrei verfahren werden (nicht näher dargestellt).The terminal ensemble 10 is in the shown state (with a relaxed clamping device 2 ) loosely in the recess 11 the base plate 8th introduced, and could easily go down as far as desired from the recess 11 be pulled out. In particular, the terminal ensemble could 10 pulled down so far, the mandrel 6 and also the terminal ensemble 10 in total completely behind a front bearing 12 the base plate 8th that is here with a front storage level 13 is formed, can be withdrawn; the recess 11 is thus in view of the mandrel 6 (or its radial width) continuously. In full retreat behind the front bearing 12 could one at the front camp 12 fitting workpiece along the front bearing 12 barrier-free procedure (not shown in detail).

Weiterhin könnte das Klemmensemble 10 vollständig aus der Ausnehmung 11 herausgezogen werden, insbesondere um das Klemmensemble 10 an eine andere Ausnehmung der Grundplatte 8 oder auch an eine Ausnehmung einer anderen Grundplatte zu versetzen (nicht näher dargestellt).Furthermore, the terminal ensemble could 10 completely out of the recess 11 be pulled out, in particular around the terminal ensemble 10 to another recess of the base plate 8th or to offset to a recess of another base plate (not shown).

Ein erstes elastisches Element 14, hier ausgebildet als eine unter Druckspannung stehende Schraubenfeder 14a, drückt den Spanndorn 6 entgegen der Verspannrichtung VR vom Konterlager 4 weg. Das erste elastische Element 14 stützt sich hier am Basiselement 5 bzw. am Konterlager 4 sowie an einem Fußteil 21 des Spanndorns 6 ab.A first elastic element 14 , here designed as a coil spring under compressive stress 14a , presses the mandrel 6 contrary to the clamping direction VR from the counter bearing 4 path. The first elastic element 14 relies here on the base element 5 or at the counter bearing 4 as well as on a foot part 21 of the mandrel 6 from.

An einem oberen (vorderen) Ende des Betätigers 7 ist ein Spreizelement 15 ausgebildet, das mit kegelmantelförmigen Flächen 16 ausgebildet ist. Diese stützen sich an kegelmantelförmigen Gegenflächen 17 im Inneren des Spanndorns 6 ab, nämlich an den Innenseiten von Spreizbacken 18a, 18b, die durch axiale verlaufende Spalte 19 voneinander getrennt sind. Die Spalte 19 gehen unterenends in Entlastungsbohrungen 20 über, um einer Rissbildung beim Aufspreizen der Spreizbacken 18a, 18b vorzubeugen. Die Spreizbacken 18a, 18b stehen von dem gemeinsamen Fußteil 21 des Spanndorns 6 ab.At an upper (front) end of the actuator 7 is a spreading element 15 formed, with cone-shaped surfaces 16 is trained. These are based on cone-shaped mating surfaces 17 inside the mandrel 6 from, namely on the insides of spreader jaws 18a . 18b passing through axial running column 19 are separated from each other. The gap 19 go lower end in relief wells 20 over, to crack during spreading of the spreading jaws 18a . 18b submissions. The spreading jaws 18a . 18b stand by the common foot part 21 of the mandrel 6 from.

Ein zweites elastisches Element 22, hier ebenfalls ausgebildet als eine unter Druckspannung stehende Schraubenfeder 22a, drückt das Spreizelement 15 entgegen der Verspannrichtung VR vom Spanndorn 6 nach oben hin 6 weg; das zweite Federelement 22 stützt sich hier am Fußteil 21 des Spanndorns 6 und am Spreizelement 15 ab.A second elastic element 22 , here also designed as a coil spring under compressive stress 22a , pushes the spreader 15 contrary to the clamping direction VR from the mandrel 6 upwards 6 path; the second spring element 22 relies here on the foot part 21 of the mandrel 6 and on the expansion element 15 from.

Mit der Spannvorrichtung 2 kann der Betätiger 7 entlang der Betätigungsachse BA gegenüber dem Basiselement 5 bzw. dem Konterlager 4 axial verfahren werden. In der gezeigten Stellung ist der Betätiger 7 und damit auch das Spreizelement 15 relativ weit nach oben ausgefahren, also entgegen der Verspannrichtung VR vom Konterlager 4 weg, entsprechend einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung 2. Das Spreizelement 15 übt im entspannten Zustand nur eine geringe radiale Kraft über die Keilwirkung der kegelmantelförmigen Flächen 16 auf den Spreizdorn 6 aus, so dass die Spreizbacken 18a, 18b nur geringfügig nach radial außen gedrückt werden. In diesem Zustand kann der Spreizdorn 6 problemlos mit radialem Spiel in eine Ausnehmung 23 des Werkstücks 9 eingeführt oder ausgeführt werden.With the clamping device 2 can the actuator 7 along the actuating axis BA with respect to the base element 5 or the counter bearing 4 be moved axially. In the position shown is the actuator 7 and thus also the expansion element 15 extended relatively far upwards, so contrary to the Verspannrichtung VR from the counter bearing 4 away, corresponding to a relaxed state of the tensioning device 2 , The spreading element 15 exerts in the relaxed state only a small radial force on the wedging action of the cone-shaped surfaces 16 on the expanding mandrel 6 out, leaving the spreader jaws 18a . 18b only slightly pushed radially outward. In this state, the expanding mandrel 6 easily with radial play in a recess 23 of the workpiece 9 introduced or executed.

In der gezeigten Situation ist das Werkstück 9 mit seiner Ausnehmung 23 lose auf den Spanndorn 6 aufgesteckt, um die Verspannung des Werkstücks 9 auf der Grundplatte 8 vorzubereiten.In the situation shown, the workpiece is 9 with its recess 23 Loosely on the mandrel 6 plugged to the clamping of the workpiece 9 on the base plate 8th prepare.

Zum Verspannen des Werkstücks 9 wird von einem Bediener das Klemmensemble 10 ergriffen und nach oben an die Grundplatte 8 gedrückt. Dabei kommen das Konterlager 4 und ein hinteres Lager 24 der Grundplatte 8 zu einer gegenseitigen Anlage. Ebenso wird das Werkstück 9 bis an die Grundplatte 8 herangeschoben, so dass eine untere Werkstückseite 25 am vorderen Lager 12 der Grundplatte 8 zur Anlage kommt; dadurch ragt der Spanndorn 6 etwas tiefer in die Ausnehmung 23 des Werkstücks 9 hinein. In dieser Situation wird die Spannvorrichtung 2 gespannt; der verspannte Zustand der Spannvorrichtung 2 ist in 3 dargestellt.For clamping the workpiece 9 becomes a terminal ensemble from an operator 10 grabbed and up to the base plate 8th pressed. Here come the counter bearing 4 and a rear camp 24 the base plate 8th to a mutual investment. Likewise, the workpiece becomes 9 to the base plate 8th pushed up, leaving a lower side of the workpiece 25 at the front camp 12 the base plate 8th comes to the plant; this protrudes the mandrel 6 a little deeper into the recess 23 of the workpiece 9 into it. In this situation, the tensioning device 2 curious; excited; the tensioned state of the tensioning device 2 is in 3 shown.

Durch Verschwenken des Exzenterhebels 3 nach links wurde eine Drehachse DA des Exzenterhebels 3, an die der Betätigen 7 angebunden ist, relativ zum Basiselement 5 axial nach unten wegbewegt, so dass der Betätigen 7 und insbesondere dessen Spreizelement 15 in Verspannrichtung VR auf das Konterlager 4 zu gezogen wurden.By pivoting the eccentric lever 3 to the left was a rotation axis DA of the eccentric lever 3 to which the operator 7 Tied, relative to the base element 5 moved axially downwards, so that the actuation 7 and in particular its expansion element 15 in Verspannrichtung VR on the counter bearing 4 were drawn to.

Bedingt durch eine relativ kleine zweite Federhärte des zweiten elastischen Elements 22 im Vergleich zu einer ersten Federhärte des ersten elastischen Elements 14 ist zunächst der Spanndorn 6 bei dieser Bewegung des Spreizelements 15 relativ zum Konterlager 4 nahezu ortsfest geblieben, denn das relativ harte erste elastische Element 14 hat den Spanndorn 6 vom Konterlager 4 weggehalten. Hingegen konnte das Spreizelement 15 die vergleichsweise geringe Kraft des zweiten elastischen Elements 22 überwinden und relativ zum Spanndorn 6 nach unten verfahren und die Spreizbacken mit den kegelmantelförmigen Flächen 16 dabei radial immer weiter aufspreizen.Due to a relatively small second spring hardness of the second elastic element 22 compared to a first spring rate of the first elastic element 14 is first the mandrel 6 in this movement of the expansion element 15 relative to the counter-camp 4 remained almost stationary, because the relatively hard first elastic element 14 has the mandrel 6 from the counter-camp 4 kept away. On the other hand, the expansion element could 15 the comparatively low force of the second elastic element 22 overcome and relative to the mandrel 6 Move down and the spreader jaws with the cone-shaped surfaces 16 while continuing to spread radially.

Sobald die Spreizbacken jedoch in Pressung mit der Innenseite der Ausnehmung 23 des Werkstücks 9 gerieten, konnte das Spreizelement 15 nicht mehr oder nur noch bei sehr großem Widerstand weiter relativ zum Spanndorn 6 nach unten bewegt werden. Eine weitere Bewegung des Betätigers 7 in Verspannrichtung VR nach unten führte dann dazu, dass nunmehr der Spanndorn 6 gegen die Kraft des ersten Federelements 14 in Verspannrichtung VR nach unten gezogen wurde. Da die Spannbacken des Spanndorns 6 in Pressung und damit in Kraftschluss mit der Innenseite der Ausnehmung 23 des Werkstücks 9 sind, wurde dabei das Werkstück 9 mit nach unten gezogen und somit gegen die Grundplatte 8 gedrückt. Der Betätigen 7 wurde dabei unter erhebliche Zugspannung gebracht, und wirkt also als Zuganker 7a. Once the spreader jaws, however, in compression with the inside of the recess 23 of the workpiece 9 came, could the spreader 15 no more or only with very large resistance further relative to the mandrel 6 to be moved down. Another movement of the actuator 7 in Verspannrichtung VR down then led to now that the mandrel 6 against the force of the first spring element 14 was pulled down in Verspannrichtung VR. Because the jaws of the mandrel 6 in compression and thus in force with the inside of the recess 23 of the workpiece 9 are, was thereby the workpiece 9 pulled down and thus against the base plate 8th pressed. Pressing 7 was brought under considerable tension, and thus acts as a tie rod 7a ,

Im gezeigten verspannten Zustand der Spannvorrichtung 2 ist daher das Werkstück 9 nicht nur durch den im Formschluss blockierenden Spanndorn 6 gegen eine laterale Verschiebung 26 gegenüber der Grundplatte 8 gesichert, sondern sitzt auch bezüglich der axialen Richtung (vgl. Betätigungsachse BA) spielfrei auf der Grundplatte 8 auf. Eine axiale Bewegung 27 des Werkstücks 9 ist aufgrund des Kraftschlusses mit dem Spanndorn 6 nicht möglich. In diesem Zustand wird das Werkstück 9 typischerweise einer Bearbeitung unterzogen, insbesondere einer Bohr- oder Fräsbearbeitung, oder auch einer Messung, insbesondere einer Vermessung seiner Außendimensionen.In the illustrated clamped state of the clamping device 2 is therefore the workpiece 9 not only by the locking mandrel in the form-locking 6 against a lateral displacement 26 opposite the base plate 8th secured, but also sitting with respect to the axial direction (see actuation axis BA) without play on the base plate 8th on. An axial movement 27 of the workpiece 9 is due to the frictional connection with the mandrel 6 not possible. In this state, the workpiece becomes 9 typically subjected to a machining, in particular a drilling or milling, or even a measurement, in particular a measurement of its outer dimensions.

Beim Entspannen der Spannvorrichtung 2, also einem Zurückschwenken des Exzenterhebels 3 in die in 1 gezeigte Stellung, wird die axiale Verspannung des Werkstücks 9 gegen die Grundplatte 8 wieder gelöst, wobei das erste elastische Element 14 wieder (weitgehend) entspannt wird. Das zweite elastische Element 22 unterstützt sodann die Aufhebung der radialen Verspannung der aufgespreizten Spannbacken des Spanndorns 6, indem es das Spreizelement 15 nach oben von den kegelmantelförmigen Gegenflächen 17 des Spanndorns 6 weg drückt.When relaxing the clamping device 2 , ie a pivoting back of the eccentric lever 3 in the in 1 shown position, the axial strain of the workpiece 9 against the base plate 8th solved again, with the first elastic element 14 again (largely) relaxed. The second elastic element 22 then supports the lifting of the radial tension of the spread-apart jaws of the mandrel 6 by making the spreader 15 upwards from the cone-shaped mating surfaces 17 of the mandrel 6 push away.

Die 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanndorn-Anordnung 1. Es werden nur die wesentlichen Unterschiede zur ersten Ausführungsform erläutert.The 4 shows a second embodiment of a mandrel arrangement according to the invention 1 , Only the essential differences from the first embodiment will be explained.

Bei dieser Ausführungsform ist in der Grundplatte 8 eine Ausnehmung 30 zur Aufnahme des Spanndorns 6 ausgebildet, welche an der der Spannvorrichtung 2 zugewandten Seite einen schulterartigen Anschlag 31 ausbildet. Der Spanndorn 6 kann daher nach unten nicht durch die Ausnehmung 30 hindurch geführt werden; die Ausnehmung 30 ist somit bezüglich des Spanndorns 6 (bzw. dessen radialer Breite) nicht durchgehend. Zwar geht die Ausnehmung 30 in eine Öffnung 32 über, durch den der Betätiger 7 und das erste elastische Element 14 hindurchgeführt sind bzw. werden können, diese Öffnung 32 ist aber für den Spanndorn 6 nicht breit genug. Das Klemmensemble 10, umfassend die Spannvorrichtung 2, das Konterlager 4, den Betätiger 7 und den Spanndorn 6, ist hier dauerhaft an der Grundplatte 8 bzw. dessen Ausnehmung 30 angeordnet, indem es die Grundplatte 8 im Bereich des Anschlags 31 beidseitig umgreift; das Klemmensemble 10 könnte nur durch Zerlegen von der Grundplatte 8 entfernt werden.In this embodiment is in the base plate 8th a recess 30 for receiving the mandrel 6 formed, which at the clamping device 2 facing side a shoulder-like stop 31 formed. The mandrel 6 therefore, can not down through the recess 30 be guided through; the recess 30 is thus with respect to the mandrel 6 (or its radial width) not continuous. Although the recess goes 30 in an opening 32 over which the actuator 7 and the first elastic element 14 are passed through or can be, this opening 32 but is for the mandrel 6 not wide enough. The terminal ensemble 10 comprising the tensioning device 2 , the counter-bearing 4 , the actuator 7 and the mandrel 6 , is here permanently on the base plate 8th or its recess 30 arranged by placing the base plate 8th in the area of the stop 31 embraces on both sides; the terminal ensemble 10 could only be by disassembling the base plate 8th be removed.

In der gezeigten Ausführungsform ist weiterhin das Konterlager 4 an einem Kragenelement 33 ausgebildet, das sich am Basiselement 5 abstützt. Ein drittes elastisches Element 34, hier wiederum ausgebildet als eine unter Druckspannung stehende Schraubenfeder 34a, spannt die Grundplatte 8 entgegen der Verspannrichtung VR gegenüber dem Konterlager 4 vor; Grundplatte 8 und Konterlager 4 werden sozusagen auseinandergedrückt. Das dritte elastische Element 34 greift hier am Konterlager 4 und an einer zurückgesetzten Schulter 35 der Grundplatte 8, wobei die Schulter 35 jenseits des hinteren Lagers 24 liegt, an.In the embodiment shown is also the counter bearing 4 on a collar element 33 formed, located at the base element 5 supported. A third elastic element 34 , here in turn formed as a coil spring under compressive stress 34a , clamps the base plate 8th against the Verspannrichtung VR against the counter bearing 4 in front; baseplate 8th and counter-camp 4 are sort of pushed apart. The third elastic element 34 attacks here at the counter-camp 4 and on a recessed shoulder 35 the base plate 8th , where the shoulder 35 beyond the rear camp 24 that is because of.

Durch die Wirkung des dritten elastischen Elements 34 werden der Betätiger 7 einschließlich Spreizelement 15 und auch der Spanndorn 6 in die Ausnehmung 30 hineingezogen, im Wesentlichen bis an den Anschlag 31. Die Spannvorrichtung 2 ist in einem entspannten Zustand. Der Spanndorn 6 und das Klemmensemble 10 insgesamt sind hinter das vordere Lager 12 und die zugehörige vordere Lagerebene 13 zurückgezogen. Dadurch ist es möglich, das Werkstück 9 auf dem ersten Lager 12 in lateraler Richtung quer zur Betätigungsachse BA zu verfahren, vgl. laterale Verschiebung 26.By the action of the third elastic element 34 become the actuator 7 including expansion element 15 and also the mandrel 6 into the recess 30 pulled in, essentially up to the stop 31 , The tensioning device 2 is in a relaxed state. The mandrel 6 and the clamp ensemble 10 in total are behind the front bearing 12 and the associated front storage level 13 withdrawn. This makes it possible for the workpiece 9 on the first camp 12 to move in a lateral direction transversely to the actuation axis BA, cf. lateral displacement 26 ,

Im Werkstück 9 ist hier eine als Sackloch ausgebildete Ausnehmung 36 ausgebildet. Zum Verspannen des Werkstücks 9 auf der Grundplatte 8 muss das Werkstück 9 zumindest näherungsweise mit seiner Ausnehmung 36 über dem Spanndorn 6 bzw. über der Ausnehmung 30 der Grundplatte 8 angeordnet werden.In the workpiece 9 Here is a trained as a blind hole recess 36 educated. For clamping the workpiece 9 on the base plate 8th must the workpiece 9 at least approximately with its recess 36 over the mandrel 6 or over the recess 30 the base plate 8th to be ordered.

Zum Verspannen des Werkstücks 9 wird sodann das Klemmensemble 10 gegenüber der Grundplatte 8 durch einen Bediener nach oben geschoben, bis das Konterlager 4 am hinteren Lager 24 der Grundplatte 8 anliegt, vgl. hierzu 5. Dabei wird das dritte elastische Element 34 entgegen seiner Federkraft gestaucht. Der Spanndorn 6 dringt dabei in die Ausnehmung 36 des Werkstücks 9 ein; typischerweise wird das Werkstück 9 dabei vom Bediener manuell gehalten, damit es nicht nach oben ausweicht, falls bereits eine merkliche Reibung zwischen dem Spanndorn 6 und der Innenwand der Ausnehmung 36 des Werkstücks 9 auftreten sollte.For clamping the workpiece 9 then becomes the terminal ensemble 10 opposite the base plate 8th pushed up by an operator until the counter bearing 4 at the rear warehouse 24 the base plate 8th is present, cf. For this 5 , In this case, the third elastic element 34 compressed against its spring force. The mandrel 6 penetrates into the recess 36 of the workpiece 9 one; typically the workpiece becomes 9 thereby manually held by the operator, so that it does not dodge upwards, if already a noticeable friction between the mandrel 6 and the inner wall of the recess 36 of the workpiece 9 should occur.

Sodann wird die Spannvorrichtung 2 gespannt, vgl. 6, indem der Exzenterhebel 3 nach links verschwenkt wird. Dadurch wird der Betätiger 7 samt Spreizkopf 15 in Verspannrichtung VR nach unten auf das Konterlager 4 zu gezogen. Wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, kommt es zunächst vor allem zu einem Aufspreizen des Spanndorns 6, und nach Erreichen der Pressung der Spreizbacken des Spanndorns 6 in der Ausnehmung 36 des Werkstücks 9 wird das Werkstück 9 auf die Grundplatte 8 niedergezogen. Bei aneinander liegendem ersten Lager 12 der Grundplatte 8 und unterer Werkstückseite 25 wird das Werkstück 9 gegen die Grundplatte 8 verspannt. Hierbei wird der Betätiger 7 unter erhebliche Zugspannung gesetzt. Das Werkstück 9 ist durch Formschluss mittels des Spanndorns 6, der in beide Ausnehmungen 36, 30 eingreift, gegen laterale Verschiebung 26 gesichert, und durch Kraftschluss mittels der Spreizbacken des Spanndorns 6 gegen eine axiale Bewegung 27 gesichert. In diesem Zustand wird das Werkstück 9 typischerweise wiederum einer Bearbeitung oder Messung unterzogen. Die Bearbeitung erfolgt bevorzugt bei ruhendem Werkstück 9. Then the clamping device 2 curious, cf. 6 by the eccentric lever 3 is pivoted to the left. This will cause the actuator 7 including spreading head 15 in the clamping direction VR down to the counter bearing 4 to pulled. As described in the first embodiment, it comes first of all to a spreading of the mandrel 6 , and after reaching the pressure of the expanding jaws of the mandrel 6 in the recess 36 of the workpiece 9 becomes the workpiece 9 on the base plate 8th pulled down. With the first bearing lying next to each other 12 the base plate 8th and lower workpiece side 25 becomes the workpiece 9 against the base plate 8th braced. This is the actuator 7 put under considerable tension. The workpiece 9 is by positive engagement by means of the mandrel 6 that in both recesses 36 . 30 engages, against lateral displacement 26 secured, and by traction by means of the expanding jaws of the mandrel 6 against an axial movement 27 secured. In this state, the workpiece becomes 9 typically again subjected to processing or measurement. The processing preferably takes place when the workpiece is stationary 9 ,

Bei Zurückdrehen des Exzenterhebels 3 in die in 4 gezeigte Stellung hilft die zweite elastische Spannvorrichtung 22 beim Aufheben der Aufspreizung der Spreizbacken des Spanndorns 6, und das dritte Federelement 34 hilft beim Zurückziehen des Spanndorns 6 bzw. des Klemmensembles 10 hinter das vordere Lager 12 und damit vollständig aus der Ausnehmung 36 des Werkstücks 9 heraus, so dass dieses wieder in lateraler Richtung auf dem ersten Lager 12 der Grundplatte 8 verfahren werden kann, vgl. laterale Verschiebung 26, etwa für einen Werkstückwechsel. Ebenso kann das Werkstück 9 dann auch in axialer Richtung abgehoben werden, vgl. axiale Bewegung 2, falls gewünscht.When turning back the eccentric lever 3 in the in 4 shown position helps the second elastic tensioning device 22 when canceling the spreading of the expanding jaws of the mandrel 6 , and the third spring element 34 helps to retract the mandrel 6 or the terminal ensemble 10 behind the front bearing 12 and thus completely out of the recess 36 of the workpiece 9 out, making this back in a lateral direction on the first bearing 12 the base plate 8th can be moved, cf. lateral displacement 26 , for example for a workpiece change. Likewise, the workpiece can 9 then be lifted in the axial direction, see. axial movement 2 , if desired.

7 zeigt im schematischen Querschnitt einen Spanndorn 6 für die Erfindung. 7 shows in schematic cross section a mandrel 6 for the invention.

An seinen Spannbacken 18a weist der Spanndorn 6 radial außen profilierte Kontaktflächen 40 auf, die hier gezackt mit nach unten (zum Fußteil 21 des Spanndorns 6 hin) gerichteten Zacken ausgebildet sind. Mit den profilierten Kontaktflächen 40 ist ein verbesserter Halt in der Ausnehmung eines Werkstücks möglich.On his jaws 18a points the mandrel 6 radially outside profiled contact surfaces 40 on, here jagged with down (to the foot part 21 of the mandrel 6 out) directed teeth are formed. With the profiled contact surfaces 40 is an improved grip in the recess of a workpiece possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Spanndorn-AnordnungMandrel assembly
22: Spannvorrichtungjig
33: ExzenterhebelCam
44: Konterlagercounterrevolutionary camp
55: Basiselementbase element
66: Spanndornmandrel
77: Betätigeractuator
7a7a: Zugankertie rods
88th: Grundplattebaseplate
99: Werkstückworkpiece
1010: Klemmensembleterminal Ensemble
1111: Ausnehmung der Grundplatte (durchgehend)Recess of the base plate (continuous)
1212: vorderes Lagerfront bearing
1313: vordere Lagerebenefront storage level
1414: erstes elastisches Elementfirst elastic element
14a14a: Schraubenfeder (erstes elastisches Element)Coil spring (first elastic element)
1515: SpreitzelementSpreitzelement
1616: konische Flächenconical surfaces
1717: konische Gegenflächenconical counter surfaces
18a, 18b18a, 18b: SpreizbackenMoveable
1919: Spaltgap
2020: Entlastungsbohrungrelief well
2121: Fußteil (Spanndorn)Foot part (mandrel)
2222: zweites elastisches Elementsecond elastic element
22a22a: Schraubenfeder (zweites elastisches Element)Coil spring (second elastic element)
2323: Ausnehmung im Werkstück (durchgehend)Recess in the workpiece (continuous)
2424: hinteres Lagerrear warehouse
2525: untere Seite (Werkstück)lower side (workpiece)
2626: laterale Verschiebunglateral displacement
2727: axiale Bewegungaxial movement
3030: Ausnehmung in der Grundplatte (nicht durchgehend)Recess in the base plate (not continuous)
3131: Anschlagattack
3232: DurchbruchöffnungThrough opening
3333: Kragenelementcollar element
3434: drittes elastisches Elementthird elastic element
34a34a: Schraubenfeder (drittes elastisches Element)Coil spring (third elastic element)
3535: hinteres Lagerrear warehouse
3636: Ausnehmung im Werkstück (Sackloch)Recess in the workpiece (blind hole)
4040: profilierte Kontaktflächenprofiled contact surfaces
BABA: Betätigungsachseoperating axis
DATHERE: Drehachse (Lagerachse des Betätigers am Exzenterhebel)Rotary axis (bearing axis of the actuator on the eccentric lever)
VRVR: Verspannrichtungclamping direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Company publication "Spanndorne collet chuck" of Röhm GmbH, 89567 Sontheim / Brenz, DE, dated 09/2017, page 7017 [0002]
Catalog "Operating Elements | Standard Elements" of Heinrich Kipp Werk KG, 72172 Sulz am Neckar, DE, page 767, edition 2016 [0004]

Claims

Mandrel arrangement ( 1 ) for clamping a workpiece ( 9 ), comprising - an expandable mandrel ( 6 ), for engaging in a recess ( 23 ; 36 ) of the workpiece ( 9 ), - a counter bearing ( 4 ), for direct or indirect abutment of the workpiece ( 9 ), - one opposite the mandrel ( 6 ) along an actuating axis (BA) movable actuator ( 7 ) with a spreading element ( 15 ), wherein by a relative movement of the expansion element ( 15 ) with respect to the mandrel ( 6 ) along a clamping direction (VR), which runs parallel to the actuating axis (BA), the mandrel ( 6 ) is spreadable, and wherein the mandrel ( 6 ) relative to the counter bearing ( 4 ) is movable along the actuating axis (BA), and - a first elastic element ( 14 ), with which the mandrel ( 6 ) opposite the counter bearing ( 4 ) against the clamping direction (VR) of the counter bearing ( 4 ) is biased away, characterized in that a base plate ( 8th ) at which a front bearing ( 12 ) for a plant of the workpiece ( 9 ) and a rear bearing ( 24 ) for an investment of the counter-ledger ( 4 ) is formed, that the base plate ( 8th ) a recess ( 11 ; 30 ) into which the mandrel ( 6 ) along the actuating axis (BA) completely to behind the front bearing ( 12 ) in the recess ( 11 ; 30 ) is retractable, and that a tensioning device ( 2 ) by means of which the actuator ( 7 ) along the clamping direction (VR) on the counter bearing ( 4 ) to and on the base plate ( 8th ) can be moved.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the actuator ( 7 ) with a pull rod ( 7a ) is formed, and the tensioning device ( 2 ) upon movement of the actuator ( 7 ) along the Verspannrichtung (VR) by means of the drawbar ( 7a ) the spreading element ( 15 ) on the counter bearing ( 4 ), in particular wherein the drawbar ( 7a ) through the counter bearing ( 4 ) through to the clamping device ( 2 ) is guided.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a second elastic element ( 22 ) is present, with which the actuator ( 7 ) with respect to the mandrel ( 6 ) is biased against the Verspannrichtung (VR).

Mandrel arrangement ( 1 ) according to claim 3, characterized in that a first spring stiffness of the first elastic element ( 14 ) is greater than a second spring rate of the second elastic element ( 22 ).

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of claims 3 or 4, characterized in that the second elastic element ( 22 ) with a coil spring ( 22a ) is formed, which the spreading element ( 15 ) of a foot part ( 21 ) of the mandrel ( 6 ) pushes away against the clamping direction (VR).

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion element ( 15 ) with one or more cone-shaped surfaces ( 16 ) is formed and / or the mandrel ( 6 ) one or more cone-shaped mating surfaces ( 17 ) for the expansion element ( 15 ) trains.

Mandrel arrangement ( 1 ), characterized in that the mandrel ( 6 ) is formed substantially sleeve-shaped, wherein at least the expansion element ( 15 ) for spreading the mandrel ( 6 ) in the mandrel ( 6 ) is axially movable.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mandrel ( 6 ) with several expanding jaws ( 18a . 18b ) formed by substantially parallel to the actuating axis (BA) extending column ( 19 ) are separated from each other.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the recess ( 30 ) of the base plate with a stop ( 31 ) is formed, the axial insertion of the mandrel ( 6 ) in the base plate ( 8th ) limited.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the recess ( 11 ) of the base plate ( 8th ) is formed continuously, so that the mandrel ( 6 ) completely through the recess ( 11 ) of the base plate ( 8th ) can be passed.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate ( 8th ), in particular by means of the recess ( 11 ; 30 ) in the base plate ( 8th ), a guide for the mandrel ( 6 ) trains.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a third elastic element ( 34 ) by means of which the counter bearing ( 4 ) in relation to the base plate ( 8th ) in abutting counter bearing ( 4 ) and rear bearing ( 24 ) along the actuating axis (BA) of the base plate ( 8th ) is biased away.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tensioning device ( 2 ) with an eccentric lever ( 3 ) is trained.

Mandrel arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the mandrel ( 6 ) one or more profiled contact surfaces ( 40 ), in particular jagged contact surfaces ( 40 ), for abutment against the wall of the recess ( 23 ; 36 ) of the workpiece ( 9 ) are formed.