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Vorrichtung zum senkrechten Spannen von insbesondere zu Stapeln aufgeschichteten
Werkstücken Die #rfindung betrifft eine Vorrichtung zum senkrechten Spannen von
insbesondere zu Stapeln aufgeschichteten Werkstücken.
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Bohrarbeiten auf Bohrmaschigon verlangen, daß das Werkstück außer
seiner einwandfreien a;;cialen Abstützung sicher gegen Mitnahme durch den Bohrer
in Drehrichtung gehalten wird.
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Für das Bohren kleiner Werkstücke, die keinen genügend langen Hebelarm
zur Bohrerachse bilden, reicht das Festhalten von Eand auf dem Bohrmaschinentisch
nicht aus und begründet eine erhebliche Unfallgefahr. Begrenzte Abhilfe läßt sich
durch Verwendung sogenannter #aschinenschraubstöcke schaffen, die auf den Bohrtisch
aufgesetzt werden und das Werkstück mit ihren Backen parallel zur Tischebene spannen0
Derartige Maschinenschraubstücke eignen. sich jedoch nicht zum gleichzeitigen Bohren
mehrerer Werkstücke im Stapel # da wegen der unvermeidlichen Abmessungstoleranzen
nicht gewährleistet ist, daß alle Werkstücke sicher erfaßt und festgehalten werden
Werkstückpakete
müssen deshalb in Achsrichtung der Bohrspindel gespannt werden, was ebenso wie bei
Einzelwerkstücken dadurch geschehen kann, daß eine oder mehrere das Werkstück bzw.
Werkstückpaket übergreifende Spannpratzen mittels in den Profilnuten des Bohrtisches
verankerter Gewindebolzen durch Muttern festgezogen werden. Um ein Verkanten der
Spannpratzen zu verhindern, müssen diese am rückwärtigen Ende in Werkstück-bzw.
Pakethöhe abgestützt werden, was aufwendig ist und große Totzeiten im Betrieb der
Bohrmaschine mit sich bringt.
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Eine andere bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung von Spannzwingen,
die jedoch dann, wenn sie nicht zugleich den Bohrtisch mit erfassen können, entsprechende
Unterlagen und eine zusätzliche Sicherung gegen Mitnahme in Drehrichtung erfordern.
Außerdem engen solche vom Bohrmaschinentisch aufragende Spannzwingen den Arbeitsraum
störend ein.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten sind weiterhin sogenannte Bohrapanner
bekannt, die mit einem das Werkstück bzw.
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Werkstückpaket aufnehmenden bockartigen Gestell auf den Bohrmaschinentisch
aufgesetzt und verschraubt werden und in senkrechten Führungen verschiebliche Spannsäulen
enthalten, an deren freien Enden das Werkstück übergreifende Spannstücke anschraubbar
sind, mit denen d e Säulen durch eine im Gestell enthaltene Spannwelle über Schrägverzahnungen
gemeinsam gegen das Gestell verspannt werden. Unterschiedlich große Werkstücke erfordern
auch unterschiedlich große Bolirspanner und unterschiedliche Bohrspannerausführungen,
was den Invenstitionsaufwand gerade kleinerer Werkstätten empfindlich erhöht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich universell an
unterschiedliche Werkstückgrößen und Stapelhöhen anpassen läßt, auch eine größere
Anzahl von Werkstücken beliebiger geometrischer Form im Stapel sicher erfaßt und
auf dem Bohrtisch die
Gefahr einer Mitnahme ih Drehrichtung ohne
zusätzliche Befestigungsmittel weitgehend ausschließt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer mit
hinterschnittenen Nuten versehenen Grundplatte eine oder mehrere seitlich gegen
die Werkstücke anstellbare langgestreckte Spannböcke mittels in die Nuten eingreifender
Befestigungsmittel verstellbar befestigt sind und daß in jedem Spannbock nahe seiner
Anlageseite an die Werkstücke mehrere mit dieser erfassenden Spannklauen an den
oberen Enden versehene Spannsäulen nebeneinander lotrecht zur Grundplatte verschieblich
geführt und durch Einzelantriebe gegen die Grundplatte selbstsperrend verspannbar
sind.
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Durch die Verwendbarkeit einer verhältnismäßig großen Grundplatte
ungeachtet der Werkstückgröße wird eine entsprechend große Auflagefläche der Vorrichtung
auf dem Bohrmaschinentisch geschaffen, die ein ausreichend großes Reibungsmoment
für praktisch alle vorkommenden Bohrarbeiten liefert, so daß sich eine besondere
Befestigung der Vorrichtung auf dem Bohrmaschinentisch erübrigt. Durch Verwendung
mehrerer Vorrichtungen nach der Erfindung können während des Bohrens neue Werkstücke
auf weiteren Vorrichtungen bereits gespannt werden, die dann nur noch auf die Bohrmaschine
umgesetzt werden. Die Totzeiten der Bohrmaschine werden dadurch minimal. Die langgestreckten
Spannböcke lassen sich auf der Grundplatte leicht verstellen und damit an unterschiedlich
große Werkstückabmessungen anpassen. Die Anordnung mehrerer, mit festen Spannklauen
verseher und einzeln antreibbarer Spannsäulen gestattet ein sicheres Spannen großer
wie kleiner Werkstücke ungeachtet ihrer Anzahl im Stiel und vervollständigt dadurch
die universelle Verwenbarkeit bei gleichzeitig sicherer Unfallverhütung. Durch die
Möglichkeit, eine verhältnismäßig große Anzahl flacher Werkstücke im Stapel aufschichten
zu können, wird der Einsatz von Bohrachablonen als oberste Schicht besonders rentabel,
und es können hierfür auch bereits
gebohrte Werkstücke verwendet
werden, wenn die Genauigkeitsanforderungen dies zulassen. Die lediglich mit den
Klauen die Werkstücke überragenden Säulen führen zu keiner Behinderung des Arbeitsraumes
über dem Bohrmaschinentisch.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannsäulen
nach Art von Zahnstangen mit Schrägverzahnungen versehen, in welche in Querbohrungen
innerhalb der Spannböcke axial unverschieblich gelagerte und an den rückwärtigen
Enden zu ihrer Drehung erfaßbare Antriebsspindeln mit Schräger zahnungen in Evolventenprofil
eingreifen. Diese von den eingangs erwähnten Bohrspannern bekannte Antriebsverbindung
gestattet ein einfaches und sicheres Anziehen der einzelnen Spannklauen, wobei es
zur Erzielung einer einwandfreien Selbstsperrung weiterhin zweckmäßig ist, wenn
die Antriebsspindeln in gleichfalls bekannter Weise mit Konen versehen werden, die
beim Verspannen in konische Teile der Querbohrungen in den Spannböcken reibungsschlüssig
eingreifen. Das rückwärtige Ende einer jeden Antriebsspindel steht vorzugsweise
aus dem Spannbock vor und ist mit einem Mehrkant zum Ansetzen eines Spannschlüssels
versehen.
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Die hinterschnittenen Nuten tn der Grundplatte sind vorzugsweise T-Profilnuten,
in denen mit Gewinde versehene Nutensteine zum Eindrehen von Befestigungsschrauben
oder aber die hammerförmig ausgebildeten Köpfe von Befestlgungsschrauben selbst
verschieblich sind. -Zweckmäßig weist die Grundplatte zwei parallele hinterschnittene
Nuten auf, welche nahe deren Seitenkanten angeordnet sind. Dementsprechend haben
auch die Spannböcke eine Länge, welche den Nutenabstand überbrückt. Um die Spannböcke
auch schrägstellen zu können, besitzen die Spannböcke jedoch eine den Querabstand
der hinterschnittenen Nuten übersteigende Länge und sind an den Enden mit gegeneinandergerichteten
Schlitzen versehen, in welche in den Nuten verankerte
Befestigungsschrauben
eingreifen.
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Zur Anpassung an unterschiedliche Werkstück- bzwO Werkstücktapelhöhea
werden nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung zweckmäßig mehrere
austauschbare Sätze verschieden langer Spannsäulen vorgesehen. Damit auch verhältnismäßig
kurze Stannsäulen verwendet werden können, sind in Boi;#iun des diese vorzugsweise
nnerhalb der Spannböcke aufgenoiiimen, welche im Bewegungsbereich der Spannklauen
radial zur Anlageseite an die Werkstücke hin offen sind, so daß darin die Spannklauen
gleiten können Hierdurch wird gleichzeitig eine zusätzliche Verdrehungsaicherung
der Spannsäulen erhalten.
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Die auf der Grundplatte verstellbaren Spannböcke bilden mit ihren
Anlageseiten einen wirksamen Anschlag für die Werkstücke.
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Dazu kann mindestens ein weiterer, durch ein in einen der Nuten eingreifendes
Befestigungsmittel lösbar an der Grundplatte befestigter zusätzlicher Anschlag vorgesehen
werden, um die Lage der Werkstücke in der Vorrichtung allseitig genau zu bestimmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich nicht nur zum Bohren auf
Bohrmaschinen verwenden, sondern ebenso auf Fräsmaschinen und sonstigen Werkzeugmaschinen
einsetzen, auf denen Werkstücke einzeln oder in Stapeln sicher gespannt sein müssen.
Darüber hinaus läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch auf Drehmaschinen
benutzen, wozu die Grundplatte nach einem besonderen Ausgestaltungsmerkmal auf ihrer
Rückseite eine Ausdrehung für den Eingriff der Innenspannbacken eines Drehbankfutters
oder eines Futterflansches aufweist.
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Die iE:rfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher
erläuter
Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Spannvorrichtung
gemäß der Erfindung mit zwei je vier Spannsäulen enthaltenden Spannböcken, zwischen
denen ein Stapel quadratischer Bleche angeordnet und gespannt ist, Fig. 2 eine Vorrichtung
ähnlich Fig. 1, bei welcher Jeder Spannbock jedoch nur drei Spannsäulen enthält
und die Spannböcke zum Spannen dreieckiger Bleche schräggestellt sind, und Fig.
3 eine Spannvorrichtung mit einem Spannbock mit drei und einem Spannbock mit zwei
Spannsäulen in einer Stellung zum Spannen eines abgewinkelten Werkstücks.
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In den einzelnen Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen
versehen.
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Gemäß der Darstellung in der Zeichnung weist die#erfindungsgemäße
Vorrichtung eine Grundplatte 10 auf, die an ihrer Oberseite nahe der Längskanten
durchgehende qL-?rof:i-lnuten 12, 14 enthält. Auf der Grundplatte 10 sind mittels
in (nicht gezeigte) Nutensteine innerhalb der T-Profilnuten 12, 14 eingedrehter
Befestigungsschrauben 16 zwei langgestreckte Spannböcke 18 befestigt. Die Befestigungsschrauben
16 durchsetzen die Spannböcke 18 in zu deren Stirnenden hin offenen Schlitzen 20,
deren Kleinstabstand gleich dem Querabstand der Nuten 12, 14 ist, während die Länge
der Spannböcke erheblich größer ist. Dadurch können die Spannböcke in Anpassung
an die Form der-zu bearbeitenden Werkstücke 22 quer zu den Nuten 12, 14 (Fig. 1)
oder auch schräg zu diesem (Fig. 2)auf der Grundplatte 10 befestigt werden, wobei
die Innenseiten der Spannböcke 18 Anlageflächen für die Werkstücke bilden. Im Bedarfsfall
kann auch, wie Fig. 3 zeigt, der eine oder andere Spannbock über einem der Schlitze
14,16
parallel hierzu befestigt werden, um beispielsweise zwei im
rechten Winkel verschweißter U-Profilträger zu spannen.
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Jeder Spannbock 18 enthält, auf seine Zwänge zwischen den Schlitzen
20 verteilt, eine Anzahl senkrechter Bohrungen 26, in denen Je eine Spannsäule 28
verschieblich geführt ist, die am oberen Ende eine die Werkstücke übergreifende
Spannklaue 30 trägt. Wie Fig. 3 erkennen läßt, sind die Bohrungen 26 im oberen Bereich
bei 32 zur Anlageseite des Spannbocks 18 hin offen, so daß die Spannklauen 30 bis
in die Spannböcke hinein abgesenkt werden können.
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Jede Spannsäule 28 ist mit einem eigenen Antrieb versehen, der für
alle Spannsäulen identisch ausgebildet ist. Wie in Pig, 1 gestrichelt angedeutet
ist, sind die Spannböcke 18 lotrecht zur Anlagefläche gegen die Werkstücke neben
einer jeden Führungsbohrung 26 von einer Querbohrung 34 durchsetzt, deren rückwärtiger
Teil konisch aufgeweitet ist, In Jeder dieser Bohrungen ist eine entsprechend konisch
abgesetzte Antriebsspindel 36 aufgenommen, die mit einem Sechskant 38 an der Rückseite
des Spannbo ks 18 vorsteht, so daß sie mit einem daran angesetzten Schlüssel oder
dergleichen gedreht werden kann. Weiterhin ist die Antriebsspindel 36 in ihrem zylindrischen
Bereich mit einer (nicht gezeigten) Schrägverzahnung in Form eines Steilgewindes
versehen, das in eine (gleichfalls nicht gezeigte) zahnatangenartige Schrägverzahnung
an der benachbarten Seite der Spannsäule 28 eingreift. Für die Schrägverzahnungen
ist zweckmäßig Evolventenprofil gewählt. Durch ein Drehen der Antriebsspindel 36
wird somit eine Längsverschiebung der zugehörigen Spannsäule 28 erhalten. Die Schrägungarichtung
der Verzahnungen ist so gewählt, daß, wenn sich die Spannklauen 30 auf die Werkstücke
22 bzw. 24 aufsetzen und damit ihrer weiteren Abwärtsbewegung Widerstand entgegengesetzt
wird, die konischen Teile der Antriebsspindeln 36 in die konischen Teile der Bohrungen
34 reibungsschlüssig hineingezogen
werden. Dadurch wird eiee sichere
Selbstsperrung erzielt.
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Fig. 1 zeigt das Spannen eines Stapels quadratischer Bleche 20 zwischen
hierzu parallel und rechtwinklig zu den T-Profilnuten 12, 14 eingestellter Spannböcke
18, wobei ein zusätzlicher Anschlag 40 verwendet ist, der ähnlich wie die Spannböcke
18 mittels einer in einen weiteren Nutenstein innerhalb der T-Profilnut 12 eingedrehten
Befestigungsschraube 42 auf der Grundplatte 10 befestigt ist. Durch längslichen
Querschnitt des Anschlags 40 und länglicher Ausbildung der darin enthaltenen Schraublöcher
44 läßt sich der Anschlag 40 auch quer zur T-Profilnut 12 bzw. 14 begrenzt verstellen.
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Fig. 2 zeigt das Spannen dreieckiger Bleche 22 zwischen schräg zueinander
gerichteten Spannböcken 18, die dadurch von selbst die genaue Lage der Bleche auf
der Grundplatte 10 bestimmen. Desgleichen entfällt beim Spannen der im rechten Winkel
verschweißten U-Profilträger 24 nach Fig. 3 die Notwendigkeit eines besonderen Anschlags.
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Da die Bewegungsstrecke einer Jeden Spannsäule 28 durch den Abstand
zwischen der Grundplatte 10 und der Bohrung 34 für die Antriebsspindel 36 bestimmt
ist, können austauschbare Sätze unterschiedlich langer Spannsäulen vorgesehen sein,
um beliebig hohe Werkstücke bzw. Werkstückpakete spannen zu können. Durch Drehen
der Antriebsspindeln entgegen der Spannrichtung kommen die Spannsäulen von selbst
außer Eingriff mit den Antriebsspindeln und können nach oben herausgezogen werden.
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Wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist, ist die Grundplatte 10 auf
ihrer Unterseite mit einer zylindrischen Ausdrehung 50 versehen, mit welcher sie
auf die Innenbacken eines Drehbankfutters oder eines Futterflansches aufgespannt
werden kann. Dadurch läßt sich die Spannvorrichtung auch für Drehmaschinen verwenden,
was insbesondere dann von
Vorteil ist, wenn die auf zuspannenden
Werkstücke aufgrund ihrer Form nicht unmittelbar im Drehbankfutter gespannt werden
können.
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Es leuchtet ein9 daß die verhältnismäßig große Grundplatte der beschriebenen
Vorrichtung nicht nur eine sichere Auf lage auf dem Tisch einer Bohrmaschine bildet,
sondern unter dem Druck des Bohrers auch einen ausreichenden Reibungs schluß gegenüber
dem Bohrmascninentisch erhält, um ein Mitdrehen zu verhindern0 Dadurch wird sich
in den meisten Fällen eine Verspannung der Grundplatte gegen den Bohrmaschinentisch
erübrigt Patentansprüche /