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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auf-
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spannen eines Werkstückes auf einen Spanntisch, mit hydraulischer
Betätigung.
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Soll ein Werkstück an unzugänglicher Stelle auf einen Spanntisch
aufgespannt werden, ist es nicht immer möglich, mit Werkzeugen das Aufspannen des
Werkstückes vorzunehmen. In solchen Fällen wurden bereits hydraulisch betätigte
Spannelemente eingesetzt. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie während
der gesamten Spannzeit mit einer den Druck für das hydraulische Medium erzeugenden
Pumpe oder einem entsprechenden Speicher verbunden bleiben müssen. Hierzu muß der
Spanndruck während der gesamten Bearbeitung des betreffenden Werkstackes überwacht
werden, da bei einem Fehler im Hydrauliksystem eine erste Gefährdung der Bedienungsperson
an der betreffenden Werkzeugmaschine eintreten könnte. Daneben wären auch Werkzeugbeschädigungen
sowie Beschädigungen am Werkstück und an der Maschine möglich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Aufspannen eines Werkstückes zu schaffen, die sich für den Einsatz an unzugänglichen
Stellen eignet, cinf;lcll und robust aufgebaut ist und betriebssicher arbeitet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches
aufgeführten Merkmale gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Bekannten die
Vorteile auf, daß sie mit relativ geringem Aufwand auskommt. So ist beispielsweise
nur eine einzige Hydraulikleitung für die Zuführung des Druckmediums erforderlich,
auf separate Ventile zum Ein- und Ausschalten verschiedener Servo-Elemene kann verzichtet
werden. Da das Aufspannen eines T5erlstückes mittels in der Vorrichtung vorhandener
Federn llnat ingiy von einem extern zu erzeugenden Hydraulikdruckes erfolgt, kann
die Vorrichtung auch aus diesem Grunde sehr betriebssicher betrieben werden.
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Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausfdhrungsbeispiel(#.# mittels Zeichnungen
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemaße Vorrichtung
mit einem auf einen Spanntisch aufgespannten Werkstück; Fig. 2 eine Draufsicht auf
die Vorrichtung gen Figur 1, teilweise im Schnitt; Fig. 3 eine Frontansicht derselben
Vorrichtung;
Fig. 4 ein Weg-Druck-Diagramm, aus dem der Vorgang
des Zusammendrückens von zwei, zu der Vorrichtung gehörenden Federpaketen in Abhängigkeit
von dem zugeführten Hydraulikdruck hervorgeht.
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Ein Werkstück 1 (Fig. 1) soll auf einem Spanntisch 2 festgespannt
werden. Hierzu dient ein Spanneisen 3, das einen Druck in Richtung eines Pfeiles
38 auf das Werkstück 1 ausüben muß. Das Spanneisen 3 ist mittels eines länglichen
Schlitzes 8 (Figur 2) auf einem Bolzen 13 längsverschiebbar gelagert. Der Lagerung
des Spanneisens 3 dient ferner ein Lagerstück 14, auf dem das Spanneisen 3 aufliegt,
und eine Kegelpfanne 10, in der eine Kugel scheibe 11 gelagert ist. Letztere begrenzt
mittels einer Mutter 12 die Auslenkung des Spanneisens 3 nach oben.
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Das Lagerstück 14 ist mit einer schneidenförmigen Auflage 39 (Fig.
1) versehen, wodurch das Spanneisen 3 in Richtung eines Pfeiles 16 sowie in entgegengesetzter
Richtung wippende Bewegungen ausführen kann.
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An dem dem Werkstück 1 abgekehrten Ende.des Spanneisens 3 ist in
dieses eine T-Nute 9 eingelassen, in die ein Druckbolzen 13 eingreift. Die T-Nute
9 gestattet die Gewährleistung der Verbindung zwischen dem Druckbolzen 18 und dem
Spanneisen 3, selbst wenn dieses in Richtung eines Pfeiles 15 oder entgegen dieser
Richtung verschoben wird.
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An dem Ende des Druckbolzens 18, das dem Spanneisen 3 abgekehrt ist,
ist an dem Druckbolzen ein Kolben 23 fest aflqöbracht. Dieser liegt an einem vorzugsweise
aus Tellerfc(1(rn bestehenden Federpaket 21 an und drückt dieses Federpaket 21 zusammen,
sobald der Druck in einem Druckraum 40 des Kolbens 23 ansteigt. Hierbei bewegt sich
der Kolben 23 in Richtung eines Pfeiles 30.
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Ein anderer Kolben 22 liegt an einem anderen Federpaket 20 (Fig.
1) an und drückt dieses Federpaket 20 zusammen, sobald der Druck in einem Druckraum
41 ansteigt. Der Kolben 22 bewegt sich hierbei in Richtung eines Pfeiles 31.
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Der Kolben 22 geht in einen Ansatz 32 über, der mit einer Zahnstangenverzahnung
versehen ist, in die die Verzahnung eines Ritzels 27 eingreift. An diesem sind zwei
Gabeln 4, 5 starr angebracht, die beim Verdrehen des Ritzels 27 verschwenken.
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In die Gabelenden der beiden Gabeln 4, 5 greifen an dem Spanneisen
3 fest angebrachte Bolzen 6, 7 ein.
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Die beiden Druckräume 40 und 41 für die beiden Kolben 22, 23 stehen
durch eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) innere Verbindung der Vorrichtung
druckmäßig miteinander in Verbindunq.
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Ein hydraulisches Medium zur Betätigung der Vorrichtung wird über
eine Schwenkverschraubung 37 (Fig. 2) der Vorrichtung zugeführt. Somit genügt ein
einziger Hydrauli];ans Illufs
zur Betätigung der Vorrichtung.
Die Zuführung des Druckmediums zu dem Druckraum 40 des Kolbens 23 erfolgt von der
Schwenkverschraubung 37 aus über ein Rückschlagventil 42, das in Figur 2 symbolisch
angedeutet ist. Die Zuführung des Druckmediums zu dem Druckraum 41 des Kolbens 22
erfolgt über eine Drosselstelle 44, die in Fig. 1 symbolisch dargestellt ist. Die
Herabsetzung des Druckes erfolgt durch das zurücklaufende Hydraulikmedium, das von
dem Druckraum 40 (Fig. 1) über eine in Fig. 2 symbolisch dargestellte Drosselstelle
43 und die Schwenkverschraubung 37 zu einem (in der Zeichnung nicht dargestellten)
Behälter zurückfließt. Die Herabsetzung des Hydraulikdruckes im Druckraum 41 des
Kolbens 22 erfolgt über die in Fig. 1 symbolisch dargestellte Drosselstelle 44,
von der aus das Hydraulikmedium über eine (in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte)
innere Verbindung der Vorrichtung zu der Schwenkverschraubung 37 abfließt.
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Uas in Fiy. 1 auf den Spanntisch 2 aufgespannte Werkstück 1 wird
dadurch gehalten, daß das erste Federpaket 20 den Kolben 22 entgegen der Richtung
des Pfeiles 31 hält, wodurch über das Ritzel 27 und die beiden Gabeln 4, 5 das Spanneisen
3 in seiner in Fig. 1 nach links verschobenen Lage gehalten wird.
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Damit ist jedoch nur die Lage des Spanneisens über dem Werkstück 1
gewährleistet. Das Aufspannen des Werkstückes 1 auf dem Spanntiscli 2 bewirkt das
zweite Federpaket 21, das bei
fehlendem Hydraulikdruck im Druckraum
40 entspannt ist und somit den Druckbolzen 18 in seiner aus Fig. 1 ersichtlichen
Lage hält.
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Soll das Werkstück 1 gelöst werden, dann muß der Druck des über die
Schwenkverschraubung 37 (Fig. 2) zuj#ßüIirL##n Druckmediums erhöht werden. Bei einem
Ausführungsbeispiel begann das Zusammendrücken des zweiten Federpaketes 21 bei 37
bar, bei 71 bar war das Federpaket 21 nach einem Weg von 11 mm vollständig zusammengedrückt.
Das Spanneisen 3 wurde hierdurch in Richtung des Pfeiles 1.6 maximal verscllwenkt:.
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Bei weiterem Druckanstieg in dem Druckraum 40 des Nolbens 23 und
damit in dem Druckraum 41 des Kolbens 22 begann bei 100 bar das Zusammendrücken
des ersten Federpaketes 20, bei 192 bar war bei dem Ausführungsbeispiel dieses Federpaket
20 nach einem Weg von 4,7 mm vollständig zusammengedrdckt.
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Der Kolben 22 hatte sich hier bei in Richtung des Pfeiles 31 bewegt,
über seine Außenverzahnung hat er eine Verdrehung des Ritzels 27 und damit eine
Verschwenkung der beiden Gabeln 4 und 5 bewirkt. Hierdurch wurde das Spanneisen
3 in Richtung des Pfeiles 15 verschoben und damit vollständig aus dem Bereich des
Werkstückes 1 geschoben. Nun kann das Werkstück 1 von dem Spanntisch 2 abgenommen
werden.
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Das in Fig. 4 dargestellte Weg-Druck-Diagramm verdeutlicht die zurückgelegten
Wege des Kolbens 23 sowie des Kolbens 22 in Abhängigkeit von dem steigenden Druck
des Hydraulikmediums. Die Kurve 28 zeigt den zurückgelegten Weg des Kolbens 23.
Bei einem Druck von 71 bar war die Bewegung des Kolbens 23 beendet, die Bewegung
des Kolbens 22 begann aber erst bei einem Druck von 100 bar und reichte bis zu einem
Druck von 192 bar.
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Zum Aufspannen eines anderen Werkstückes auf den Spanntisch 2 läuft
der umgekehrte Vorgang ab. Der Druck wird über die Schwenkverschraubung 37 (Fig.
2) von der Vorrichtung genommen. Hierdurch fällt der Druck über die Drosseln 44
(Fig. 1) sowie 43 (Fig. 2) langsam ab. Das Federpaket 20 drückt den Kolben 22 in
seine in Figur 1 dargestellte Ausgangslage zurück.
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Hierdurch wird das Spanneisen 3 in Richtung auf das Werkstück geschoben.
Bei weiter abfallendem Hydraulikdruck - und zwar bei 71 bar - wird der Kolben 23
von dem Federpaket 21 in Richtung auf seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage
bewegt.
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Hierdurch wird das Spanneisen 3 entgegen der Richtung des Pfeiles
16 auf das Werkstück zu verschwenkt, bis eine am Spanneisen 3 vorgesehene Auflage
19 am Werkstück auftrifft und dieses gegen den Spanntisch 2 drückt. Die Auflage
19 kann bei Endlage des angedrückten Spanneisens 3 ein Niveau 24, 25 oder 26 (Fig.
1) einnehmen, das erreichte Niveau richtet sich nach den Abmessungen des Werkstückes.
Das Werkstück ist nun, insbesondere durch das Federpaket 21, fest auf den Spanntisch
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aufgespannt, wozu keinerlei hydraulischer Druck rnchr notwendig
ist. Da die Vorrichtung mit ihrem Gehäuse 17 iber Bohrungen 33, 34, 35, 36 auf einer
mit dem Spanntisch 2 verbundenen Unterlage festgeschraubt ist, ist eine betriebssichere
Befestigung des Werkstückes auf dem Spanntisch 2 gewährleistet.
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