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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Führungsnuten
in Führungsrichtung des Schiebers zu mehreren hintereinander liegen und die Führungsaufnahme
sich unter allen Führungsnuten erstreckt, und daß die Spannbacken durch Schrägverzahnungen
mit dem Schieber im Eingriff stehen, wozu die Führungsnuten die Führungsaufnahme
oberseitig in einer Höhe durchdringen, die gleich der Eingriffstiefe der
Schrägverzahnung
ist.
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Aus der DE-AS 23 55 913 ist eine Mehrfachspanneinrichtung zum Festspannen
langgestreckter Werkzeuge, Werkstücke oder dergl. an Spannstellen in Werkzeugmaschinen
bekannt, bei der eine den Spannstellen gemeinsame, axial bewegliche Betätigungsstange
über selbsthemmende Schrägflächengetriebe, die jeder Spannstelle zugeordnet sind,
auf Spannorgane einwirkt, und bei der jeweils im Kraftfluß zwischen Betätigungsstange
und Spannorgan Druckfedern eingeschaltet sind.
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Die selbsthemmenden Schrägflächengetriebe sind von auf der Betätigungsstange
axial beweglich gelagerten Keilflächenkörpern gebildet und die Druckfedern sind
im Kraftfluß zwischen der Betätigungsstange und den Keilflächenkörpern angeordnet.
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Die maximale Spannkraft an jeder Spannstelle ist daher durch die
Kraft der Druckfedern begrenzt, so daß zwar ein Ausgleich der Spannkräfte an den
einzelnen Spannorganen erfolgt, insgesamt aber nur eine elastisch nachgiebige und
weiche Einspannung möglich ist. Darüber hinaus ist auch hier die hohe Bauform und
die Unmöglichkeit einer Schnellverstellung oder eines Auswechselns der Spannbacken
nachteilig.
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Schließlich ist es bei Spannfuttern-für Drehmaschinen bekannt, zur
Betätigung der Spannbacken im Futterkörper geführte Keilstangen vorzusehen, die
mit den Spannbacken über Schrägverzahnungen im Eingriff stehen und daher sowohl
Innen- als auch Außenspannung eines Werkstückes ermöglichen.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß auch mehr als zwei Spannbacken
durch den selben Bewegungshub des Schiebers betätigt und diese Spannbacken an beliebiger
Stelle in die Führungsnuten eingesetzt werden können, so daß die für ein Werkstück
benötigten Spannstellen nach Anzahl und Lage weitgehend frei gewählt und daher die
verschiedensten Spannaufgaben leicht gelöst werden können. Dabei sind die Spannbacken
zum &pannen in ihren beiden Verstellrichtungen gleichermaßen geeignet, weil
ihre Verstellung durch den Schieber in beiden Verstellrichtungen erfolgen kann.
Der erfindungsgemäße Spannstock ist daher sehr variabel einsetzbar, beispielsweise
für wahlweise Außen- oder Innenspannung rechteckiger oder runder, normaler oder
übergroßer Werkstücke. Auch können die Spannbacken in ihren Führungsnuten vom Schieber
unbehindert voreingestellt und schnell und einfach ausgewechselt werden. Durch den
unmittelbaren gegenseitigeri Eingriff des Schiebers und der Spannbacken über die
Schrägverzahnungen ergibt sich eine sehr niedrige Bauform, wodurch ein entsprechend
hoher Freiraum für das Werkstück zur Verfügung steht Da der Schieber in der Führungsaufnahme
über eine erhebliche Länge geführt ist, ergibt sich eine hohe Führungsgenauigkeit
und für die Spannbacken eine entsprechend hohe Spann- und-Wiederholgenauigkeit.
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In den Führungsnuten kann nur auf einer Seite des Schiebers eine
Spannbacke oder beidseits des Schiebers ein Paar gegenläufiger Spannbacken vorgesehen
sein, wobei im letzteren Fall die Verzahnung am Schieber für die beiden Spannbacken
spiegelsymmetrisch zur Schiebermitte ausgebildet ist und so ohne weiteres ein zentrisches
Spannen der beiden gegenläufigen Spannbacken erreicht wird. Im übrigen kann für
mindestens eine Spannbacke im Schieber ein federbelasteter Raststift vorgesehen
sein, der in die Zahnlücken der Schrägverzahnung an der Spannbacke einrastet und
diejenigen Stellungen der Spannbacke in der Führungsnut festlegt, in der die Schrägverzahnung
zwischen Spannbacke und
Schieber ohne weiteres zum Eingriff kommen kann, wenn die
Spannbacke vorübergehend außer Eingriff mit dem Schieber gestanden hat, sei es zur
Grobverstellung der Spannweite zwischen den Spannbacken oder nach einem Spannbackenwechsel.
Eine solche Grobverstellung bzw. ein solcher Spannbackenwechsel wird in weiterer
Ausbildung der Erfindung am einfachsten dadurch möglich, daß der Schieber außer
über einen Spannhub, in dem die Schrägverzahnung am Schieber und an den Spannbacken
im Eingriff steht, noch über einen an den Spannhub anschließenden Kupplungshub verstellbar
ist durch den die Schrägverzahnung außer Eingriff gebracht werden kann, so daß die
Spannbacken in ihren Führungsnuten frei verschiebbar und austauschbar sind: Um zu
verhindern, daß sich der Eingriff zwischen den Spannbacken und dem Schieber unbeabsichtigt
löst, kann ein Verriegelungsglied vorgesehen sein, das in der Verriegelungsstellung
die Bewegung des Schiebers auf den Spannhub begrenzt und den Kupplungshub blokkiert,
in der Entriegelungsstellung dagegen auch den Kupplungshub freigibt. Zweckmäßig-
ist das Verriegelungsglied ein im Spannstockkörper axial unverschiebbar und um eine
zur Führungsrichtung des Schiebers parallele wachse drehbar gelagerter Verriegelungsbolzen,
der von außen zwischen der Verriegelungs- und Entriegelungsstellung verdrehbar ist
und einen in die Führungsaufnahme für den Schieber vorstehenden Verriegelungskopf
aufweist,. der einen zur Drehachse exzentrischen Anschlag trägt, der in der Entriegelungsstellung
in eine den Anschlag aufnehmende Aussparung im Schieber taucht, wobei die Eintauchtiefe
der Länge des Kupplungshubes entspricht Im übrigen kann das Verriegelungsglied durch
ein federbelastetes Rastglied in der Verriegelungs- und in der Entriegelungsstellung
gehalten sein.
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Die sich im Durchdringungsbereich der Führungsnuten mit der Führungsaufnahme
ergebenden Fenster sind zweckmäßig durch Deckel verschlossen, die verhindern, daß
bei der Werkstückbearbeitung anfallender Schmutz, Späne und dergl. in die Führungsaufnahme,
die Führungsnuten oder zwischen die Schrägverzahnung von Schieber und Spann backen
gelangen können.
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Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt F i g. 1 einen Spannstock nach der
Erfindung in einem Längsschnitt, Fig. 2 eine Draufsicht, teils im Schnitt, auf den
Gegenstand der Fi g. 1, F i g. 3 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach F i g.
1 in- Richtung des in F i g. 1 eingetragenen Pfeiles III, F i g. 4 in den Teilfiguren
a und b eine Seitenansicht bzw. Draufsicht der Spanneinrichtung nach der Erfindung
zur Einspannung eines übergroßen, quaderförmigen Werkstücks gegen eine feste Anlage,
Fig. 5 in den Teilfiguren a und b die Seitenansicht bzw. Draufsicht des erfindungsgemäßen
Spannstockes in der Anwendung zum Einspannen eines übergroßen, runden Werkstückes,
F i g. 6 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Spannstocks in der Anwendung für
die Einspannung eines übergroßen, plattenförmigen Werkstückes, F i g. 7 eine Draufsicht
auf zwei Spannstöcke nach der Erfindung im Anwendungsfall der Einspannung eines
schmalen, überlangen Werkstückes, F i g. 8 eine Draufsicht auf zwei Spantistöcke
nach der Erfindung im Fall der Anwendung zum Spannen einesüberbreiten
Werkstückes,
F i g. 9 ein im Prinzip der F i g. 8 sinngemäß entsprechender weiterer Fall der
Einspannung eines überbreiten Werkstückes.
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Der in der Zeichnung dargestellte Spannstock besitzt einen allgemein
mit 1 bezeichneten, auf einem nicht dargestellten Maschinentisch in geeigneter Weise
zu befestigenden Spannstockkörper, in dem mit 2 bezeichnete Spannbacken verschiebbar
geführt sind. Für die Verstellung der Spannbacken 2 ist ein hand- oder kraftbetätigter
Schieber 3 vorgesehen, der im wesentlichen quer zu den Spannbacken 2 im Spannstockkörper
1 geführt ist und über Getriebeeinrichtungen in Form einer Schrägverzahnung 4 an
den Spannbacken 2 angreift.
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Die Spannbacken 2 laufen in zwei in Führungsrichtung des Schiebers
3 hintereinander liegenden Führungsnuten 5 des Spannstockkörpers 1 Für den Schieber
3 ist eine im Spannstockkörper 1 unter den Führungsnuten 5 liegende und sich unter
allen Führungsnuten 5 erstrekkende Führungsaufnahme 6 vorgesehen. Der Schieber 3
betätigt gemeinsam alle Spannbacken 2 und erstreckt sich dazu in seiner Führungsrichtung
einstückig unter allen Führungsnuten 5 hinweg. Er ist als Flachschieber mit in Führungsrichtung
der Führungsnuten 5 liegender Breitenerstreckung ausgebildet und an seinen beiden
Längsseiten 3.1 an den ihnen gegenüber liegenden, zur Führungsrichtung der Spannbacken
2 im wesentlichen senkrechten Längswänden 6.1 der Führungsaufnahme 6 sehr genau
geführt wozu im Ausführungsbeispiel Kunststoffeinlagen 3.2 dienen, welche die Schieberführung
in Richtung der Spannbackenführung praktisch spielfrei gestalten, so daß sich eine
sehr hohe Spanngenauigkeit uid Wiederholgenauigkeit ergibt. Die Spannbacken 2 erstrecken-
sich in den Führungsnuten 5 bis über den Schieber 3 und stehen im Überlappungsbereich
durch die Schrägverzahnung 4 (Zähne 4.1 am Schieber 3, Zähne 4.2 an den Spannbacken
2) mit dem Schieber 3 im Eingriff.
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Dazu durchdringen die Führungsnuten 5 die Führungsaufnahme 6 von
der Oberseite her in einer Höhe, die gleich der Eingriffstiefe der Schrägverzahnung
4 ist.
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Diese Schrägverzahnung 4 erstreckt sich auf der Unterseite der Spannbackenfüße
2.1 über die gesamte, in Verstellrichtung der Spannbacken 2 gesehene Spannbakkenlänge.
Der Schieber 3 ist im übrigen an seiner Unterseite am Boden 6.2 der Führungsaufnahme
6 geführt und von diesem Boden abgestützt. Die Führungsnuten 5 für die Spannbacken
2 und der in die Führungsnuten 5 greifende Spannbackenfuß 2.1 besitzen im Profil
Doppel-T-Form, wie insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich ist, wodurch die Spannbacken
2 auch in in F i g. 1 senkrechter Richtung starr geführt sind.
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Im Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 3 ist in beiden Führungsnuten
5 ein Paar gegenläufiger Spannbacken 2 vorgesehen. Die Schrägverzahnungen 4 sind
am Schieber 3 spiegelsymmetrisch zur Schiebermitte 3.3 ausgebildet, so daß die jeweils
in derselben Führungsnut 5 laufenden Spannbacken 2 zentrisch zur Schiebermitte 3.3
spannen. Der Winkel der Schrägverzahnung 4 ist im übrigen so gewählt, daß sich eine
hohe Spannkraft bei gleichzeitiger Selbsthemmung ergibt. Wird in F i g. 1 der Schieber
3 nach links verstellt, laufen die Spannbacken 2 nach außen.
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Der Schieber 3 ist außer über einen Spannhub, in dem die Schrägverzahnung
4 am Schieber 3 und an den Spannbacken 2 im Eingriff steht, über einen an den Spannhub
anschließenden Kupplungshub soweit verstellbar, daß die Zähne 4.1 am Schieber 3
außer Eingriff
mit den Zähnen 4.2 an den Spannbacken 2 gebracht werden können und
dadurch die Spannbacken 2 in ihren Führungsnuten 5 frei verschiebbar und austauschbar
werden. Ein Verriegelungsglied 7 verhindert die unbeabsichtigte Ausführung des Kupplungshubes
Dazu ist im Ausführungsbeispiel das Verriegelungsglied 7 ein im Spannkörper 1 axial
unverschiebbar und um eine zur Führungsrichtung des Schiebers 3 parallele Achse
7.1 drehbar gelagerter Verriegelungsbolzen 7.2, der von außen mittels eines Handhebels
7.3 zwischen der ausgezogen dargestellten Verriegelungsstellung und der bei 7.4
gestrichelt angedeuteten Entriegelungsstellung verdrehbar ist. Er besitzt einen
in die Führungsaufnahme 6 für den Schieber 3 vorstehenden Verriegelungskopf 7.5,
der einen zur Drehachse 7.1 exzentrischen Anschlag 7.6 trägt, welcher in der Entriegelungsstellung
in eine den Anschlag aufnehmende Aussparung 3.4 im Schieber 3 taucht, wobei die
Eintauchtiefe der Länge des Kupplungshubes entspricht. In der Verriegelungsstellung
dagegen stößt die Stirnseite des Schiebers 3 schon an den Anschlag 7.6 an, wenn
sich die Schrägverzahnung 4 an Spannbacken 2 und Schieber 3 noch im Eingriff befindet.
Für jede Spannbacke 2 ist im übrigen im Schieber 3 ein federbelasteter Raststift
8 vorgesehen, der in die Zahnlücken der Verzahnung 4.2 an der Spannbacke 2 einrastet
und letztere in denjenigen Stelltingen hält. in welchen die Verzahnung 4.1, 4.2
ohne weiteres miteinander in Eingriff treten können. Auch das Verriegelungsglied
7 kann durch ein federbelastetes Rastglied 7.7 in der Verriegelungsstellung bzw.
iti der Entriegelungsstellung gehalten sein.
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Der Spannstockkörper 1 besteht aus einer Sockelplatte 1.1 und aus
einer Oberplatte 1.2, die mittels Schrauben 9 und Stiften 10 miteinander verspannt
sind.
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In die Oberplatte 1.2 sind die Schieberaufnahme 6 als an der Unterseite
offene Nut und von der Oberseite her die dort offenen Führungsnuten 5 für die Spannbacken
2 eingearbeitet. Im Durchdringungsbereich der Führungsnuten 5 mit der Schieberaufnahme
6 ergibt sich je ein Fenster, das durch einen aufgeschraubten Deckel 11 verschlossen
ist.
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Die Schieberaufnahme 6 ist im Ausführungsbeispiel stirnseitig durch
eine das Verriegelungsglied 7 lagernde Endplatte 1.3 einerseits und durch einen
Spindelkopf 1.4 andererseits abgeschlossen. Im Spindelkopf t.4 ist eine zur Betätigung
des Schiebers 3 dienende Spindel 12 drehbar, jedoch mittels des Querstiftes 13 axial
unverschiebbar gelagert. Die Spindel 12 greift in eine Spindelmutter 14, die mit
Vorsprüngen 14.1 in Hinterschneidungen 15 des Schiebers 3 greift und dadurch in
Führungsrichtung des Schiebers 3 mit diesem zug- und druckfest verbunden ist. Das
aus dem Spindelkopf 1.4 vorstehende Spindelende 12.1 ist mit Schlüsselflächen zum
Ansetzen einer nicht dargestellten Spindelkurbel versehen. -Jedoch kann selbstverständlich
anstelle der Spindel 12 auch eine andere Betätigungsvorrichtung für den Schieber
3 vorgesehen werden. So ist ohne weiteres eine mechanisch-hydraulische Schieberverstellung
möglich, wobei die Spannbacken 2, beispielsweise mit einer Spindel 12 in bereits
beschriebener Weise, lediglich mechanisch voreingestellt, der eigentliche Spannvorgang
aber dann hydraulisch durchgeführt wird. Verstell- und Spannbewegung der Spannbacken
2 können auch nur hydraulisch mittels eines Hydraulik-Motors oder über einen Zylinder
mit Endlagendämpfung erfolgen, was -da an sich bekannt, - keiner weiteren Beschreibung
bedarf. -Unabhängig vom Antrieb des Schiebers 3 im einzelnen
muß
aber dessen Verstellung über sowohl den Spannhub wie den Kupplungshub gewährleistet
sein.
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Wird dann das Verriegelungsglied 7 in die Entriegelungsstellung gedreht
und der Schieber 3 soweit in F i g. 1 nach links geschoben, daß der Anschlag 7.6
voll in die Aussparung 3.4 eintaucht, also die Verzahnung 4 außer Eingriff gekommen
ist, können die Spannbacken 2 aus ihren Führungsnuten 5 herausgezogen und ausgewechselt,
bzw. in den Führungsnuten 5 lediglich versetzt werden, wenn nur die. Spannstellung
verändert werden soll. Wird dann der Schieber 3 wieder in F i g. 1 nach rechts gefahren,
gelangt die Schrägverzahnung 4 wieder in Eingriff, weil die Spannbacken 2 in der
dazu erfordert lichen Stellung durch das Rastglied 8 gehalten werden.
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Das Verriegelungsglied 7 ist anschließend wieder in die Verriegelungsstellung
zu verdrehen, damit der Kupplungshub nicht unbeabsichtigt ausgeführt werden kann.
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Durch den Vorgang des Backenwechsels wird die Spanngenauigkeit nicht
beeinträchtigt.
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In F i g. 4 dient ein einzelner Spannstock 1 mit jeweils nur einer
in die Führungsnuten 5 eingesetzten Spannbacke 2 zum Einspannen eines übergroßen,
quaderförmigen Werkstückes 16.1 gegen entweder ein feststehendes Widerlager 17,
oder gegen einen das Widerlager 17 ersetzenden zweiten Spannstock, der in der F
i g. 4 allerdings nicht dargestellt ist Die beiden Spann backen 2 sind durch eine
Aufsatzbacke 18.1 miteinander verbunden, wozu die Spannbacken 2 mit in den F i g.
1 bis 3 erkennbaren, mit 2.2 bzw. 2.3, 2.4 bezeichneten Spannschrauben und Spannuten
bzw. Spannvorsprungen versehen sind. In Führungsrichtung des Schiebers 3 können
mehrere Spannstöcke hintereinander angeordnet werden, wie es in F i g. 4b bei 19
strichpunktiert angedeutet ist.
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Die F i g. 5a und b zeigen den Fall der Einspannung eines übergroßen
runden Werkstückes 16.2 zwischen zwei Spannstöcken nach Art der F i g. 1 bis 3.
Auch hier läuft in jeder Führungsnut 5 beider Spannstöcke jeweils nur eine Spannbacke
2, wobei aber die beiden Spannbacken 2 jedes Spannstocks wiederum durch eine Sonderaufsatzbacke
18.2 verbunden sind, die, wie die F i g. 5b in Draufsicht erkennen läßt, der Kontur
des Werkstückes 16.2 angepaßt ist.
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F i g. 6 zeigt den Fall der Einspannung eines übergroßen plattenförmigen
Werkstückes 16.3 zwischen einem Spannstock nach der Erfindung und einem festen Widerlager
17, das aber wiederum auch durch einen zwei ten, allerdings nicht dargestellten
Spannstock ersetzt werden kann. Mit 20 ist eine Werkstückauflage bezeichnet. Auch
hier läuft in den Führungsnuten 5 des Spannstockes jeweils nur eine Spannbacke 2
und beide Spannbacken 2 des Spannstockes sind wiederum durch eine Sonderaufsatzbacke
t8.3 verbunden. Während in den Fällen der F i g. 4 und 5 die Spannbewegung der Spannbacken
2 auswärts gerichtet ist, ist sie im Fall-der F i g. 6-einwärts gerichtet.
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Fig. 7 zeigt die Einspannung eines schmalen überlangen Werkstückes
16.4 mit Hilfe von zwei Spannstöcken jeweils im Bereich der beiden Werkstückenden,
wobei das Werkstück 16.4 zentrisch zwischen den Spannbakken gespannt ist, die paarweise
und gegenläufig in jeder Führungsnut 5 der Spannstöcke vorgesehen und von Nut zu
Nut 5 durch geeignete Sonderaufsatzbacken 18.4 verbunden sind. Die F i g. 8 und
9 zeigen- entsprechende Fälle der Einspannung überbreiter Werkstücke 16.5, 16.6,
wobei im Fall der F i g. 8 die Spannbacken 2 beider Spannstöcke auswärts, im Fall
der F i g. 9 einwärts spannen. Auch hier sind die Spannbacken 2 zwi-
schen den Führungsnuten
5 durch Sonderaufsatzbacken 18.5 verbunden.
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