DE3538972C1 - Spannvorrichtung für insbes. spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke - Google Patents

Spannvorrichtung für insbes. spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke

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DE3538972C1
DE3538972C1 DE19853538972 DE3538972A DE3538972C1 DE 3538972 C1 DE3538972 C1 DE 3538972C1 DE 19853538972 DE19853538972 DE 19853538972 DE 3538972 A DE3538972 A DE 3538972A DE 3538972 C1 DE3538972 C1 DE 3538972C1
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clamping
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Günter 3548 Arolsen Meywald
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00Vices
    • B25B1/24Details, e.g. jaws of special shape, slideways
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    • B25B1/2489Slideways

Description

  • Die erreichbare Spannkraft resultiert aus der Art des Kraftantriebs und den gegebenen geometrischen Bedingungen. In einfachster Form kann eine ein Rechts-/Links-Gewinde aufweisende Spindel oder eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein. Bei Verwendung einer Spindel wird die Kraftübersetzung im wesentlichen durch die Steigung des Gewindes in Verbindung mit den verschiedenen Hebelarmen an den Klemmbacken und den Spannbacken festgelegt.
  • Bei der bekannten Spannvorrichtung werden die Spannbacken im Sinne einer translatorischen Bewegung am Grundkörper geführt und auch in der Spannstellung blockiert. Da die Spannbacken notwendigerweise mit Spiel am Grundkörper geführt sind, weil sie ja beweglich gegenüber diesem sein müssen, haben diese Spannbacken immer die Tendenz, geringfügig keilförmig auseinanderzuklaffen, also in tieferen Bereichen des Klemmspaltes zwischen den Klemmbacken am Werkstück etwas fester zu spannen, als im Bereich der oberen Begrenzungskante der Spannbacken. Bei anderen Spannvorrichtungen, beispielsweise normalen Schraubstöcken, ist dieses zwangsweise Abheben der Spannbacken von der Auflagefläche unter dem Spanndruck seit jeher bekannt.
  • Dieser Nachteil kann auch durch Niederzugbacken nicht korrigiert werden. Je stärker der Spanndruck wird, umso mehr hebt sich die Spannbacke ab, umso mehr öffnet sich der Winkel zwischen den beiden Spannflächen.
  • Selbst eine exakt am Grundkörper geführte Spannbacke muß ein Mindestspiel haben, um sich leicht bewegen zu lassen. Auch unter dem Spanndruck ändert sich daran nichts. Dieses Mindestspiel ist aber dafür verantwortlich, daß sich ein sich geringfügig nach oben öffnender Winkel zwischen den beiden Spannflächen in der Spannstellung ergibt. Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken, werden Präzisionsschraubstöcke mit aufwendigen Führungen gebaut, die für sehr hohe Spanndrücke ausgestattet sind und bei denen sehr viel Masse eingesetzt wird, die jedoch in keinem Verhältnis zu den Spannwegen steht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß die Spannbacken in der Spannstellung eine geringfügige Kippbewegung auf das Werkstück zu ausführen, so daß einerseits verstärkt an der oberen Kante der Spannbacken gespannt wird und andererseits ein Niedergang entsteht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Spannbacken mit einem T-förmigen Fuß in einer T-förmigen Nut im Grundkörper geführt sind, daß die Spannbacken durch einen randoffenen, auf der dem Werkstück abgekehrten Seite beginnenden Abschnitt oder eine entsprechende, etwa liegend U-förmigen Querschnittsgestaltung mit den so gebildeten Schenkeln elastisch verformbar ausgebildet sind, daß den Spannbacken über den Kraftantrieb beaufschlagte Spreizkeile zum Angriff an den Schenkeln der Spannbacken zugeordnet sind und daß am T-förmigen Fuß jedes Spannbackens ein Kippunkt für eine Kippbewegung des Spannbackens in der Spannstellung vorgesehen ist. Die Ausbildung eines T-förmigen Fußes und einer T-förmigen Nut im Grundkörper ist an sich nichts Besonderes, jedoch hier Voraussetzung für die Realisierung des Kippunkts. Die Spannbacken müssen mit Hilfe des Fußes an einem translatorischen Abheben nach oben gesichert sein, andererseits muß aber die Kippbewegung der Spannbacken in der Spannstellung mit Hilfe des Kippunkts möglich sein.
  • Der Spann backen wird durch einen etwa waagerecht geführten Anschnitt, eine Ausnehmung o. dgl. gleichsam in zwei Schenkel unterteilt, wobei die freien Schenkelenden der Kontaktfläche zum zuspannenden Werkstück abgekehrt angeordnet sind. Durch Verwendung eines Spreizkeils zwischen den beiden Schenkeln wird bei entsprechender Kraftaufbringung einerseits erreicht, daß der untere Schenkel, der mit dem Werkstück nicht in Berührung kommt, im Sinne eines Blockierens auf den Grundkörper gepreßt wird, wo sich somit der gesamte Spannbacken abstützt. Andererseits wird durch den Spreizkeil der andere Schenkel des Spannbackens in umgekehrtem Drehsinne geringfügig bewegt, wodurch die schon beschriebene Kippbewegung stattfindet. Für die Größe der Kippbewegung ist selbstverständlich auch die Geometrie wichtig. Die den Klemmspalt begrenzende Kontaktfläche, welche an dem zu spannenden Werkstück zur Anlage kommt, wird bei der Kippbewegung eine Kreisbogenbewegung um den Kippunkt ausführen. Es handelt sich freilich dabei um sehr kleine Wege. Eine solche Kreisbogenbewegung läßt sich entsprechend der Anordnung des Kippunkts relativ zu der Kontaktfläche in zwei Wegkomponenten unterteilen, nämlich einmal eine horizontale Komponente im Sinne der Einwirkung der Spann kraft auf das Werkstück und in eine vertikale Komponente im Sinne eines Niederzugs auf das Werkstück. Daß bei dieser Kippbewegung sehr kleine Wege zurückgelegt werden, versteht sich auch deshalb, weil die Kippbewegung nur im Rahmen des ohnehin erforderlichen Spiels der Führung zwischen Spannbacken und Grundkörper stattfinden kann. Man kann vielleicht besser davon sprechen, daß durch die Tendenz dieser Kippbewegung die Spannkraft vermehrt in den oberen Teil der Spannbacken eingeleitet wird. Natürlich läßt sich auch hier - wie beim Stand der Technik - das Werkstück deformationsfrei spannen, weil die Spannbacken und der Kraftantrieb gegenüber dem Grundkörper frei verschiebbar sind und sich die Spannbacken somit das Werkstück suchen bzw. auf das Werkstück einstellen. Durch die Verwendung der Spreizkeile tritt eine zusätzliche Übersetzung der Kraft ein, also zusätzlich beispielsweise zu der Übersetzung, die durch die Steigung des Gewindes einer Antriebsspindel bereitgestellt wird.
  • Der Kippunkt ist in dem Raum zwischen einer Vertikalebene durch die Kontaktfläche des Spannbackens mit dem Werkstück und dem Spreizkeil angeordnet. Liegt der Kippunkt genau unter der Kontaktfläche, entsteht nur ein sehr geringer Niederzugseffekt, und die wesentliche Bewegung erfolgt in Spannrichtung. Durch die geometrische Anordnung des Kippunktes in dem aufgezeigten Raum kann also der Anteil der Horizontal- und Vertikalkomponenten an der Kontaktfläche des Spannbackens festgelegt werden.
  • Die Schenkel jedes Spannbackens können mit geneigt angeordneten Spreizflächen versehen sein, wobei der Spreizkeil korrespondierende Gegenflächen aufweist. Die Neigung dieser Flächen bestimmt die Kraftübersetzung an dieser Stelle. Der Spreizkeil ist zweckmäßig verdrehgesichert zwischen Anschlägen an dem Spannbakken beweglich geführt. Dies ist erforderlich, damit einerseits die Spannkraft aufgebracht werden kann, andererseits aber auch eine Rückzugs- bzw. Lösebewegung der Spreizkeile nach Beendigung des Spannvorgangs möglich wird.
  • Zwischen den Spreizflächen am Spannbacken und den Gegenflächen am Spreizkeil können Wälzkörper vorgesehen sein, z. B. in Form von Kugeln oder Nadeln, so daß die Reibung an dieser Stelle erheblich reduziert wird.
  • Es ist auch zweckmäßig, zwischen dem Spreizkeil und dem Spannbacken ein Druckkissen, insbesondere eine Tellerfeder, einzuschalten. Der Spreizkeil liegt mit seiner dem Werkstück zugekehrten Stirnfläche an dem Druckkissen an, so daß zunächst die Spannbacken ohne die Übersetzung durch den Spreizkeil bei Betätigung des Kraftantriebs so verschoben werden, bis sie sich das Werkstück gesucht haben. Erst nach Überwindung der Vorspannkraft des Druckkissens kommt der Spreizkeil mit seinen Schrägflächen an dem Spann backen zur Einwirkung, wobei sich die Spannkraft entsprechend der hinzutretenden Übersetzung erhöht.
  • Der untere Schenkel jedes Spannbackens kann eine dem Grund der Nut im Grundkörper zugekehrte Abstützfläche für die Blockierung der freien Verschiebbarkeit in der Spannstellung aufweisen. Diese Blockierung ist erforderlich, um das Werkstück neben dem deformationslosen Spannen auch in der Spannstellung festzuhalten und die durch die Bearbeitung des Werkstücks verursachten Kräfte auf das Werkstück aufzunehmen.
  • Die Elastizität der beiden Schenkel des Spannbackens zueinander kann durch einen weiteren randoffenen Anschnitt vergrößert sein, der von der dem Werkstück zugekehrten Seite am Spannbacken ausgeht. Ein solcher weiterer Anschnitt ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Kippunkt in vergleichsweise großer Entfernung von der Vertikalfläche durch die Kontaktfläche des Spannbackens am Werkstück entfernt angeordnet ist, was gleichbedeutend mit einem erheblichen Niederzug ist. Die Anschnitte erstrecken sich im wesentlichen in horizontaler Richtung, damit die Kippbewegung auch, wie beabsichtigt, um eine Horizontalachse quer zur Verschieberichtung des Spannbackens ablaufen kann.
  • Es ist möglich, daß eine Blockiereinrichtung für die freie Verschiebbarkeit eines Spannbackens vorgesehen ist, die in der Nähe des Kippunkts angreift. Unter einer solchen Blockiereinrichtung wird eine Einrichtung zum Feststellen eines Spannbackens gegenüber dem Grundkörper verstanden, was für die Durchführung von Serienarbeiten sinnvoll sein kann. Natürlich wird immer nur einer der beiden Spannbacken festgestellt. Damit ist aber die Spannstelle angegeben. Trotzdem muß bei dieser Feststellung immer noch die Kippbewegung möglich sein.
  • Dies wird dadurch erreicht, daß die Blockiereinrichtung in der Nähe des Kippunkts angreift.
  • Der Kraftantrieb kann in verschiedener Weise, beispielsweise pneumatisch, hydraulisch oder auch pneumatisch-hydraulisch-kombiniert, als Elektroantrieb mit Kugelrollspindel usw. realisiert werden. Bei einer besonders einfachen mechanischen Realisierung weisen die Spreizkeile eine mit Gewinde versehene Durchbrechung und die Spannbacken eine Ausnehmung für den Durchtritt einer mit Gewinde versehenen Spindel als Kraftantrieb auf.
  • Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben und verdeutlicht. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Spannvorrichtung, teilweise geschnitten, F i g. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1, teilweise geschnitten, F i g. 3 eine Seitenansicht auf einen einzelnen Spannbacken, F i g. 4 eine Stirnansicht des Spannbackens, eingesetzt in einen Grundkörper und F i g. 5 die Darstellung der geometrischen Verhältnisse des Spannbackens gemäß F i g. 3 in der Kippstellung.
  • Die Spannvorrichtung weist einen schienenartig ausgebildeten Grundkörper 1 auf, der eine T-förmig ausgebildete Nut 2 besitzt, so daß sich das aus F i g. 4 ersichtliche Querschnittprofil ergibt. Für die Befestigung des Grundkörpers 1 beispielsweise auf einem Werkstückaufspanntisch sind in vorgegebenem Abstand vertikal geführte Bohrungen 3 (F i g. 2) vorgesehen, mit deren Hilfe eine Schraubbefestigung des Grundkörpers erfolgen kann.
  • An dem Grundkörper 1 sind in der üblichen symmetrischen Anordnung Spannbacken 4 geführt und verschieblich gelagert, die einen T-förmigen Fuß 5 aufweisen (Fig. 4), mit dem sie jeweils in die T-förmige Nut 2 im Grundkörper eingesetzt sind. Jeder Spannbacken 4 kann mit einem Druckbacken 6 ausgestattet sein, der über eine Schraubbefestigung mit dem Spannbacken 4 verbunden ist. Auch eine einstückige, integrierte Ausbildung ist natürlich möglich. Zwischen den Druckbacken 6 bzw. den Spannbacken 4 wird ein Werkstück 7 eingespannt.
  • Dabei liegen Kontaktflächen 8 der Druckbacken 6 an den entsprechenden Gegenflächen des Werkstücks 7 an.
  • Jeder Spannbacken 3 weist in etwa einen liegend U-förmigen Querschnitt auf, bei dem der Grund des U dem Werkstück 7 zugekehrt ist. Dieser Querschnitt kann durch Formgebung oder durch einen Anschnitt 9 (F i g. 3) bestimmt bzw. festgelegt sein, der sich von der dem Werkstück abgekehrten Seite aus in das Material des Spannbackens 4 erstreckt und im wesentlichen horizontal geführt ist. Auf diese Art und Weise ergeben sich am Spannbacken 4 an dem U-förmigen Querschnittsprofil zwei Schenkel 10 und 11, die über das Material 12 am Grund des U-förmigen Querschnitts zusammenhängen. Um die beiden Schenkel 10, 11 gegeneinander noch elastischer bzw. beweglicher zu machen, kann ein weiterer Anschnitt 13 zusätzlich vorgesehen sein, der in F i g. 3 in strichpunktierter Linienführung angedeutet ist. Dieser Anschnitt 13 geht von der dem Werkstück 7 zugewandten Seite aus und erstreckt sich bis zu einer gewissen Tiefe in horizontaler Richtung entgegen der Vorschubbewegung des Spannbackens beim Spannen. Auf diese Art und Weise ist der Spannbacken 4 einerseits elastisch ausgebildet; andererseits ist an dem T-förmigen Fuß 5 eine Führungsfläche 14 geschaffen, die den Spannbacken 4 an einem vertikalen Abheben aus dem Grundkörper 1 heraus hindert. Es ist ersichtlich, wie sich die Führungsfläche 14 nur über einen Teil der axialen Länge des Spannbackens erstreckt und insbesondere im hinteren, also dem Werkstück 7 abgekehrten Bereich, nicht vorgesehen bzw. abgearbeitet ist. Die Führungsfläche 14 endet beispielsweise an dem Anschnitt 9 in einem Kippunkt 15, dessen Bedeutung für die vorliegende Erfindung besonders wichtig ist und daher gesondert anhand von Fig. 5 erläutert wird. Im hinteren Endbereich - im Anschluß an den Anschnitt 9 - weist jeder Spannbacken 4 eine Ausnehmung 16 und dort geneigt angeordnete Spreizflächen 17 und 18 auf. Die Spreizflächen 17 und 18 können gleiche oder auch ungleiche Neigung gegenüber der Horizontalebene besitzen. Diesen Spreizflächen 18 und 17 ist ein Spreizkeil 19 zugeordnet, der die entsprechenden Gegenflächen besitzt und mit Hilfe einer Führungsplatte 20 lose, aber unverlierbar, an dem Spannbacken 4 geführt ist. Zwischen der Stirnfläche jedes Spreizkeils 19 und dem Spannbacken 4 kann ein Druckkissen 21 in Form einer Tellerfeder, eines Gummirings o. dgl. angeordnet sein. Jeder Spreizkeil 19 besitzt eine mit Gewinde versehene Durchbrechung 22, an der das Gegengewinde einer Spindel 23 angreift, die hier den Kraftantrieb bildet und in bekannter Weise mit einem Rechts/Linksgewinde versehen ist, um die beiden Spannbacken 4 aufeinanderzu bzw. auseinanderzubewegen. Die Spindel 23 erstreckt sich durch eine Ausnehmung 24 in jedem Spannbacken 4 hindurch, wobei ein entsprechendes Spiel vorgesehen ist. Der untere Schenkel 10 jedes Spannbackens 4 weist eine dem Grunde der T-förmigen Nut 2 im Grundkörper 1 zugekehrte Abstützfläche 25 auf, die der Blockierung der freien Verschiebbarkeit der Einheit der Spindel 23 und Spannbacken 4 in der Spannstellung dient.
  • Die Handhabung der Spannvorrichtung geschieht wie folgt: Zunächst einmal wird der Grundkörper 1 mit Hilfe von Schrauben oder Ankern und der Bohrungen 3 an der vorgesehenen Stelle auf einem Werkstückaufspanntisch verankert. Es versteht sich, daß während des Einsetzens der Schrauben oder Anker die Einheit aus Spannbacken 4 und Kraftantrieb bzw. Spindel 23 im Grundkörper frei verschoben oder aus diesem herausgenommen werden kann, so daß die Bohrungen 3 frei zugänglich sind.
  • Anschließend wird die Einheit mit den beiden T-förmigen Füßen 5 stirnseitig eingeschoben. Die Spannbacken 4 bzw. die Kontaktflächen 8 befinden sich dabei in entsprechender Entfernung voneinander. Anschließend wird das Werkstück 7 beispielsweise auf Spannleisten 26, die gleich hoch ausgebildet sind und die quer über eine obere Führungsfläche 27 des Grundkörpers 1 aufgelegt sind, lose aufgesetzt. Dabei kann das Werkstück 7 schon so positioniert sein, wie es sich relativ zu dem die Bearbeitung durchführenden Werkzeug befinden muß.
  • Anschließend wird der Kraftantrieb durch Verdrehung der Spindel 23 in der entsprechenden Drehrichtung betätigt, wobei die Spannbacken 4 aufeinanderzu bewegt werden. Beide Spannbacken 4 bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit entsprechend der Betätigung der Spindel 23, bis einer der beiden Spannbacken 4 mit seiner Kontaktfläche 8 des Druckbackens 6 an der entsprechenden Gegenfläche des Werkstücks 7 aufsetzt. In diesem Moment wird die Bewegung dieses Spannbackens 4 unterbrochen, wobei sich der andere Spannbacken 4 bei fortgesetzter Betätigung der Spindel 23 mit doppelter Geschwindigkeit dem Werkstück 7 nähert. Die Kraftübertragung erfolgt dabei über die Spreizkeile 19 und die Druckkissen 21. Hieraus wird ersichtlich, daß die Spannvorrichtung das Werkstück an der vorgesehenen Stelle deformationsfrei ergreift bzw. sich auf das Werkstück 7 einstellt. Haben beide Kontaktflächen 8 das Werkstück 7 ergriffen, so wird bei fortgesetzter Drehbewegung der Spindel 23 das Druckkissen 21 jedes Spannbackens 4 zusammengedrückt, so daß der Spreizkeil 19 mit seinen Gegenflächen an den Spreizflächen 17 und 18 der beiden Schenkel 10 und 11 jedes Spannbackens 4 angreift, wodurch infolge der geneigten Anordnung nicht nur eine Kraftübersetzung stattfindet, so daß der Spanndruck am Werkstück 7 erhöht wird, sondern es findet in dieser Spannstellung auch eine Kippbewegung jedes Spannbackens 4 um den Kippunkt 15 statt. Dies sei anhand von F i g. 5 ersichtlich und verdeutlicht. Bei der Bewegung des Spreizkeils 19 gemäß Pfeil 28 und in entsprechender Anlage an den Spreizflächen 17 und 18 werden die Schenkel 10 und 11 entsprechend Pfeilen 29 und 30 auseinanderbewegt, und zwar derart, daß der Schenkel 10 abwärts gedrückt wird, so daß seine Abstützfläche 25 auf dem Grunde der Nut 2 im Grundkörper 1 aufsetzt und sich dort verriegelnd bzw. blockierend abstützt. Mit diesem Aufsetzen wird die freie Verschieblichkeit der Spannbacken 4 gegenüber dem Grundkörper 1 beseitigt. Andererseits wird aber der obere Schenkel 11 des Spannbackens 4 durch den Spreizkeil 19 in Richtung des Pfeils 30 kraftmäßig beaufschlagt und bewegt, wobei der Spannbacken 4 eine kreisförmige Bewegung um den Kippunkt 15 ausführt, der sich seinerseits am Grundkörper 1 abstützt. In Fig.5 ist die Kreisbahn des obersten Punktes 31 der Kontaktfläche 8 an dem Spannbacken 4 bzw. dem Druckbacken 6 dargestellt. Da sich der Kippunkt 15 in einiger Entfernung von der Vertikalebene der Kontaktfläche 8 befindet, verläuft bei dieser Kippbewegung die Bewegungsbahn des Punktes 31 gemäß dem Pfeil 32 kreisbogenförmig schräg abwärts. Diese Bewegung - Kippbewegung - läßt sich in die beiden Komponenten, nämlich eine Horizontalkomponente 33 und eine Vertikalkomponente 34 zerlegen. Mit anderen Worten durch diese geringfügige Bewegung des Punktes 31 wird gemäß der Horizontalkomponente 33 die Spannkraft bevorzugt in den oberen Bereich der Kontaktfläche 8 geleitet, also dem Auseinanderkippen der Spannbacken beim Stand der Technik entgegengewirkt, so daß das Werkstück 7 an dieser Stelle besonders fest gespannt wird. Gleichzeitig damit ist auch ein Niederzug entsprechend der Vertikalkomponente 34 vorhanden, der das Werkstück 7 auf die Spannleisten 26 und damit auf den Grundkörper 1 preßt. Das Maß der Bewegung des Punkts 31 läßt sich konstruktiv festlegen, und zwar in Abstimmung mit dem Spiel der Spannvorrichtung, mit der geometrischen Lage des Kippunkts 15 sowie durch die Anschnitte 9 und 13 usw. Dabei wird angestrebt, daß das Werkstück 7 natürlich über die Höhe der Kontaktfläche 8 in der Spannstellung gespannt wird, jedoch der Spanndruck in den oberen Bereichen dieses Spannbackens 4 bzw. des Druckbackens 6 eingeleitet wird und ein gleichzeitiger Niederzug des Werkstücks 7 bei der Arretierung der Spannbacken 4 erfolgt.
  • Mit dem Anmeldungsgegenstand sind Vergleichsversuche zum Stand der Technik durchgeführt worden, die folgende Ergebnisse erbrachten: Versuche Drehmoment Kraftmesser Druckkraft Kraftmesser in KN Arretierung: seitliche Kraft zum Verschieben der Vorrichtung in KN Spindelmutter direkt auf die 40 Nm 11,0 3,5 Spannbacken wirkend (S. d. T.) 50 Nm 13,0 4,5 60 Nm 16,0 5,0 70 Nm 19,0 6,0 80 Nm 22,0 7,5 (Fortsetzung) Versuche Drehmoment Kraftmesser Druckkraft Kraftmesser in KN Arretierung: seitliche Kraft zum Verschieben der Vorrichtung in KN Spindel über Spreizflächen 30° 40 Nm 15,0 ( +36%) 4,0 ( + 15%) auf die Spannbacken wirkend 50 Nm 17,5 ( + 34%) 5,5 ( + 22%) 60 Nm 22,0(+37%) ,,0(+40%) 70 Nm 26,0 (+37%) 9,0 (+50%) 80 Nm 32,0 (+45%) 12,0 (+60%) Spindel über Spreizflächen (30") 40 Nm 20 KN ( + 82%) Die vorhandene mit Wälzkörpern auf Spannbacken 50 Nm 26 KN ( + 100%) Einrichtung wirkend 60 Nm 31 KN (+93%) reichte zur 70 Nm 36 KN (+90%) Messung nicht 80 Nm 41 KN (+86%) aus.
  • In der ersten Spalte sind die Versuche mit einer Spannvorrichtung des Standes der Technik durchgeführt. Die Kraft der Spindel 23 wurde direkt axial in Spannrichtung auf die Spannbacken 4 übertragen, also ohne daß die Spreizflächen 17 und 18 in Wirkung treten konnten. An der Spindel 23 wurde das angegebene Drehmoment aufgebracht, wobei das Werkstück mit der angegebenen Druckkraft fest gespannt wurde. Die örtliche Blockierung bzw. Festlegung der Spannbacken 4 an dem Grundkörper 1 ergab die in der letzten Spalte aufgeführten Kräfte. In der zweiten Zeile ist dann der Vergleichsversuch gemäß der neuen Spannvorrichtung wiedergegeben, wobei die Spreizflächen 17 und 18 jeweils in einem Winkel von 30° zur Horizontalebene angeordnet waren. Man sieht, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung nicht nur eine zusätzliche Übersetzung, also Verstärkung der Druckkraft erfolgt, sondern daß auch die örtliche Fixierung im Vergleich zum Stand der Technik angehoben wird. Beides ist sehr erwünscht Die Spannvorrichtung kann auch in anderer Weise benutzt werden, als dies bisher beschrieben worden ist.
  • Wenn nämlich nicht die Lage des Werkstücks selbst die Spannstellung bestimmen soll, sondern umgekehrt die Lage eines Spannbackens 4 die Position des Werkstücks 7 bestimmen soll, dann ist dies auch möglich. Eine solche Benutzung kann bei Serienarbeiten sinnvoll sein, wenn die richtige Bearbeitungsposition gefunden ist, also der Grundkörper 1 in der richtigen Relativlage ortsfest verankert ist und auch bekannt ist, wo einer der beiden Spannbacken 4 positioniert sein muß, um das Werkstück 7 in der richtigen Position zu halten. Der betreffende Spannbacken 4 wird dann gleichsam ortsfest festgelegt, und zwar mit Hilfe einer Blockiereinrichtung, die aus zwei Schrauben 35 besteht (Fig. 2 die in entsprechendem Gewinde des Grundkörpers 1 so eingeschraubt werden können, daß sie mit bolzenartigen Spitzen 36 in entsprechende Bohrungen 37 (F i g. 1 und 4) des betreffenden Spannbackens 4 eingreifen. Es versteht sich, daß natürlich nur jeweils einer der beiden Spannbacke ken festgestellt werden darf. Die Bohrungen 37 sind möglichst nahe an dem Kippunkt 15 angeordnet, damit der Spannbacken zwar ortsfest festgelegt ist, seine Kippbewegung jedoch nicht behindert wird. Dies bedeutet, daß die Spannvorrichtung hinsichtlich der Kippung und der Kraftlenkung im oberen Bereich der Kontaktflächen 8 auch in diesem Fall genauso arbeitet, wie bei der zuvor beschriebenen Freigabe der Beweglichkeit beider Spannbacken.

Claims (10)

  1. Patentansprüche: 1. Spannvorrichtung für insbesondere spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke, mit einem auf einem Werkstückaufspanntisch oder dgl. befestigbaren Grundkörper, an dem mindestens zwei einander zugeordnete, am Werkstück gegenläufig angreifende Spannbacken unabhängig voneinander geführt gelagert und über einen insbesondere doppelt wirkenden Kraftantrieb miteinander in Verbindung stehen, so daß sie durch den K:raftantrieb aufeinanderzu- bzw. auseinanderbewegbar sind, wobei der Kraftantrieb bzw. wesentliche Teile davon zusammen mit den Spannbacken frei gegenüber dem Grundkörper verschiebbar sind und Blockiermittel zum Festlegen der Spannbacken gegenüber dem Grundkörper vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e ich n e t, daß die Spannbacken (4) mit einem T-förmigen Fuß (5) in einer T-förmigen Nut (2) im Grundkörper (1) geführt sind, daß die Spannbacken (4) durch einen randoffenen, auf der dem Werkstück (7) abgekehrten Seite beginnenden Abschnitt (9) oder eine entsprechende, etwa liegend U-förmige Querschnittsgestaltung mit den so gebildeten Schenkeln (10, 11) elastisch verformbar ausgebildet sind, daß den Spannbacken (4) über den Kraftantrieb beaufschlagte Spreizkeile (19) zum Angriff an den Schenkeln (10, 11) der Spannbacken (4) zugeordnet sind und daß am T-förmigen Fuß (5) jedes Spannbackens (4) ein Kippunkt (15) für eine Kippbewegung des Spannbackens (4) in der Spannstellung vorgesehen ist.
  2. 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippunkt (15) in dem Raum zwischen einer Vertikalebene durch die Kontaktfläche (8) des Spannbackens (4) mit dem Werkstück (7) und dem Spreizkeil (19) angeordnet ist.
  3. 3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (10, 11) jedes Spannbackens (4) mit geneigt angeordneten Spreizflächen (17, 18) versehen sind und daß der Spreizkeil (19) korrespondierende Gegenflächen aufweist.
  4. 4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkeil (19) verdrehgesichert zwischen Anschlägen (4, 20) an dem Spannbacken beweglich geführt ist.
  5. 5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spreizflächen (17, 18) am Spannbacken (4) und den Gegenflächen am Spreizkeil (19) Wälzkörper vorgesehen sind.
  6. 6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spreizkeil (19) und dem Spannbacken (4) ein Druckkissen (21), insbesondere eine Tellerfeder, eingeschaltet ist.
  7. 7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Schenkel (10) jedes Spannbackens (4) eine dem Grund der Nut (2) im Grundkörper (1) zugekehrte Abstützfläche (25) für die Blockierung der freien Verschiebbarkeit in der Spannstellung aufweist.
  8. 8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der beiden Schenkel (10, 11) des Spannbackens (4) zueinander durch einen weiteren randoffenen Anschnitt (13) vergrößert ist, der von der dem Werkstück (7) zugekehrten Seite am Spannbacken (4) ausgeht.
  9. 9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blockiereinrichtung (35, 36, 37) für die freie Verschiebbarkeit eines Spannbackens (4) vorgesehen ist, die in der Nähe des Kippunktes (15) angreift.
  10. 10. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizkeile (19) eine mit Gewinde versehene Durchbrechung (22) und die Spannbacken (4) eine Ausnehmung (24) für den Durchtritt einer mit Gewinde versehenen Spindel (23) als Kraftantrieb aufweisen.
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für insbesondere spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke, mit einem auf einem Werkstückaufspanntisch o. dgl. befestigbaren Grundkörper, an dem mindestens zwei einander zugeordnete, am Werkstück gegenläufig angreifende Spannbacken unabhängig voneinander geführt gelagert und über einen insbesondere doppelt wirkenden Kraftantrieb miteinander in Verbindung stehen, so daß sie durch den Kraftantrieb aufeinanderzu- bzw. auseinanderbewegbar sind, wobei der Kraftantrieb bzw. wesentliche Teile davon zusammen mit den Spannbacken frei gegenüber dem Grundkörper verschiebbar sind und Blockiermittel zum Festlegen der Spannbacken gegenüber dem Grundkörper vorgesehen sind. Die Spannvorrichtung kann in vielfacher Weise benutzt werden, beispielsweise als einfacher Schraubstock oder bis zu einem Bestandteil einer Spannstation einer automatischen Bearbeitungsanlage.
    Eine Spannvorrichtung dieser Art ist aus der DE-PS 33 29 942 bekannt. Die Spannbacken und der Kraftantrieb sind als Einheit frei gegenüber dem Grundkörper verschiebbar, so daß sich mit dieser Vorrichtung auch dünnwandige Werkstücke festspannen lassen, ohne daß die Gefahr besteht, das Werkstück dabei zu deformieren. In der Spannstellung werden andererseits die Spannbacken gegenüber dem Grundkörper festgelegt, und zwar durch Blockiermittel. Als Blockiermittel dient ein Klemmbacken, der mit der Spannbacke gelenkig verbunden ist und begrenzt schwenkbar gelagert werden kann. Der Klemmbacken besitzt Verbreiterungen im Sinne einer T-förmigen Ausbildung und greift in eine T-förmige Nut im Grundkörper ein. In der Spannstellung werden die Spannbacken durch die Klemmbacken im Sinne einer Translationsbewegung nach unten, nämlich auf die Führungsflächen am Grundkörper, gezogen, was freilich nur im Rahmen des für die Bewegung der Spannbacken gegenüber dem Grundkörper erforderlichen Spiels möglich ist. Hieraus resultiert ein geringfügiger Niederzug.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3727739C1 (en) * 1987-08-20 1988-02-18 Guenter Meywald Clamping device for workpieces, in particular to be machined

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DE3329942C1 (de) * 1983-08-19 1984-09-20 Albert Meywald Kg, 3548 Arolsen Spannvorrichtung für insbes. spanabhebend zu bearbeitende Werkstücke

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