DE3610060A1

DE3610060A1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE3610060A1
Application number: DE19863610060
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. ETH Yens Habs
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3610060C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvörriehtuhg zum Niederspannen von Gegenständen auf einem genuteten Aufspanntisch mit einer Grundplatte, einer an dieser angeordneten Kolben-Zylindereinheit mit einer Kolbenstange, welche an einen Schubkeil angeschlossen ist, der mit einem schwenkbar gelagerten Spannhebel zusammenwirkt, wobei die Spannkraft für den Spannhebel von einem elastischen Kraftspeicher abgeleitet wird.

Eine Spannvorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der US 43 65 792 bekannt. Diese weist ein Gehäuse auf, an dem ein Zylinder angeflanscht ist. Der in diesem bewegbare Kolben ist via eine Kolbenstange mit einem L-förmigen, verschiebbaren Klemmkeil verbunden, auf dessen Keilfläche eine im Gehäuse verschieb- und drehbar gelagerte Spannlasche aufliegt· Diese Spannlasche ist mit einer Hülse gelenkig verbunden, in der eine Feder gelagert ist, die sich an einem gelenkig am L-förmigen Klemmkeil gelagerten Stab abstutzt, der in die Hülse eintauchen kann. Eine elastisch gelagerte Stütze sorgt dafür, dass die Spannlasche mit dem zu spannenden Teil in Eingriff bringbar ist.

Beim Spannvorgang wird die Spannlasche gegen das zu spannende Teil geschoben, kommt mit diesem in Eingriff und anschliessend wird durch die Auflage der Spannlasche auf dem Klemmkeil die Spannkraft, herrührend von der hydraulischen Kolben-Zylindereinheit, aufgebracht. Der Lösevorgang erfolgt im umgekehrten Sinn. 30

Diese Spannvorrichtung hat den Nachteil, dass die Spannkraft rein hydraulisch aufgebracht wird, d.h. dass bei einem Ausfall des hydraulischen Druckes die

Spannkraft verschwindet, das Werkstück also nicht mehr festgehalten wird. Dies kann zu schweren Unfällen und grossem Maschinenschaden führen. Auch kann durch die Ausbildung der Spannlasche ein Festfressen derselben auf dem Klemmkeil eintreten. Daraus resultiert eine Beeinträchtigung des Spann- oder Lösevorganges in deren zeitlichem Ablauf, so dass diese Vorrichtung für die Verwendung als Schnellspanneinrichtung mit einer grossen Anzahl von Spannvorgängen unbrauchbar wird.

Auch ist diese Spanneinrichtung wegen dem permanent aufrechtzuerhaltenden hydraulischen Druck zur Erzielung der Spannkraft nur beschränkt einsetzbar. Z.B. muss während des Spannvorganges eine ständige Verbindung zur Hydraulikzentrale durch Leitungen vorhanden sein. Dies schliesst die Anwendung der Spanneinrichtungen auf bewegten Aufspanntischen vielfach aus. Auch ist ein hydraulisches Spannsystem bei Maschinen mit hohen oder mittleren Arbeitstemperaturen nicht immer geeignet .

Bei einer anderen Spannvorrichtung (DE 30 01 404) liegt eine auf einem Dorn und einer Positioniergabel gelagerte Spannlasche mit ihrem einen Ende auf dem Spanngut und mit ihrem anderen Ende auf einer Spanneinheit auf. Diese besteht aus einer Kolben-Zylindereinheit zum Lösen und einem koaxial zur Kolbenstange angeordneten Tellerfederpaket zum Spannen der Spannlasche.

Bei dieser Spannvorrichtung ist eine aufwendige Steuerungseinrichtung zur Positionierung der Spannlasche für jeden Spannvorgang erforderlich, welche eine hydraulische Steuerung aufweist. Diese Spannlasche benötigt wegen dem senkrecht zur Spannlasche angeordneten Tellerfederpaket und der Spannlaschenpositionierein-

richtung eine erhebliche Bauhöhe, sollen grÖssere Spannkräfte erzeugt und übertragen werden. Auch ist diese Spannvorrichtung auf dem Aufspanntisdh fest installiert und kann nur schwer wechselnden Werkstück-Positionen angepasst werden. Weiter fehlt bei dieser Ausführung die Möglichkeit einer manuell oder automatisch aufbringbaren Vorspannkraft _t wobei gleichzeitig auch die Spannvorrichtung selbst gegen den Aufspanntisch verspannt wird. Dadurch kann die Positionierung der Spannvorrichtung nicht in Abhängigkeit vom wechselnden Ort des Werkstückes und erst nicht knapp vor dem eigentlichen Aufspannvorgang vorgenommen werden. Dies wäre insbesondere dann von Vorteil/ wenn bedingt durch die Arbeitsmaschine, auf die aufgespannt werden soll. Vibrationen während der Aufspannphase nicht vermeidbar sind. Damit ist also eine exakte Positionierung des Spanngutes nur sehr aufwendig und zeitraubend vollziehbar, wenn erschwerte Betriebsbedingungen vorliegen. Auch ist nachteilig, dass das meist viel schwerere Werkstück in die Nähe der Spannvorrichtung gebracht werden muss, weil diese fest auf dem Aufspanntisch montiert ist. Darüberhinaus ist weder die Spannkraft noch die Vorspannkraft regulierbar.

Ausserdem ist bei den bekannt gewordenen Aufspanneinrichtungen, teilweise wegen der erforderlichen Positionierung des oft schweren Werkstückes oder einer Giessform etc. in Abhängigkeit von der Position der fest montierten Aufspannvorrichtung, die Werkstüdkwechselzeit sehr gross.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die eine Voraufäpann-

kraft auf das zu spannende Werkstück vor dem eigentlichen Spannvorgang ausüben kann, wobei die eigentliche Spannkraft exakt festlegbar und vorausbestimmbar ist, die Spannvorrichtung durch den Voraufspannvorgang auf dem Aufspanntisch festgeklemmt wird

', und bei der die Werkstückwechselzeiten wesentlich verkürzt werden.

Ausserdem soll bei der Spannvorrichtung die Vorauf-Spannkraft und die Spannkraft regulierbar sein.

Die erstö Aufgabe ist lösbar, wenn erfindungsgemäss die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 an einer

Spannvorrichtung vorgesehen werden. 15

In vorteilhafter Weise kann die Spannvorrichtung die Merkmale je der Ansprüche 2-32 aufweisen und gemäss Anspruch 33 verwendet werden.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemassen Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Spannvorrichtung erster Art teilweise im Schnitt

Fig. 2 eine Spannvorrichtung zweiter Art

Fig. 3 eine Spannvorrichtung dritter Art 30

Fig. 4 eine Spannvorrichtung vierter Art

Fig. 5 eine Spannvorrichtung fünfter Art

Fig. 6 eine erste Variante einer Vorspannantriebseinrichtung

Fig. 7 eine zweite Variante einer Vorspännantriebseinrichtung

Fig. 8 eine dritte Variante einer Vorspannantriebseinrichtung

Fig. 9 eine erste Variante einer Reguliereinrichtung zur Regelung der Vorspaiinkraft

Fig. 10 eine zweite Variante einer Reguliereinrichtung zur Regelung der Vorspannkraft 15

Fig. 11a,b zwei Varianten einer Druckitiittelsteuerung für die Spannvorrichtung

Die erste Variante A einer Spannvorrichtung (Fig. 1) soll ein Werkstück 13 auf einer Aufspannplatte 12 niederspannen und weist eine Grundplatte 1 auf, in der an ihrem einen Ende eine Kolben-Zylindereinheit 2, beispielsweise für hydraulische oder pneumatische Betätigung, eingebaut ist. Diese Kolben-Zylindereinheit weist wenigstens einen lös— und verschliessbaren Anschluss 11 für z.B. eine Hydraulikleitung auf. Die Verschlusseinrichtung (nicht dargestellt) des Anschlusses 11 für die Hydraulikleitung kann ein steuerbares Rückschlagventil oder ein gesteuertes Ventil (nicht dargestellt) sein. Diese Kolben-Zylindereinheit besitzt eine Kolbenstange 3, auf der ein Kraftspeicher 6, z.B. ein Tellerfederpaket, koaxial angeordnet und bei Betätigung der Kolben-Zylindereinheit 2 vor-

spannbar ist. Benachbart zinn Tellerfederpaket 6 ist als Spannelement^ein Schubkeil 4A mit der Kolbenstange 3 verbunden. Dieser Schubkeil kann eine Keilfläche mit einer Selbsthemmung erzeugenden Neigung aufweisen. In der Draufsicht besitzt der Schubkeil 4A U-Form und liegt auf der Grundplatte 1 gleitend, unter Umständen geführt, auf. Im Bereich des Tellerfederpakets 6 und der Kolben-Zylindereinheit 2 besitzt die Grundplatte 1 einen abgesetzten Führungsfortsatz 1.1, der zum Eingriff in eine Nut der Aufspannplatte 12 ausgebildet ist. In den Raum zwischen den Schenkeln des Schubkeils 4A ragt ein Gleitstein 7, dessen Führungsfortsatz 7.1 zum Eingriff in eine Nut der Aufspannplatte 12 einen T-förmigen Kopf 7.2 aufweist.

Dieser Gleitstein 7 ist mit der Grundplatte 1 durch eine Vorspanneinrichtung 8 verbunden, wobei diese ein zwischen der Grundplatte 1 und dem Gleitstein 7 elastisches Element 8.2, beispielsweise eine Schraubenfeder, aufweist. Die Vorspanneinrichtung 8 ist verstellbar und kann die beiden Bauteile in verschiedenen Lagen zueinander halten. Die einfachste Variante einer Vorspanneinrichtung 8 ist eine Vorspannschraube 8.1. Am Gleitstein 7 ist an seinem dem T-förmigen Kopf abgewandten Ende mit einem Bolzen 15 ein U-förmiger Spannhebel 5 kippbar gelagert. Zur Begrenzung der Kippbewegung ist am Gleitstein 7 ein Anschlag 16 angeordnet. Der U-förmige Spannhebel 5 liegt auf der Keilfläche des Schubkeils 4A mit seinen Schenkeln 5A.2 auf und weist an seinem, den Steg des U enthaltenden Bereichs, eine vorzugsweise gewölbte zylindrische Spannfläche 5.1 zur Anlage auf dem zu spannenden Werkstück 13 auf. In jedem Schenkel 5A.2 des Spannhebels 5 ist wenigstens ein Uebertragungselement,

4S

beispielsweise eine Auflagekugel 1OA,eingesetzt. Diese Auflagekugel 1OA kann leichtgängig gelagert sein, um den Spann- und Lösevorgang möglichst nicht zu behindern und rasch ablaufen zu lassen. Anstelle der Auflagekugel 1OA kann auch eine Auflagerolle kur¹ Erzielung einer Linienauflage oder Kugellageiirollen etc. verwendet werden. Auch wäre es möglich, ein anderes austauschbares Uebertragungselement vorzusehen, dessen Form und Material so gewählt ist, dasd die Keilfläche auch nach vielen Spannvorgängen möglichst unbeschädigt bleibt. Insbesondere können bei besonderen Anwendungen selbstschmierende oder Notlaufeigenschaften aufweisende Materialien eingesetzt werden. Um eine besöere Lastverteilung zu erreichen, können auch pro Schenkel 5A.2 des Spannhebels mehrere üeberträgungselemente, insbesondere Flachkäfige mit Auflagekugeln 10, angeordnet sein. Das Uebertragungselement kann aber auch als Schwenkkugel mit einer ebenen Auflagefläche in einem eine Kugelpfanne aufweisenden, beispielsweise in das Spannelement 4,einschraubbaren Bauteil, ausgebildet sein.

Die Spannvorrichtung wird in eine Nut der Aufspannplatte 12 eingesetzt und an das zu spannende Werkstück 13 herangeschoben, bis der Spannhebel 5 mit seiner Spannfläche 5.1 aufliegt. Dies wird dadurch bewirkt, dass die Grundplatte 1 mit dem durch hydraulischen Druck vorgespannten, somit in einer zurückgezogenen Position befindlichen Spannelement 4 gegen den Gleitstein 7 geschoben wird, sobald der Spannhebel 5 oder der ihn tragende Gleitstein 7 am Werkstück zur Anlage gekommen ist. Dieser Vorgang weist im allgemeinen zwei Phasen auf: eine erste, während der die

Spannvorrichtung (in dieser Ausführung von Hand) an das Werkstück 13 geschoben wird und eine anschliessende zweite, während der der Gleitstein 7 mit der Vorspanneinrichtung 8 und durch die Wirkung des mit der Grundplatte 1 verbundenen Spannelements 4 festgeklemmt wird. Somit ist eine Voraufspannung des Werkstückes erreicht. Anschliessend wird das Tellerfederpaket 6 durch Oeffnen einer Verschlusseinrichtung oder eines Ventils entspannt und somit der Aufspannvorgang durchgeführt.

Eine;andere Ausführungsform B (Fig. 2) einer erfindungsgemässen Spannvorrichtung weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie die Ausführungsform A, wobei jedoch das Spannelement 4 ein Lenker 4B ist, der sich mit seinem einen Ende an der Grundplatte 1 schwenkbar abstützt. In seinem Mittelteil besteht eine Verbindung mit der Kolbenstange 3. An seinem anderen Ende greift der Lenker 4B in einen geeignet schräg angeordneten Schlitz 5B.3 des Spannhebels 5 ein. Dadurch wird einerseits seine Verschwenkung und damit Verklemmen des Gleitsteines 7 in der Nut der Aufspannplatte 12 und andererseits ein Niederspannen des Werkstückes 13 erreicht. Der Spannhebel 5 kann für diese Ausführungsform B der Spannvorrichtung anstelle der U-Form auch normale gerade Form aufweisen, wobei er z.B. in einem gabelförmigen Ende 7B.3 des Gleitsteins gelenkig gelagert ist.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform B ist im wesentlichen gleich wie bei der Ausführungsform A, wobei einzig die Kraftübertragung statt durch den Schubkeil 4A durch den in den Schlitz 5B.3 des

-js sr -

Spannhebels 5 eingreifenden Lenker 4B erfolgt»

Vorteilhafterweise ist der Schlitz 5B.3 im Spannhebel als Lenkerbahn entsprechend der jeweils vorliegenden geometrischen Verhältnisse so gestaltet, dass die Kraftübertragung optimal erfolgen kann.

Eine weitere Ausführungsform C (Fig. 3) einer Spannvorrichtung weist ebenfalls im wesentlichen deri gleichen Aufbau auf wie die Ausführungsform A» wobei anstelle des Spannelementes 4 ein via die Kolbenstange 3 und eine Spannzahnstange 4C.1 betätigter Spannexzenter 4C.2 auf den Spannhebel 5 wirkt. Dieser Spannexzenter 4C.2 ist im Gleitstein 7 gelagert und wird von der Spannzahnstange 4C.1, welche auf der Grundplatte gleitend geführt ist, zwischen der Sßann- und Lösestellung verdreht. An dieser¹ Spannzahnötange 4C.1 greift die Kolbenstange 3 in gleicher Weise an wie bei der Ausfuhrungsform A am Spannkeil 4A.

Hier ist vorteilhafterweise der Spannhebel 5 wieder U-förmig ausgebildet und ebenfalls auf dem Gleitstein 7 gelagert. Die Wirkungsweise der Ausführungsform C ist analog jenen der Ausfuhrungöformen A bzw. B

Bei einer weiteren Ausführungsform D (Pig. 4) ist das Spannelement 4 eine Spannzahnstange 4D, welche mit der Kolbenstange 3 verbunden ist. Diese wirkt mit einem Spannhebel 5D zusammen, der ein Zahnsegment 5D.1 zum Eingriff in die Spannzahnstange 4D aufweist. Die Spannzahnstange 4D ist im Gleitstein 7D geführt, wozu dieser Führungsleisten oder einen Bügel 7D.1 aufweist. Ansonsten entspricht der Aufbau und die Wirkungsweise der Variante D des Spannelementeö dem bzw. der

Variante A.

Eine andere .Ausführungsform E (Fig. 5) der Spannvorrichtung ist auch im wesentlichen gleich aufgebaut wie die Ausführungsform A. An die Kolbenstange 3, auf welcher koaxial das Tellerfederpaket 6 sitzt, ist ein Kniehebel 19E angelenkt, der sich mit seinem einen Arm 19E.1 auf der Grundplatte 1 und mit seinem anderen Arm 19E.2 am werkstückabgewandten Ende des Spannhebeis 5 abstützt. Dieser ist im Gleitstein 7 kippbar gelagert, wobei der letztere mit der Grundplatte 1 durch die Vorspannvorrichtung 8 verbunden ist. Dabei kann eine Voraufspannkraft nach der Anlage der Spannfläche 5.1 am Werkstück 13 durch die Vorspannvorrichtung 8 aufgebracht werden. Die Entlastung des

. Tellerfederpaketes 6 liefert dann die eigentliche Aufspannkraft. Die Lösung erfolgt als Umkehrung des Aufspannvorganges .

Bei allen Ausführungsformen A-E der Spannvorrichtung kann die Vorspanneinrichtung 8 in verschiedenen Varianten ausgeführt sein.

Die einfachste Variante, welche in jeder der beispielsweisen Ausführungsformen A-E der Spannvorrichtung eingebaut ist, weist eine Vorspannschraube 8.1 auf, welche von Hand betätigbar ist. Auf dieser Vorspannschraube 8.1 sitzt zwischen Gleitstein 7 und Grundplatte 1 eine Schraubenfeder 8.2, welche beide Bauteile gegeneinander verspannt. In einem der Bautei-. Ie, beispielsweise im Gleitstein 7 ist das Muttergewinde 8.3 der Vorspannschraube 8.1 drehfest angeordnet.

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Bei Betätigung der Vorspannschraube 8.1 von Hand von der dem Gleitstein 7 abgewandten Seite der Spannvorrichtung werden die Grundplatte 1 und der Gleitstein gegen oder mit der Kraft der Schraubenfeder 8.2 aufeinander zu bzw. voneinander wegbewegt. Dadurch wird der Spannhebel 5 gegen das Werkstück 13 in einer Voraufspannung niedergespannt.

Bei einer anderen Vorspanneinrichtung 8 (Fig. 6) erfolgt ihre Betätigung nicht von Hand, öondern durch eine erste Variante einer Vorspannantriebseinrichtung.

Bei dieser ist an die Vorspannschraube 8.1 an ihrem einen Ende wieder via ein Muttergewinde 8.3 mit dem Gleitstein 7 verbunden und weist an ihrem anderen

Ende ein Getriebe 8.4 auf. Dieses Getriebe ist beispielsweise ein Zahnstangenritzel-Getriebe» wobei die Zahnstange mit einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Linearmotor 8.5 verbunden ist.

Selbstverständlich kann die Vorspannschraube 8.1 auch direkt durch einen Drehantrieb, beispielsweise einen geeigneten Elektromotor, betätigt werden.

Bei einer weiteren Vorspanneinrichtung 8 (Fig. 7)
ist anstelle einer Vorspannschraube eine Vorspannstange 8.6 mit ihrem einen Ende im Glöitstein 7 gelagert und an ihrem'anderen Ende mit Kraftrichtungsumlenkelementen 8.7 mit einem Linearmotor 8.8 gekuppelt. Diese Kraftrichtungsumkehrelemente können je

ein auf der Vorspannstange 8.6 sowie auf einer Stange 8.8.1 des Linearmotors 8.8 angeordneter Keil 8.7.1 bzw. 8.7.2 sein, die bei Bewegung aneinander gleiten

und die Bewegung des Linearmotors 8.8 auf die Vorspannstange 8.6 übertragen.

Selbstverständlich kann der Linearmotor auch direkt mit der VorSpannstange, ohne Zwischenschaltung von Kraftrichtungsumlenkelementen verbunden, also direkt angetrieben, sein.

Bei einer wieder anderen Vorspanneinrichtung 8 ist auch anstelle einer Vorspannschraube eine Vorspannstange 8.6 mit ihrem einen Ende im Gleitstein 7 fixiert gelagert und an ihrem anderen Ende mit einem Exzenter 8.9 gekuppelt, der auf der Welle 8.10 eines Drehantriebes 8.11, beispielsweise eines geeigneten Elektromotors, sitzt.

Bei Drehung des Exzenters 8.9 wird die Vorspannstange 8 . 6 mit oder gegen die Kraft der zwischen dem Gleitstein 7 und der Grundplatte 1 angeordneten Schraubenfeder 8.2 verstellt.

Die Spannvorrichtung kann zur hydraulischen oder pneumatischen Durchführung des Voraufspann- und des Aufspannvorganges eingerichtet sein. Dazu liegt der Spannzylinder der Kolben-Zylindereinheit 2 über einem Drosselventil 25.1 mit parallel geschaltetem ersten Rückschlagventil 25.2 an einem Spann-/Löseventil 25.3, das an einem Druckmittelgeber, z.B. einer Pumpe, angeschlossen ist. Ausserdem liegt an diesem Spann-/Löseventil 25.3 ein Verzögerungsventil 25.4 mit einem parallelgeschalteten zweiten Rückschlagventil 25.5, und daran ist der Linearmotor der Vorspanneinrichtung 8 angeschlossen (Fig. lla).

Bei einer anderen Variante der Druckmittelsteueiiung für die Aufspannvorrichtung ist das Spann^/Löseventil 25.3 als elektrisch steuerbares Batltell ausgebildet und vorzugsweise mit einem elektrischen Verzögerungsglied 25.6, das an einem Hauptschalter 25.7 liegt, verbunden. An das Verzögerungsglied 25»6 1st ein elektrisch steuerbares Steuerventil Ö5i8 aiigeschlossen, das an den aus der Variante nach Fig. 11a bekannten Steuerkreis in Serie mit deirt eröten RÖckschlagventil 25.2 anstelle des Drosselventils 25.1 angeschlossen ist.

Durch das Verzögerungsglied kann die Voraufspannung ein definiertes, aber veränderbares Zeitintervall vor der Aufspannung erfolgen. Dies kann für einzelne Anwendungsfälle von Vorteil sein.

Es wäre aber auch möglich, im Bereich der Aufspannvorrichtungen Ventile vorzusehen, die nach ihrem Justieren gegenüber dem Werkstück den VoraufSpannvorgang auszulösen gestatten. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von mehreren Spannvorrichtungen an einem, beispielsweise grösseren Werkstück, von Vorteil. Nachdem alle Spannvorrichtungen im Voraufspannzustand sind, könnte die eigentliche Aufspannung zänttkl von z.B. einem Steuerpult ausgelöst werden»

Jede der Varianten der Spannvorrichtung kann eine Reguliereinrichtung 30 für die Einstellung der Kraft des Tellerfederpaketes 6 aufweisen.

In der einfachsten Ausführungsform (Fig. 9) weist eine solche Reguliereinrichtung 30 eine Mutter^Bolzen-Ein-

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heit (.3-0.1, 30.2) auf, die zwischen dem Spannelement 4- und dem Tellerfederpaket 6 angeordnet ist. Durch Verstellen der Mutter 30.2, welche sich beispielsweise auf dem Tellerfederpaket 6 abstützt, gegenüber dem Bolzen 30.1, welcher sich beispielsweise

auf dem Spannelement 4 abstützt, kann die wirksame , Spannkraft reguliert werden.

Eine andere Ausführungsform (Fig. 10) einer Reguliereinrichtung 30 besitzt eine am Spannelement 4 abgewandten Ende des Tellerfederpaketes 6 an diesem anliegende Druckplatte 30.3, vorzugsweise konzentrisch zur Kolbenstange 3 angeordnet, an der ein Zustellkeil 30.4 an einer sich am Gehäuse der Kolben-Zylindereinheit 2 abstützenden Zustellvorrichtung 30.9 anliegt. Mit dem Zustellkeil 30.5 ist ein Zustellmotor 30.6 verbunden. Ist dieser, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein Drehmotor, dann befindet sich zwischen ihm und dem Zustellkeil 30.5 . _Λ . ein Schraubglied 30.7 zur Umsetzung der Rotationsbewegung in die Translationsbewegung des Zustellkeils 30.5. Es kann aber auch ein elektrischer oder hydraulischer oder pneumatischer Linearmotor vorgesehen sein, der direkt auf den Zustellkeil 30.5 wirkt.

Bei einer wieder anderen Variante einer Reguliereinrichtung 30 kann ein auf den Kolbenweg der Kolben-. Zylindereinheit 2 einwirkendes Wegbegrenzungsmittel, beispielsweise eine Stellschraube, Anschläge oder dgl.

vorgesehen sein. Durch die Hubwegbegrenzung des Kolbens kann auch die Federkraft reguliert werden.

Durch die exakte Festlegbarkeit und Regulierbarkeit

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der Federvorspannung und die durch die Vorspanneinrichtung 8 ebenfalls genau festlegbare VotfaufÖpannung sowie durch die als Anschläge ausbildbaren Stirnseiten des Spannhebels bzw. des Gleitsteins iöt eine sehr genaue und reproduzierbare Spannkraft erreichbar*

Insbesondere vorteilhaft ist die erfindungsgemasse Spannvorrichtung bei Verwendung mehrerer Spannvorrichtungen an einem Werkstück, weil mit dieser Spannvorrichtung entweder an allen Spannorten exakt gleiche Aufspannkräfte oder auf den jeweiligen Aufspannort abgestimmte Aufspannkräfte vöreihstellbäii und anbringbar sind. Dies ist besonders widhtig bei Werk·⁴-stücken, deren Spannstellen entweder mit gleichen Kräften oder zufolge verschiedener Dimensionierüng an den Spannstellen mit unterschiedlichen Spannkräften belastbar sind, um Verspannungen litt Werkstück zu vermeiden. Auch ist der gleichzeitige Spannvorgang an allen Spannstellen von Vorteil? der ausserdem automatisch gesteuert erfolgen kahiu

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BEZUGSZEICHEN

Fig 1 :

1 Grundplatte

1.1 Führungsfortsatz der Grundplatte

2 Kolben-Zylindereinheit

3 Kolbenstange

4 Spannelement

5 Spannhebel

5.1 ^; Spannfläche des Spannhebels

6 Tellerfederpaket / Kraftspeicher

7 : Gleitstein

7.1 Führungsfortsatz des Gleitsteins

7.2 -·-;- , T»-förmiger Kopf des Gleitsteins

8 * Vorspanneinrichtung

8.1 Vorspannschraube

8.2 Elastisches Element der Vorspanneinrichtung

8.3 Muttergewinde der Vorspannschraube

9 Feder (gummielastisches Element)

Auflageelemente

Anschluss für Hydraulikleitung Aufspannplatte

Werkstück

Bolzen

Anschlag

4A Schubkeil

4A.1 Schenkel des Schubkeils

5A.2 Schenkel des Spannhebels

1OA Auflagekugel / Auflagewalzen

2S

Fig 2 ; 4B Lenker

5B.3 Lenkerbahn

Fig 3 :

4C.1 Spannzahnstange 4C.2 Spannexzenter

4D	1	Spannzahnstange
5D		Spannhebel
5D.	1	Zahnsegment
7D	Gleitstein
7D.	Bügel des Gleitsteins

Fig 5 t

E Kniehebel

E.l ein (erster) Arm des Kniehebels

E.2 anderer (zweiter) Arm des Kniehebels

Fig 6 ;

8.4 Getriebe der Vorspanneinrichtung

8.5 Linearmotor der Vorspanneinrichtung 8.15 Vorspannantriebseinrichtung

VS -

Fig 7 ;

8.6	1	Vorspannstange
8.7	2	Kraftrichtungsumlenkelemente
8.7.		Keilelement
8.7.	1	Gegenkeilelement
8.8		Linearmotor
8.8.	Stange des Linearmotors
8.15	Vorspannantriebseinrichtung

Fig 8 ;

8.9 Exzenter

8.10 Welle eines Drehmotors

8.11 Drehantrieb

8.15 Vorspannantriebseinrichtung

Fig 9 ;

30 Reguliereinrichtung

30.1 Bolzen der Reguliereinrichtung

30.2 Mutter der Reguliereinrichtung

Fig IO :

30.3 Druckplatte

30.4 Zustellvorrichtung

30.5 Zustellkeil

30.6 Zustellmotor

30.7 Schraubglied

--B- Vi -

Fig Ha₇ lib :

25.1 Drosselventil

25.2 1. Rückschlagventil

25.3 Spann-/Löseventil

25.4 Verzögerungsventil

25.5 2. Rückschlagventil

25.6 Verzögerungsglied

25.7 Hauptschalter

25.8 Steuerventi1

Claims

Patentanwalt DlpL-lng. Rolf Menges Erhardtstraße 12 D-8000 Münchan 5 Anwaltsakte: M 25. März 1986 P A T E. N T. A N. .S. P R .U. ECHE

1. Spannvorrichtung zum Niederspannen von Gegenständen auf einem genuteten Aufspanntisch mit einer Grundplatte, einer an dieser angeordneten Kolben-Zylindereinheit mit einer Kolbenstange, an welche ein Schubkeil angeschlossen ist, der mit einem schwenkbar gelagerten Spannhebel zusammenwirkt, wobei die Spannkraft für den Spannhebel von einem elastischen Kraftspeicher abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kraftspeicher (6) auf der Kolbenstange (3) der Kolben-Zylindereinheit (2) zwischen Grundplatte (1) und einem Spannelement (4) wirkend angeordnet ist und dass der mit dem Spannelement (4) zusammenarbeitende Spannhebel (5) in einem Gleitstein (7) kippbar gelagert ist, der mit einer Vorspanneinrichtung (8) mit der Grundplatte (1) gegen diese verschiebbar verbunden ist und vom Spannelement (4) beim Spannvorgang gegen den Aufspanntisch gepresst wird.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (4) als ein sich auf der Grundplatte abstützender U-förmiger Schubkeil (4A) ausgebildet ist, der an seinen beiden keilförmigen Schenkeln (4A.1) zum Zusammenwirken mit dem Spannhe-

bei (5) üebertragungselemente aufweist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (4) ein an der Grundplatte (1) mit seinem einen Ende schwenkbar verbundener Lenker (4B) ist, der in Wirkverbindung mit der Kolbenstange (3) und dem Spannhebel (5) zur üebertragung der Spannkraft steht.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (4) als eine sich auf der Grundplatte abstützende Spannzahnstange (4C.1) ausgebildet ist, die auf einen im Gleitstein (7) gelagerten Spannexzenter (4C.2) einwirkt, welcher am Spannhebel (5) anliegt.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (4) als eine sich am Gleitstein (7D) abstützende Spannzahnstange (4D) ausgebildet ist, die auf einen ein Zahnsegment (5D.1) aufweisenden Spannhebel (5D) einwirkt, der im Gleitstein (7D) gelagert ist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (4) als ein sich mit seinem einen Arm auf

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der Grundplatte (1) und mit seinem änderen Arm am Spannhebel (5) abstützender Kniehebel (19E) ist.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, das'ö der¹ elastische Kraftspeicher (6) an der Kolbenstange (3) der Kolben-Zylindereinheit (2) angeordnet und ein TeHerfederpaket ist.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylindereinheit (2) und der elastische Kraftspeicher (6) als eine diesen bei Druckbeaufschlagung komprimierende Einheit ausgebildet ist.

9. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (8) eine Vorspannstange (8.6) aufweist, welche ein koaxial angeordnetes, gummielastisches Element (9) trägt, das sich einerseits an der Grundplatte (1) und andererseits am Gleitstein (7) abstützt und diese' auseinanderspannt, wobei die Vorspannstange (8.6) mit einer Vorspannantriebseinrichtung (8.15) verbunden ist.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannantriebseinrichtung (8.15) zur Durchführung des Voraufspannvorganges ferngesteuert betätigbar

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ist.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannantriebseinrichtung (8.15) ein Verschiebeantrieb für die Vorspannstange (8.6) ist.

12. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannantriebseinrichtung (8.15) ein Drehantrieb für die Vorspannstange (8.6) ist.

13. Spannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeantrieb einen an einen Drehmotor (8.10) angeschlossenen Exzenter (8.9) aufweist, der mit der Vorspannstange (8.6) zu deren Längsverschiebung in Wirkverbindung steht.

14. Spannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeantrieb einen direkt auf die Vorspannstange (8.6) wirkenden Linearmotor aufweist.

15. Spannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeantrieb einen über Kraftrichtungsumlenkelemente (8.7) indirekt auf die Vorspannstange (8.6)

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wirkenden Linearmotor (8.8) aufweist.

16. Spannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftrichtungsumlenkelemente (8.7) Keil-* und Gegenkeilelemente (8.7.1, 8.7.2) am Linearmotor (8.8) bzw. an der Spannstange (8.6) sind.

17. Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb einen Drehmotor aufweist, der direkt mit der Vorspannstange (8.6), welche als Spannschraube ausgebildet ist, zusammenwirkt.

18. Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb einen Drehmotor aufweist _t der über ein Getriebe mit der Vorspannstange (8.6) , welche als Vorspannschraube ausgebildet ist, zusammenwirkt.

19. Spannvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dasö das Getriebe ein Schraubengetriebe ist.

20. Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb einen Linearmotor (8.5) aufweist, der über ein Getriebe (8.4) mit der VorSpannstange (8.6),

ORIGINAL INSPECTED

welche als Vorspannschraube ausgebildet ist, zusammenwirkt .

21. Spannvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (8.4) ein Zahnstangen-Zahnradgetriebe ist.

22. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem
elastischen Kraftspeicher (6) eine Reguliereinrichtung (30) zur Regelung der Spannkraft in Wirkverbindung steht.

23. Spannvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Reguliereinrichtung (30) fernbetätigbar ist.

24. Spannvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Reguliereinrichtung (30) ein Wegbegrenzungsmittel für die Kolbenstange (3) zur Begrenzung des Vorspannweges des Tellerfederpaketes (6) ist.

25. Spannvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Reguliereinrichtung (30) aus einer Bolzen-Muttereinheit (30.1, 30.2) besteht, welche zwischen Spannelement (4) und Kraftspeicher (6) eingesetzt ist

und bei ihrer Verstellung diesen mehr oder weniger vorspannt.

26. Spannvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Reguliereinrichtung (30) eine Druckplatte (30.3), welche am Kraftspeicher (6) anliegt, aufweist, an der eine Zustellvorrichtung (30.4) zur Regulierung der Vorspannung des Kraftspeichers (6) angreift.

27. Spannvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu-Stellvorrichtung (30) einen mit der Druckplatte (30.3) zusammenwirkenden Zustellkeil (30.5) aufweist, der sich am Gehäuse der Kolben-Zylindereinheit (2) abstützt und mit einem Zustellmotor (30.6) verbunden ist.

28. Spannvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustellmotor (30.6) ein Linearmotor ist.

29. Spannvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustellmotor (30.6) ein Drehmotor ist und ein Schraubglied (30.7) die Rotationsbewegung in die Translationsbewegung des Zustellkeils (30.5) umsetzt.

30. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragungselemente Rollelemente sind.

31. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragungselemente sich nach der Schwenkbewegung des Spannhebels (5) einstellende Gleitelemente sind

32. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-30, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Kolben-Zylindereinheit (2) wie auch die Vorspanneinrichtung (8) durch einen elektrischen und/oder Fluid-Steuerkreis aufeinander abgestimmt betätigbar sind.

33. Verwendung der Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-32, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Verbund mit anderen, gleichartigen Spannvorrichtungen und an einer für alle Spannvorrichtungen vorhandenen Fluid-Einrichtung angeschlossen und gespeist sowie gleichzeitig mit diesen betätigt an einem Werkstück verwendet wird und so alle Spannpunkte des Werkstückes die ihnen entsprechende Spannkraft aufweisen.