DE3802713A1 - Spannvorrichtung zum spannen eines werkstueckes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen eines Werkstückes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die vorliegende Spannvorrichtung wird insbesondere für die spanende Bearbeitung von Gesenkblöcken bzw. Hohlformblöcken, d.h. schweren Werkstücken, in Bearbeitsungszentren sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Position eingesetzt.

Aus der DE-PS 27 56 627 ist bereits eine Spannvorrichtung bekannt, die ein zu einem Arbeitstisch annähernd horizontal angeordnetes Spanneisen aufweist, dessen vorderes Ende auf dem Werkstück und dessen hinteres Ende auf einer Stütze aufliegt, wobei in dem Spanneisen zwischen den beiden Enden eine Durchführung vorgesehen ist, durch die ein Spannelement, beispielsweise ein Spannbolzen mit einer Mutter oder einer Spannschraube, zum Niederdrücken des Spanneisens hindurchragt. Am vorderen Ende des Spanneisens ist eine Spannfläche ausgebildet, die annähernd rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Spannelementes verläuft und die eine zusätzliche, im wesentlichen vertikal ausgerichtete Anlagefläche zur Anlage an dem Werkstück aufweist. Am hinteren Ende des Spanneisens ist eine schrägstehende Pendelstütze angeordnet, deren Fußpunkt einen größeren Abstand zu dem Werkstück aufweist als die Auflagestelle des Spanneisens. Das Spannelement ist in eine auf einem Arbeitstisch oder dgl. festgespannten Fußplatte verankert, wobei der Fußpunkt der Pendelstütze ebenfalls auf der Fußplatte aufsteht. Durch diese Spannvorrichtung wird eine Spannkraft sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung erzeugt. Diese Spannvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie zur Aufbringung der senkrechten Spannkraft mit der horizontalen Oberfläche des Werkstückes in Berührung kommen muß. Dadurch kann diese Oberfläche nicht oder nur teilweise bearbeitet werden. Ferner hat diese Vorrichtung den Nachteil, daß sie unhandlich und aus relativ vielen Teilen zusammengebaut ist. Dadurch wird die Handhabbarkeit erschwert und die Spannzeit erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte, kraftschlüssige und kollisionsvermeidende Spannvorrichtung zu schaffen, die ein relativ schnelles Aufspannen von Werkstücken ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Spannvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Ausbildung einer Öffnung am vorderen Ende des Spanneisens mit einem halbkugelförmigen Querschnitt hat den Vorteil, daß in einfacher Weise ohne zusätzliche Bauteile das Halteelement geführt und geschwenkt werden kann. Die konstruktive Ausbildung dieser Öffnung gemäß dem Anspruch 3 ermöglicht ein schnelles Positionieren des Halteelementes. Die Ausführungsform, bei der das Halteelement, einstückig mit dem in das Werkstück einzuführenden Bolzen ausgebildet ist, hat den Vorteil, daß das Halteelement relativ große Spannkräfte aufnehmen kann. Die Ausbildung des Halteelements in Form einer Kugel hat den Vorteil, daß die Späne nicht an dem Element hängen bleiben. Die Ausführungsform des Halteelementes, in der der Bolzen in einer mit einem Gewinde versehenen Öffnung eingeschraubt ist, hat den Vorteil, daß bei einer Beschädigung des Bolzens bzw. bei unterschiedlichen Bohrungsabmessungen im Werkstück der Bolzen rasch ausgetauscht werden kann.

Die Ausbildung einer mit Gewinde versehenen Durchgangsbohrung im Halterungselement für die darin eingeschraubte Schraube hat den Vorteil, daß die Höhenverstellbarkeit der Spannvorrichtung erleichtert wird. Die Anordnung eines Längsschlitzes im Spanneisen ermöglicht eine optimale Kraftaufbringung über das Spanneisen auf das Werkstück.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Spannvorrichtung, wenn sie auf einem Arbeitstisch befestigt ist, und

Fig. 2 eine Ansicht von oben, in der durch zwei Spannvorrichtungen ein Werkstück auf einem Arbeitstisch gespannt ist.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Spannvorrichtung gezeigt. Dabei ist ein Spanneisen (1) im wesentlichen parallel zu einem Arbeitstisch (25) angeordnet, wobei dessen vorderes Ende über eine Schraube (7) und einem damit verbundenen Halteelement (8) mit einem Werkstück (18) in Verbindung steht. Das hintere Ende des Spanneisens (1) ist für eine grobe Höheneinstellung über eine Stufenabstützung (16) auf dem Arbeitstisch (25) abstützbar. In dem Spanneisen (1) ist zwischen seinen beiden Enden, vorzugsweise zwischen dessen Mitte und der Schraube (7), mindestens ein Längsschlitz (2 a bzw. 2 b) vorgesehen, durch den ein Spannelement, vorzugsweise ein Spannbolzen (3) mit einer Mutter (4) und einer Unterlegscheibe (5) zum Niederdrücken des Spanneisens (1) hindurchragt. Als Spannbolzen (3) wird in dieser Ausführungsform eine T-Nutenschraube verwendet, die in den Längsnuten (26) des Arbeitstisches geführt und gehaltert ist. Am vorderen Ende des Spanneisens (1) ist eine Öffnung (6) ausgebildet, deren Form ein Verschwenken der darin geführten und gehalterten Schraube (7) ermöglicht. Die Öffnung (6) weist in der Regel einen halbkugelförmigen Querschnitt auf. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der kleinste Durchmesser (10) der Öffnung (6) im oberen Drittel des Spanneisenquerschnitts (1) auf der dem Halteelement zugewandten Seite ausgebildet. Das obere Drittel der Öffnung (6) ist als ein sich nach innen verjüngender Konus (11) ausgebildet, der vorzugsweise eine Schräge von 15° aufweist. Der untere Teil der Öffnung (6) ist als eine Halbkugel (12) ausgeformt, dessen größter Durchmesser dem Arbeitstisch (25) gegenüberliegt. Senkrecht zur Achse der in dem Halteelement (8) befestigten Schraube (7) verläuft ein Bolzen (9), dessen vorderer Abschnitt in einer in dem Werkstück (18) ausgebildeten Bohrung (19) steckt. Die Einstecktiefe hängt von der Belastung ab. Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Einstecktiefe ca. 40 mm, sie kann jedoch in einem Bereich von ca. 20 mm bis ca. 50 mm variieren. Die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des Halteelementes weist eine mit einem Gewinde versehene Durchgangsbohrung (13) auf, in der der Bolzen (9) befestigt ist. Die Schraube (7) ist mit dem Halteelement (8) über ein mit Gewinde versehenes Sackloch verbunden.

In einer anderen Ausführungsform ist der Bolzen (9) mit dem Halteelement (8) über eine Nut- und Federverbindung in seiner Umfangsrichtung drehsicher gehaltert, wobei eine Längsnut entweder im Bolzen oder im Halteelement ausgebildet ist und die Feder entsprechend im Halteelement oder im Bolzen vorgesehen ist. In der Längsrichtung ist der Bolzen durch einen Stift oder eine Schraube, der bzw. die in eine im Bolzen (9) ausgebildete Öffnung bzw. Gewindebohrung eingreift, befestigt.

Während das in der Fig. 1 dargestellte Halteelement im wesentlichen eine längliche Form aufweist, ist in einer besonderen Ausführungsform das Halteelement zur besseren Spanabfuhr kugelförmig ausgebildet.

Fig. 2 zeigt ein durch zwei Spannvorrichtungen festgespanntes Werkstück (18), wobei die Bolzen (9) in den Öffnungen (19 und 20) eingeführt und durch die Spannkraft verkantet sind. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist die Spannvorrichtung seitlich verdrehbar und ermöglicht eine nahe Einspannung am Werkstück. Dadurch ist auch eine von den Spannuten (26) unabhängige Spannung möglich. Da die Spannvorrichtung in unmittelbarer Nähe des Werkstückes angebracht werden kann, ist nur eine geringe Länge des Spannbolzens (3) und des Bolzens (9) erforderlich, wodurch die Gefahr der Beschädigung erheblich gesenkt ist. Durch das stirnseitige Spannen unterhalb der Oberkante des Werkstückes (18) ist eine Bearbeitung des Werkstückes (18) an drei Flächen bei einer Aufspannung möglich, wodurch sich wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Spannmethoden für die NC-Bearbeitung ergeben. Die Bearbeitungsmöglichkeit der drei Werkstückflächen ist durch die schematische Darstellung eines Werkzeuges (27) abgebildet. Die Höhenverstellbarkeit der Spannvorrichtung wird in einfacher Weise durch zwei Stufenabstützungen (16 und 17) ermöglicht. Statt der Längsnuten (26) können in dem Arbeitstisch (25) Positionierlöcher (28) ausgebildet sein, die in gleichmäßigen Abständen zueinander, ähnlich wie in einer Lochplatte, im Arbeitstisch (25) ausgebildet sind. Vorzugsweise beträgt der Abstand 100 mm. Die in dem Werkstück (18) ausgebildeten Bohrungen (19 und 20) dienen gleichzeitig zum Transport des Werkstückes (18) durch entsprechende Hebevorrichtungen, wie beispielsweise einem Kran.

Claims (9)

1. Spannvorrichtung zum Spannen eines Werkstückes auf einem Arbeitstisch oder einer Arbeitsplatte, bestehend aus einem im wesentlichen parallel zum Arbeitstisch angeordneten Spanneisen (1), dessen vorderes Ende mit einem Werkstück (18) in Verbindung steht und dessen hinteres Ende über eine Stütze (16, 17) auf dem Arbeitstisch (24) abstützbar ist, wobei in dem Spanneisen (1) zwischen den beiden Enden ein Längsschlitz (2) vorgesehen ist, durch die ein Spannbolzen (3) mit einer Mutter (4) und einer Unterlegscheibe (5) zum Niederdrücken des Spanneisens (1) hindurchragt, dadurch gekennzeichnet,
daß am vorderen Ende des Spanneisens (1) eine Öffnung (6) ausgebildet ist, deren Form ein Verschwenken eines darin geführten und gehaltenen Schrauben- oder Bolzenkopfes (7) ermöglicht, und
daß die Schraube oder der Bolzen (7) in einem Halteelement (8) aufgenommen ist, das einen senkrecht zur Längsachse der Schraube oder des Bolzens (7) verlaufenden Bolzen (9) aufweist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (6) halbkugelförmig ausgebildet ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (6) auf der dem Halteelement (8) zugewandten Seite ein sich nach innen verjüngender Konus (11) ist, an den sich eine halbkugelförmige Öffnung anschließt, deren größter Durchmesser dem Arbeitstisch (25) gegenüberliegt.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge des Konus ca. 10° bis ca. 20°, vorzugsweise 15°, beträgt.

5. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement kugelförmig ausgebildet ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (8) einstückig mit dem Bolzen (7) und/oder dem Bolzen (9) ausgebildet ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (9) mit dem Halteelement (8) über eine mit einem Gewinde versehene Öffnung (13) befestigt ist.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (9) mit dem Halteelement (8) über eine Nut- und Federverbindung in seiner Umfangsrichtung drehsicher gehaltert ist und in seiner Längsrichtung durch einen Stift oder eine Schraube der bzw. die in eine im Bolzen (9) ausgebildete Öffnung bzw. Gewindebohrung eingreift, befestigt ist.

9. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (8) eine mit Gewinde versehene Bohrung (14) für die Schraube (7) aufweist.