DE4123492C2 - Mehrfach-Spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrfach-Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie in der DE 38 04 270 A1 gezeigt und beschrieben ist, und mit der mehrere zu bearbeitende Werkstücke gleichzeitig festgelegt werden können, um so eine rationelle Nutzung und Bearbeitung der Werkstücke zu ermöglichen.

Eine Bedingung hierfür ist, daß alle Werkstücke in der Vorrichtung in einer solchen Weise ausgerichtet werden müssen, daß eine mögliche Abweichung eines Werkstücks unter Kontrolle gehalten werden kann. Wichtig ist auch, daß das Aufspannen der zu bearbeitenden Werkstücke schnell ausgeführt werden kann und daß ein Wechsel der Werkstücke nach der Bearbeitung in einer kurzen Zeit erfolgen kann.

Bei der Mehrfachspannvorrichtung nach der DE 38 04 270 A1 werden die Werkstücke jeweils zwischen einem festgelegten Spannstück und beweglichen Spannstücken gehalten. Das Festspannen des Werkstücks erfolgt hierbei über eine Spannbacke, die mittels einer Schraube entlang einer Schräge gleitend bewegt werden kann. Eine solche Spannvorrichtung kann bevorzugt in NC-Werk­ zeugmaschinen genutzt werden, zeigt aber den Nachteil, daß dort die festen Spannbacken in jeder beliebigen Stellung am Rahmen positioniert werden können, und in der jeweiligen Stellung gegen den Rahmen bzw. unmittelbar gegen den Werkzeugmaschinentisch geklemmt werden. Dies erschwert eine sich wiederholende, genaue Positionierung der Werkstücke, da zur exakten Positionierung einer jeden festen Spannbacke die Verwendung von einem Meßgerät unerläßlich ist. Das hier gezeigte Feststellen der festen Spannbacke allein durch Kraftschluß erscheint nicht ausreichend, weil die Gefahr besteht, daß die einmal durch Messen festgelegte Position der festen Spannbacke unter der Einwirkung der Bearbeitungskräfte verändert wird, wobei der Größe der möglichen Spannkraft der Mehrfach­ spannvorrichtung durch den Reibschluß beim Festklemmen der festen Spannbacke eine Grenze gesetzt ist. Bei der vorstehend beschriebenen Mehrfachspannvorrichtung sind keine Vorkehrungen getroffen, um die beweglichen Spann­ backen in ihrer Spannstellung gegen seitliche Kräfte abzustützen, und ihre Betätigung kann nur von oben erfolgen, was in vielen Fällen nachteilig ist, weil dabei die Bearbeitungswerkzeuge oder überstehende Teile der zu spannenden Werkstücke hinderlich sein können.

Ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfachspannvorrichtung der in Frage stehenden Art so auszubilden, daß die Positionierung der festen Spannbacken exakt und reproduzierbar und in einfacher Weise erfolgen kann, und daß ihre Feststellung formschlüssig erfolgt, wobei die beweglichen Spannbacken in der Spannstellung auch gegen seitliche Kräfte ausreichend festgelegt sind, und ihre Betätigung von der Seite her möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 hervor.

Es ist kennzeichnend für die Erfindung, daß die feste Spannbacke in der Spannvorrichtung oder Maschine durch Paßstifte ausgerichtet ist. Verschiedene Kombinationen der Bohrungen in der festen Spannbacke können gegenüber anderen Bohrungen in der Spannvorrichtung oder dem Auf­ spannrahmen mit beispielsweise zwei Längsführungen ausge­ gerichtet werden. Damit ergibt sich der Vorteil, daß eine Anzahl von Spannbacken reproduzierbar in einer Spann­ vorrichtung angebracht sein können.

Eine weitere Spannvorrichtung zeigt die FR 24 21 030, wobei sich bei dieser ein Werkstück zwischen einem feststehenden Spannbock und einer beweglichen Spannbacke einspannen läßt. Zur Bewegung der beweglichen Spannbacke sind zwei mittels einer Schraubspindel gegenläufig antreibbare Keilstücke vorgesehen, wobei die Betätigung der Schraubspindel von der Seite der Spannvorrichtung aus erfolgt. Von einer solchen Spannbacken- Keilanordnung und -Betätigung wird im Prinzip unter anderem auch bei vorliegender Erfindung Gebrauch gemacht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1A, 1B und 1C die erfindungsgemäße Mehrfachspannvorrichtung in Draufsicht, Seitenansicht und Detailansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Anordnung mit mehreren eingespannten Werkstücken, und

Fig. 3 die Staffelung der Bohrungen und die Bewegung der Spannbacken.

Einige der charakteristischen Einzelheiten sind in den Fig. 1 dargestellt. Aus der Fig. 1A ist eine feste Spannbacke F und eine aus zwei Teilen (R1 und R2) bestehende bewegliche Spannbacke ersichtlich. Diese Einheit trennt zwei Werkstücke 1.

Die feste Spannbacke F hat die Form eines stumpfen Pfeiles mit zwei Gleitflächen 7 und 8, die einen Winkel miteinander formen. Die Spitze des Pfeiles ist symmetrisch zwischen den zwei Befestigungs-Längsträgern oder -führungen 4 und 5 oder den Schlitzen in einer Spannvorrichtung liegend.

Entlang dieser Flächen 7 und 8 können die zwei Teile der beweglichen Spannbacke gleiten. Die bewegliche Spannbacke in diesen Figuren besteht aus zwei Prismen (R1 und R2) mit drei Seiten im Querschnitt, bilden gestreckte Winkel miteinander und ein vierter ist geneigt gegenüber den zwei. Eine Sektion der Prismen formen Trapezoide. Die Neigung des vierten ist im wesentlichen die Hälfte des pfeilförmigen Winkels 9 der festen Spannbacke. Mit einer Schraubspindel A, deren Längsachse in der Zeich­ nung dargestellt ist, werden die zwei Prismen aufeinander zu oder voneinander weg bewegt. Die Prismen gleiten während der Bewegung entlang der Gleitflächen 7 und 8 der festen Spannbacke in einer Weise, daß deren Frontflächen 10 und 11 im wesentlichen parallel zur Richtung der Längsführungen 4 und 5 bewegt werden. Andere Methoden zur Ausübung von Spannkräften sind einem Fachmann bekannt.

Die zwei Prismen R1 und R2 und die pfeilförmige feste Spannbacke sind kennzeichnend für die vorliegende Erfindung.

Die Prismen sind mit der festen Spannbacke auf an sich bekannte Weise verbunden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Prismen gegen eine Art Rahmen ähnlich der Längsführungen 4 und 5 anliegend gleiten, und zwar pro Prisma einer. Die Prismen können auf einer flachen Fläche mit Schlitzen oder Nuten für die Ver­ ankerungsbolzen gleiten, da die Längsträger oder -führungen lediglich eine Befestigung an einer Maschine oder in einer Spannvorrichtung symbolisieren. Dies ist in Fig. 1B in Seitenansicht gezeigt. Die Längsachse der Schraubspindel A ist hier ebenfalls gezeigt. Um die Gefahr des Überschwenkens der Prismen zu reduzieren, hat sich die Verwendung eines Pyramidenstumpfes anstelle eines gestreckten Prismas als vorteilhaft erwiesen, was in der Fig. 1C gezeigt ist.

Hier ist ein Teil der Anordnung der Fig. 1B modifiziert. Die Modifikation besteht in einer solchen Neigung der Gleitflächen 7 und 8, daß diese einen Winkel kleiner als gestreckt mit dem Rahmen formen und daß den Pyramiden eine entsprechende Neigung an einer Seite gegeben wird. Dies ist klar aus der Fig. 1C ersichtlich, mit der Neigungskontaktlinie 12 zwischen Pfeilspitze und Pyramiden­ stumpf. Der verdeckte Punkt 13 ist ebenfalls dargestellt. Das vorhergehend beschriebene Bewegen der Frontflächen 10 und 11 der Prismen ist jetzt modifiziert in einer Weise, daß die Pyramiden nun gegen den Bodenrahmen gepreßt werden, da ein kleiner Keileffekt zwischen der Pfeilspitze und den früheren Prismen vorhanden ist. Die Frontflächen 10 und 11 formen, wie vorher, langgestreckte Winkel mit dem Bodenrahmen.

Die Gleitflächen 7 und 8 gegen R1 und R2 können auch mit Führungslippen oder Schlitzen versehen sein.

Mit der vorhergehenden Modifikation wird ein sicheres Einspannen des Werkstücks 1 gegen die Frontfläche der beweglichen Spannbacke erreicht.

Die Festlegung der festen Spannbacke F an den Längsträgern oder Längsführungen 4 und 5 wird in einer bevorzugten Ausführungsform mit zwei Verankerungsbolzen B durch die feste Spannbacke hindurch und beweglich in Schlitzen der Längsträger oder Längsführungen ausgeführt. Die Mit­ telachse der entfernbaren und entlang einer Längsführung gleit­ baren Verankerungsbolzen oder dergleichen, die die feste Spannbacke F auf einem Längsträger oder Aufspanntisch festlegen, ist in den Fig. 1, 2 und 3 mit der mittigen Bohrung gekennzeichnet.

In der Fig. 2 sind einige Werkstücke 1 und zwei Werkstücke 21 und 22 eingespannt dargestellt. Was in dieser Figur im Detail gezeigt wird, sind die zwei Werkstücke in der Mitte. Drei Paar Spannbacken F, R1 und R2 sind erforderlich, um die zwei Werkstücke festzuspannen. Hierbei ist es möglich, daß die zwei Werkstücke 21 und 22 unterschiedliche Längen haben können.

An jeder Seite der Werkstücke in Fig. 1A und 1B sind drei Bohrungen C in der festen Spannbacke F vorgesehen. Diese Bohrungen können auch in den Fig. 2 und 3 fest­ gestellt werden. In der Fig. 2 sind zwei Reihen solcher Bohrungen in den Längsführungen vorhanden. Diese Bohrungen sind teils von den Spannbacken F, R1 und R2 überdeckt.

Die Kombination der Bohrungen C in den festen Spannbacken und die Reihe der Bohrungen 14 ist ein weiteres Merkmal dieser Erfindung. Mit Blick auf die untere Reihe 15 in einer der Längsführungen und die untere Bohrung 16 in der festen Spannbacke, ist für einen Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, daß die festen Spannbacken gleichabständlich voneinander plaziert sein können, und zwar in einem Abstand 17 zwischen den Bohrungen in den Längsführungen. Es ist damit eine sehr einfache Angelegen­ heit, die festen Spannbacken in vorbestimmten Abständen voneinander festzulegen.

Mit großen Bohrungen oder Löchern, von zum Beispiel 10 mm Durchmesser, kann eine reproduzierbare und dauerhafte Ausrichtung der festen Spannbacken an den Längsträgern oder Längsführungen 4 und 5 oder einer Aufspannvorrich­ tung, mit Hilfe eines Paßstiftes oder dergleichen erreicht werden. Wenn eine Anzahl dieser Spannbacken entlang der Längsträger ausgerichtet sind, so können diese mittels der Verankerungsbolzen B an den Längsträgern oder Längsführungen festgelegt werden.

Eine mögliche Veränderung der Position dieser festen Spannbacken ist durch den Abstand 17 zwischen den Bohrungen in den Längsträgern vorbestimmt. Eine verbesserte Flexibili­ tät kann mit zwei Bohrungsreihen in den Längsführungs­ elementen und zwei weiteren Bohrungen an beiden Seiten der festen Spannbacken erzielt werden. Wenn sich eine Linie 18 durch die Mitte der Bohrungen in einem Längsführungs­ element mit einer anderen Linie 19 durch die Mitte ent­ sprechender Bohrungen in den festen Spannbacken schneidet, wird die Flexibilität der Ausrichtung der festen Spann­ backen entlang der Längsführungen weiter verbessert. Eine geeignet plazierte dritte Bohrung an beiden Seiten der festen Spannbacke erhöht darüberhinaus noch die Flexi­ bilität.

Eine Lösung derart, daß die Periodizität der Ausrichtung entlang der Längsführungselemente 4 und 5 oder in der Aufspannvorrichtung geringer ist als die Spannamplitude 20 oder Beweglichkeit der kegelstumpf­ förmigen Spannbacken R1 und R2, ist in der Fig. 3 gezeigt, in der eine der Spannbacken gegenüber der anderen in einer anderen Position ist. Die festen Spannbacken F können dann entlang der Längsführungselemente oder in den Schlitzen des Rahmens derart plaziert werden, daß ein Unterschied in der Länge der Werkstücke durch die beweglichen Spann­ backen R1 und R2 ausgeglichen werden kann.

Dem Fachmann auf diesem Gebiet ist verständlich, daß die vorerwähnte Anordnung nur das Ausrichten von unterschied­ lichen Werkstücken in einer Richtung löst, die mit der der Längsträger oder Schlitze übereinstimmt. Zur Aus­ richtung quer der Längsführungen kennt der Fachmann auf diesem Gebiet eine Vielzahl von Anschlägen oder Vor­ sprüngen, gegen die die Werkstücke gebracht werden, bevor sie in der vertikalen Richtung eingespannt werden.

Sowohl die festen Spannbacken als auch die beweglichen Spannbacken können in anderen Ausführungsformen auch als nicht­ geradlinige Führungsnuten oder Winkelspannbacken für runde Werkstücke ausgeführt sein. Die Vorsprünge können dann ebenfalls eine Nut im oberen Bereich aufweisen, um so auch flache Werkstücke einzuspannen. Diese Einzelheiten sind jedoch an sich bekannt und sind nicht Gegenstand dieser Erfindung.

Dem Fachmann auf diesem Gebiet ist verständlich, daß Stahl ein geeignetes Material für die Herstellung der beweglichen als auch der festen Spannbacken und der Führungsstifte F ist, die zum Zweck der Ausrichtung benötigt werden. Ein anderes hartes Material sollte jedoch auch im Rahmen des in den Ansprüchen niedergelegten Patentbegehrens in Betracht gezogen werden. Weicheres Material kann für das Einspannen von Werkstücken mit empfindlichen Oberflächen in den Zwischenlagen oder Vorsprüngen der Spannbacken zur Verwendung kommen.

Claims (4)

1. Mehrfachspannvorrichtung zum gleichzeitigen reproduzier­ bar ausgerichteten Festspannen mehrerer Werkstücke auf Werkzeugmaschinen, mit einem auf dem Werkzeugmaschinen­ tisch oder dgl. befestigbaren Rahmen, an dem mehrere feste Spannbacken längseinstellbar und feststellbar geführt sind, an deren Rückseite je eine ihr gegenüber spannbeweglich geführte bewegliche Spannbacke angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der beweglichen Spannbacke (R1, R2) an der festen Spannbacke (F) zwei symmetrisch angeordnete flache Gleit­ flächen (7, 8) ausgebildet sind, die unter einem stumpfen, sich zur festen Spannbacke (F) hin öffnenden Winkel zuein­ ander verlaufen und entlang der die in zwei Hälften unter­ teilte bewegliche Spannbacke (R1, R2) gleiten kann, so daß deren Werkstückanlageflächen (10, 11) in Richtung der Längserstreckung des Rahmens, d. h. in Spannrichtung, bewegt werden können, wobei zum Festklemmen der beiden Hälften (R1, R2) der beweglichen Spannbacke zwischen der festen Spannbacke (F) und dem Rahmen unter der Wirkung der Spann­ kraft entweder die Gleitflächen (7, 8) gegen den Rahmen hin entsprechend geneigt sind, oder in den Gleitflächen (7, 8) entsprechende Schlitze ausgebildet sind, die mit Vorsprüngen an den beiden Hälften (R1, R2) der beweglichen Spannbacke zusammenwirken, wobei ferner die Bewegung der beiden Spannbacken-Hälften (R1, R2) mittels einer ihnen zugeordneten Schraubspindel (A) erzeugbar ist, und wobei zur Längseinstellung der festen Spannbacken (F) am Rahmen mit gleichem gegenseitigem Abstand angeordnete Bohrungen (14) vorgesehen sind, mit denen entsprechende Bohrungen (C) in den festen Spannbacken (F) ausrichtbar sind zum Durchstecken von Bolzen, Stiften oder dgl.

2. Mehrfachspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Längsseiten (4, 5) des Rahmens jeweils zwei Reihen mit von Reihe zu Reihe gegeneinander versetzten Bohrungen (14) und in den festen Spannbacken beidends jeweils drei Bohrungen (C) vorgesehen sind, wobei eine Linie (19) durch zwei Bohrungen (C) eine Linie (18) durch zwei Bohrungen (14) schneidet.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mögliche Bewegungs­ amplitude (20) der beweglichen Spannbacken im wesentlichen größer ist als die Mindestdistanz zwischen den einzelnen festen Spannbacken, wobei dies durch die Kombination der Bohrungen (C) in den festen Spannbacken und dem Rahmen erreicht wird.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Spannbacken (F) und/oder die beweglichen Spann­ backen (R1, R2) an deren dem Werkstück (1) zugekehrten Seiten Futterstücke aufweisen, die in ihrer Form dem Werkstück (1) angepaßt sind.