DE4327471C1 - Selbstklemmendes Spannwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstklemmendes Spannwerkzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Spannwerkzeuge dieser gattungsgemäßen Art sind bekannt und haben sich in der Praxis zum stufenlosen Festspannen von Werkstücken auf einem Bearbeitungstisch bewährt.

Das DE-GM 81 27 044.5 beschreibt ein derartiges Spannwerkzeug, welches im allgemeinen über einen Haltebolzen am Bearbeitungstisch gehalten wird, wobei der erweiterte Kopf des Haltebolzens in eine T-Nut des Bearbei­ tungstisches eingreift. Durch Anziehen einer Kontermutter wird das Spannwerkzeug auf dem Bearbeitungstisch fixiert, was in gleicher Weise auch für einen Höhenaufbaublock gilt, der bei Werkstücken größerer Höhe zwischen dem eigentlichen Spannwerkzeug und dein Bearbeitungstisch montiert ist.

Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist jedoch eine relativ umständliche Fixierung des Spannwerkzeuges bzw. des Höhen­ aufbaublockes auf dem Bearbeitungstisch. Der Haltebolzen­ kopf bzw. die Kontermutter sind für einen Spannschlüssel nur schwer erreichbar, so daß die Montage umständlich und der Zeitaufwand relativ hoch ist.

Gemäß DE-GM 91 11 510.8 hat man versucht, die Erreichbar­ keit des Haltebolzens zu verbessern, indem man das Gehäuse der Grundeinheit wenigstens im oberen Bereich seines Aus­ schnittes weit zurückgezogen ausbildet. Nach wie vor muß jedoch der Spannschlüssel schräg angesetzt werden, so daß auch diese Lösung nicht voll zufriedenstellt.

Aus dem Prospekt der Firma Ferra-Tools, Hamburg "Baukasten Spanntechnik", November 1990, Seite 32, ist es bekannt, das Spannwerkzeug auf dem Bearbeitungstisch zu montieren, indem Madenschrauben von beiden Seiten des Gehäuses in entspre­ chende Gewindebohrungen eingeschraubt werden, die mit einer V-Nut, welche am Kopf des Haltebolzens ausgebildet ist, zum Eingriff kommen. Diese umständliche und äußerst zeitaufwen­ dige Fixierung des Spannwerkzeuges stellt keine Klemmvor­ richtung dar, sondern besteht aus Einzelmaßnahmen zur Hal­ terung des Spannwerkzeuges auf dem Tisch.

Das DE-GM 89 00 250 beschreibt eine Druckmittelzange für Ohr-Klemmen mit zwei Klemmgabeln, deren Spitzen über ein Spreizelement aufeinander zuführbar sind. Die Vorrichtung dient nicht einem dauerhaften Verspannen eines Werkzeuges, sondern lediglich zur Ausübung eines temporären Druckes zum Einzwicken einer Ohr-Klammer.

Schließlich beschreibt US-PS 36 30 391 eine Werkstückhand­ habungsvorrichtung zur Übergabe eines Werkstückes von einer stationären Presse zur nächsten für die Durchführung eines nachfolgenden Behandlungsvorganges. Die Handhabungsvorrich­ tung umfaßt Klemmgabeln, deren vordere Enden über ein hin­ teres Spreizelement zusammenführbar sind zur temporären Halterung des weiterzugebenden Werkstückes. Zum Aufklemmen eines Spannwerkzeuges auf den Bearbeitungstisch einer Werkzeugmaschine ist diese Handhabungsvorrichtung ungeeig­ net.

Angesichts dieser Problematik liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, das Spannwerkzeug der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es sich unter Vermeidung der aufge­ zeigten Nachteile rasch, problemlos und ohne Einsatz eines Spannschlüssels auf dem Bearbeitungstisch bzw. dem Höhen­ aufbaublock fixieren läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsge­ mäßen Spannwerkzeuges auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Nach der Erfindung ist im Gehäuse des Spannwerkzeuges eine Klemmvorrichtung angeordnet, die mit einem am Bearbeitungs­ tisch gehaltenen Bolzen zum Eingriff führbar ist. Der Hal­ tebolzen kann somit zunächst frei zugänglich auf dem Bear­ beitungstisch befestigt werden. Hierauf wird das Spannwerk­ zeug bzw. der Höhenaufbaublock über den Haltebolzen gescho­ ben, worauf mittels der Klemmvorrichtung eine form- und kraftschlüssige Verbindung zum Bearbeitungstisch herge­ stellt wird. Ein Spannschlüssel ist für diesen Fixiervor­ gang nicht erforderlich.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Klemmvorrichtung aus zwei schwenkbar gelagerten Klemm­ gabeln, die über ein verschiebbares Spreizelement betätig­ bar sind. Nach dem Aufschieben des Spannwerkzeuges bzw. des Höhenaufbaublockes auf den Haltebolzen wird das Spreizele­ ment endseitig zwischen den Klemmgabeln eingeschoben. Hier­ durch umgreifen die dem Schwenkpunkt gegenüberliegenden En­ den zangenförmig den Haltebolzen. Eine sichere Fixierung ist somit gewährleistet. Durch das Zurückziehen des Spreiz­ elementes werden die Klemmgabeln frei, so daß sich das zan­ genförmige Vorderende von dem Haltebolzen lösen kann. Vor­ teilhafterweise stehen die Klemmgabeln unter der Wirkung von federbelasteten Druckstücken entgegen der Schließrichtung. Wenn dementsprechend das Spreizelement zurückgezogen wird, öffnet sich der Zangeneingriff selbsttätig und gibt den Haltebolzen frei.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung steht das Spreizele­ ment unter dem Druck einer Feder, deren Kraft auf die Klemmgabeln gerichtet ist. Der Vorteil dieser Druckfeder liegt darin, daß der Zangeneingriff durch die beiden Klemm­ gabeln aufrecht erhalten wird, bis das Spreizelement durch äußere Krafteinwirkung zurückgeführt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Spannwerkzeuges ist das Spreizelement über einen Schwenkstift verschiebbar. Bei einem Drehen des Schwenkstiftes um seine Achse wird das Spreizelement zwi­ schen die freien Enden der Klemmgabel bzw. aus dem Wirkein­ griff geführt.

Das freie Ende des Schwenkstiftes kann mit dem Zahnkranz des Druckarmes in Eingriff stehen. Bei der Schließbewegung des Druckarmes wird das freie Ende des Schwenkstiftes zu­ rückgeführt, so daß das gegenüberliegende Ende das Spreiz­ element zwischen die freien Enden der Klemmgabeln führt. Das Ende des Schwenkstiftes kann auch selbst als Spreizele­ ment dienen. Bei dieser Ausgestaltung vollzieht sich der Fixiervorgang selbsttätig durch die Betätigung der Spindel beim Schließvorgang des Spannwerkzeuges. Umgekehrt wird die Fixierung automatisch gelöst, wenn sich durch Drehung der Spindel der Druckarm des Spannwerkzeuges hebt, wobei der Zahnkranz das freie Ende des Schwenkstiftes in entgegenge­ setzter Richtung führt. Das Spreizelement bzw. das Ende des Schwenkstiftes verläßt damit den Zwischenraum zwischen den Klemmgabeln, so daß der Zangeneingriff geöffnet und der Haltebolzen freigegeben wird.

Andererseits kann das freie Ende des Schwenkstiftes auch über einen Winkelhebel mit dem Zahnkranz des Druckarmes in Eingriff stehen. Diese Ausführungsform gestattet einen fla­ cheren Aufbau des gesamten Spannwerkzeuges, da der Schwenk­ stift weiter zurück in das Gehäuse verlegt werden kann.

Das Spreizelement bzw. das freie Ende des Schwenkstiftes lassen sich auch über ein U-förmiges Schiebeteil betätigen, welches von der Rückseite den Höhenaufbaublock bzw. das Spannwerkzeug umgreift.

Die beiden Klemmgabeln können um eine gemeinsame Achse schwenkbar gehalten sein. Andererseits kann jedoch auch jede der beiden Klemmgabeln eine eigene Schwenkachse besit­ zen.

Es lassen sich somit durch die beschriebene Klemmvorrich­ tung rasch, einfach und ohne zusätzliches Werkzeug sowohl das Spannwerkzeug als auch Höhenverstellblöcke selbsttätig aufeinander bzw. auf dem Bearbeitungstisch fixieren.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Spannwerkzeuges unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich­ nungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Spannwerk­ zeuges gemäß einer ersten Ausführungsform in geöffneter Stellung mit freigegebenem Halte­ bolzen teilweise aufgeschnitten,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung in Schließposition, wobei der Haltebolzen von der Klemmvorrichtung umgriffen ist,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Höhenauf­ baublockes, bei welchem die Klemmvorrichtung über ein U-förmiges Schiebeteil betätigbar ist,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Spannwerk­ zeuges mit einem Höhenaufbaublock teilweise im Schnitt, die jeweils über die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung den jeweiligen Haltebolzen um­ greifen,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform des Spannwerkzeuges, bei welcher der Schwenk­ stift der Klemmvorrichtung an seinem freien Ende mit dem Zahnkranz des Druckarmes in Ein­ griff steht,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch die Klemmvorrich­ tung des Spannwerkzeuges gemäß Fig. 5 in ge­ schlossener Stellung,

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung mit geöffneter Klemmvorrichtung,

Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch eine andere Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Spannwerkzeu­ ges, wobei das freie Ende des Schwenkstiftes über einen Winkelhebel mit dem Zahnkranz des Druckarmes in Eingriff steht,

Fig. 9 einen Horizontalschnitt durch die Klemmvorrich­ tung des in Fig. 8 wiedergegebenen Spannwerk­ zeuges in geöffneter Stellung und

Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Darstellung bei geschlossener Position der Klemmvorrichtung.

Das in den Fig. 1 und 2 wiedergegebene Spannwerkzeug 10 umfaßt ein Gehäuse 11, in welchem um eine Schwenkachse 12 ein Druckarm 13 schwenkbar gelagert ist. Auf der im Gehäuseinneren ange­ ordneten Rückseite des Druckarmes 13 ist ein Zahnkranz 14 ausgebildet, der mit einer vertikal im Gehäuse 11 gelager­ ten Spindel 15 in Eingriff steht. Das obere Ende der Spin­ del ist als profilierter Spindelkopf 16 ausgebildet für den Eingriff eines Schlüssels zur Betätigung des Spannwerkzeu­ ges 10. Durch Drehen der Spindel 15 läßt sich über den Ein­ griff mit dem Zahnkranz 14 der Druckarm 13 auf- bzw. ab­ schwenken. Am vorderen Ende trägt der Druckarm 13 einen Druckschuh 17, der mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff tritt.

Das Spannwerkzeug 10 wird über eine nachfolgend noch im De­ tail zu beschreibende und in ihrer Gesamtheit mit der Be­ zugsziffer 18 versehene Klemmvorrichtung an dem in den Zeichnungen nicht wiedergegebenen Bearbeitungstisch fi­ xiert.

Am Bearbeitungstisch bzw. auf der Oberseite des in Fig. 3 wiedergegebenen Höhenaufbaublockes 19 ist eine Gewindeboh­ rung 20 eingebracht, die der Aufnahme eines Haltebolzens 21 dient. Der Haltebolzen 21 trägt einen umlaufenden Rand 22, der sich beim Anziehen des Bolzens auf den Bearbei­ tungstisch bzw. die Oberseite des Höhenaufbaublockes 19 aufsetzt. Der Haltebolzen 21 ist mit einem profilierten Kopf 23 für den Eingriff eines Spannschlüssels zum Anziehen und Lösen des Haltebolzens 21 versehen.

Der Aufbau der Klemmvorrichtung 18 ergibt sich am deutlich­ sten aus den Fig. 6 und 7 bzw. 9 und 10. Die Fig. 6 und 7 zeigen die Klemmvorrichtung einmal in geschlossener und zum anderen in geöffneter Position, wobei zwei Klemmgabeln 24 und 25 vorgesehen sind, die um eine gemeinsame Schwenkachse 26 verdrehbar sind. Die beiden Klemmgabeln 24 und 25 stehen an ihren rückwärtigen Enden von außen unter der Einwirkung federbelasteter Druckstücke 27, die die Klemmvorrichtung 18 stets in ihre geöffnete Position zu drücken versuchen. Vom rückseitigen Ende ist ein Spreizelement 28 zwischen die beiden freien Enden der Klemmgabeln 24 und 25 einschiebbar. Wenn das Spreizelement 28 vorgeschoben wird, werden die beiden freien Enden der Klemmgabel 24 und 25 gegen die Wir­ kung der Druckstücke 27 nach außen geführt, wodurch die Klemmvorrichtung 18 in ihre geschlossene Position übergeht. Dabei umgreifen die Klemmgabeln 24 und 25 mit ihren vorde­ ren Enden den Haltebolzen 21, um damit das Spannwerkzeug 10 auf dem Bearbeitungstisch bzw. dem Höhenaufbaublock 19 zu fixieren. Wird entsprechend der Darstellung in Fig. 7 das Spreizelement aus dem Raum zwischen den beiden freien Enden der Klemmgabeln 24 und 25 herausgeführt, pressen die Druck­ stücke 27 die Enden der Klemmgabeln 24 und 25 zusammen, so daß die Vorderenden einen größeren Abstand voneinander ein­ nehmen und den Haltebolzen 21 freigeben.

Die Verschiebung des Spreizelementes 28 erfolgt über einen Schwenkstift 29, der um eine Horizontalachse 30 schwenkbar gelagert ist. Dabei kann das untere Ende des Schwenkstiftes 29 gleichzeitig die Funktion des Spreizelementes 28 über­ nehmen.

Zur Betätigung des Schwenkstiftes 29 sind verschiedene Aus­ führungsformen möglich.

Bei der in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsform ist ein U-förmiges Schiebeteil 31 vorgesehen, welches mit dem obe­ ren freien Ende des Schwenkstiftes 29 in Eingriff steht. Beim Herausziehen des Schiebeteils 31 folgt diesem der obere Teil des Schwenkstiftes. Da sich der Schwenkstift 29 um die Horizontalachse 39 dreht, wird der untere Teil als Spreizelement zwischen die rückwärtigen Enden der Klemmga­ beln 24 und 25 geführt. Dabei umgreifen die vorderen Enden der Klemmgabeln 24 und 25 den Haltestift 21. Beim Einschie­ ben des Schiebeteils 31 verläßt der untere Teil des Schwenkstiftes 29 die Klemmgabeln 24 und 25, welche wie­ derum den Haltebolzen 21 freigeben. Zwar ist in Fig. 3 diese Ausführungsform der Betätigung des Schwenkstiftes 29 an dem Höhenaufbaublock 19 erläutert. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, eine entsprechende Ausgestaltung an dem Spannwerkzeug 10 selbst auszuführen.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform steht das obere freie Ende des Schwenkstiftes 29 mit dem Zahnkranz 14 des Druckarmes 13 in Eingriff. Bei einer Drehung der Spin­ del 15 durch den Spannschlüssel 32 in Schließrichtung des Druckarmes 13 wird der obere Teil des Schwenkstiftes 29 in­ folge seines Eingriffes mit dem Zahnkranz 14 zurückgeführt, so daß der untere Teil die Klemmgabeln 24 und 25 im rück­ wärtigen Teil spreizt. Der vordere Teil der Klemmgabeln um greift beiderseits den Haltebolzen 21, so daß automatisch beim Schließen des Spannwerkzeuges eine Fixierung desselben auf dem Bearbeitungstisch bzw. dem Höhenaufbaublock 19 er­ folgt. Wird umgekehrt durch den Spannschlüssel 32 die Spin­ del 15 in Öffnungsrichtung des Druckarmes 13 betätigt, so schwenkt der Zahnkranz 14 des Druckarmes 13 den Schwenk­ stift 29 mit seinem oberen Teil nach vorn, so daß der un­ tere Teil die Klemmgabeln 24 und 25 in deren rückwärtigem Bereich verläßt. Der Haltebolzen 21 wird somit selbsttätig beim Lösen des Werkstückes durch den Druckarm 13 freigege­ ben.

Eine weitere Ausführungsform der Klemmvorrichtung 18 ist in Fig. 8 wiedergegeben. Der obere Teil des Schwenkstiftes 29 steht hierbei mittelbar über einen Winkelhebel 32 mit dem Zahnkranz 14 des Druckarmes 13 in Eingriff. Die Wirkungs­ weise ist jedoch die gleiche wie bei der zuvor anhand der Fig. 5 beschriebenen Ausführungsform. Die Ausführungsform gemäß Fig. 8 ermöglicht es jedoch, den Schwenkstift 29 wei­ ter in den rückwärtigen Bereich des Gehäuses 11 zu verle­ gen, wodurch eine niedrigere Bauweise des gesamten Spann­ werkzeuges 10 ermöglicht wird.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine alternative Ausgestaltung der Klemmvorrichtung 18. Es besitzen hierbei die beiden Klemm­ gabeln 24 und 25 jeweils eine eigene Schwenkachse 33 bzw. 34. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei der anhand der Fig. 6 und 7 erläuterten Ausführungsform.

Claims (8)

1. Selbstklemmendes Spannwerkzeug zum Festlegen von Werkstücken auf einem Bearbeitungstisch, insbesondere einem Werkzeugmaschinentisch, mit einem innerhalb eines Gehäuses gelagerten, um eine Achse schwenkbaren Druckarm, der von innen einen Gehäusespalt durchgreift und einen Zahnkranz trägt, über welchen er mittels eines Spindeltriebes relativ zum Bearbeitungstisch schwenkbar ist, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse des Spannwerkzeuges (10) bzw. eines Höhen­ aufbaublockes (19) angeordnete, zwei schwenkbar gelagerte Klemmgabeln (24, 25) umfassende Klemmvorrichtung (18), die mit einem am Bearbeitungstisch bzw. dem Höhenaufbaublock (19) gehaltenen Bolzen (21) zum Eingriff führbar ist, wobei die Klemmgabeln (24, 25) über ein Spreizelement (28) ver­ schwenkbar sind, welches über einen um eine Horizontalachse (30) gelagerten Schwenkstift (29) verschiebbar ist.

2. Spannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmgabeln (24, 25) unter der Wirkung von fe­ derbelasteten Druckstücken (27) entgegen der Schließrich­ tung der Klemmvorrichtung (18) stehen.

3. Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Ende des Schwenkstiftes (29) das Spreiz­ element darstellt.

4. Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizelement (28) über ein U-förmiges Schiebeteil (31) zwischen die Arme der Klemmgabeln (24, 25) führbar ist.

5. Spannwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Schwenkstiftes (29) mit dem Zahnkranz (14) des Druckarmes (13) in Eingriff steht.

6. Spannwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Schwenkstiftes (29) über einen Winkelhebel (32) mit dem Zahnkranz (14) des Druckarmes (13) in Eingriff steht.

7. Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmgabeln (24, 25) eine gemeinsame Schwenkachse (26) besitzen.

8. Spannwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-6, da­ durch gekennzeichnet, daß jede der Klemmgabeln (24, 25) eine eigene Schwenkachse (33, 34) besitzt.