DE4430457C2 - Spannarm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere für Werkzeugmaschinen.

In der Metallverarbeitung werden Spannvorrichtungen haupt­ sächlich bei spanabhebenden Bearbeitungsmaschinen einge­ setzt, zum Beispiel bei Drehbänken, Fräsmaschinen, Bearbei­ tungszentren, Bohrmaschinen usw. Die Spannvorrichtung dient nun dazu, das Werkstück in seiner gewünschten Position fest und zuverlässig zu halten, ohne daß dieses während der Bearbeitung verrutscht.

Aus der US 5,192,063 ist eine Spannvorrichtung bekanntgewor­ den, bei der ein Kolben mit einer Befestigungsnut, ein quer zur Kolbenstange angeordneter, axial formschlüssig auf ihr befestigter Spannarm und ein quer zum Spannarm sowie zur Kolbenstange angeordneter, im Spannarm vorgesehener Einstich vorgesehen sind. Dieser Einstich ist ein radialer Schlitz im Spannarm, wodurch die dem Schlitz benachbarten Teile des Spannarms in Richtung aufeinander zu federnd ausgebildet sind. Eine Schraube greift mit ihrem bolzenartigen Schaft in den Einstich der Kolbenstange ein. Die Drehposition des Spannarms an der Kolbenstange wird dadurch festgelegt, daß sich der Schlitz und damit auch die Öffnung verengen, wobei die Verengung des Schlitzes über einen Gewindeabschnitt der Schraube erfolgt. Der Spannarm läßt sich mit Hilfe der Schraube in einer gewünschten Position halten. Im verklemm­ ten Zustand des Spannarms ist auch die Schraube in radialer Richtung zwischen Kolbenstange und Spannarm verklemmt und greift gleichzeitig in die Befestigungsnut der Kolbenstange ein. Um bei dieser bekannten Spannvorrichtung den Spannarm von der Kolbenstange abnehmen zu können, muß die Schraube vollständig aus dem Einstich entfernt werden, wobei die Schraube bei diesem Vorgang leicht verlorengehen kann.

Weiterhin ist aus dem Katalog der Firma Andreas Meier GmbH & Co., 70707 Fellbach, 94/6 "Hydraulische Spannelemente", Seiten 33 bis 41 eine Spannvorrichtung bekannt, bei der der Spannarm ebenfalls einen radialen Schlitz aufweist und sich durch dessen Verengung mittels einer Schraube auch die Öffnung für die Kolbenstange verengt.

Die aus der EP 0 395 889 A2 bekannte Spannvorrichtung dient zum Spannen von Werkstücken mittels eines an der Kolbenstange angeordneten Spannkopfs. Über Anschlagstifte wird die Schwenkbewegung des Spannarms auf der Kolbenstange aufgehalten.

Schließlich ist auch aus der DE 43 21 387 A1 noch ein Schwenkanschlag bekannt, der sich mittels eines federnden Druckstücks auf die erforderliche Anschlaghöhe verschieben läßt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, bei der ein Entfernen der Schraube nicht erforderlich ist und dennoch eine für das Festklemmen ausreichende Reibungskraft übertragen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch eine Spann­ vorrichtung, umfassend eine Kolbenstange mit einer Befesti­ gungsnut, einen quer zur Kolbenstange angeordneten, axial formschlüssig auf ihr befestigten Spannarm, einen quer zum Spannarm sowie zur Kolbenstange angeordneten im Spannarm vorgesehenen Einstich, mindestens ein, mittels einer Schrau­ be spannbares, in den Einstich einsetzbar und dort ver­ schiebbar geführtes, in die Befestigungsnut eingreifen­ des Klemmstück, welches in dem Bereich, in dem es in die Be­ festigungsnut eingreift eine der Kontur der Befestigungsnut entsprechende Außenkontur aufweist, wobei der Spannarm durch Verklemmen des mindestens einen Klemmstücks mit der Schraube in einer gewünschten Position gehalten ist.

Dies hat den Vorteil, daß die Kolbenstange rotationssymme­ trisch ausgebildet werden kann, so daß ihre Fertigung ko­ stengünstiger wird. Außerdem ist es bei der erfindungsgemä­ ßen Spannvorrichtung möglich, den Spannarm in jeder beliebi­ gen Position quer zur Kolbenstange anzuordnen. Dies ist des­ halb möglich, weil die Kolbenstange nunmehr keine spezielle Formgebung aufweist, die zur Befestigung des Spannarms dient. Der Spannarm ist drehmomentenfrei auf dem freien Ende der Kolbenstange montierbar, und die Montage des Spannarms auf der Kolbenstange kann einfach und schnell erfolgen, denn die Kolbenstange braucht lediglich in eine entsprechende Bohrung des Spannarms eingeführt zu werden, bevor die Klemm­ stücke in einen länglichen Einstich nahe der Bohrung in den Spannarm eingeführt und verklemmt werden. Das Klemmstück liegt mit einer großen Fläche an der Kolbenstange an, so daß eine für den erforderlichen Kraftschluß ausreichende Rei­ gungskraft übertragen werden kann.

In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind zwei Klemmstücke vorgesehen. Dabei sind sowohl die beiden Klemmstücke als auch die Schraube in einem quer zur Kolbenstange angeordneten Einstich in dem Spannarm angeordnet.

Dies hat den Vorteil, daß der Spannarm mit wenigen Handgrif­ fen auf der Kolbenstange montiert werden kann.

Hierzu wird lediglich der Spannarm derart auf die Kolben­ stange aufgesetzt, daß das freie Ende der Kolbenstange durch eine Bohrung im Spannarm hindurchreicht. Anschließend werden die beiden Klemmstücke von zwei sich gegenüberliegenden Sei­ ten her in den Einstich eingeführt und dann mit einer Schraube verklemmt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Spannarm in Drehrichtung stufenlos positionierbar ist, denn durch ein leichtes Lösen der Schraube kann der Spannarm beliebig auf der Kolbenstange verdreht werden. Ist die gewünschte Positi­ on erreicht, wird die Schraube wieder angezogen und der Spannarm nimmt die eingestellte Position fest und unverrück­ bar ein.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist die Befestigungsnut im Nutgrund weich ausgebildet.

Dies hat den Vorteil, daß zur Unterstützung der Klemmvor­ richtung an einer beliebigen Stelle außerhalb der Klemmstücke eine Sicherungsschraube angebracht werden kann. Diese Si­ cherungsschraube wird in eine entsprechende, mit einem Ge­ winde versehende Bohrung im Spannarm eingeschraubt und so­ lange in die Befestigungsnut eingedreht, bis sich die Schraubenspitze in den weichen Nutgrund eingearbeitet hat.

In besonderen Anwendungsfällen kann damit der Spannarm zu­ sätzlich gesichert werden.

In einer anderen, besonderen Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Spannvorrichtung ist an der Stirnseite der Kolben­ stange ein Schaltnocken ansetzbar. Hierzu weist die Stirnseite der Kolbenstange eine konische Aufnahme mit einer sich daran anschließenden Gewindebohrung auf. Ein im wesentlichen länglicher Schaltnocken weist einen der konischen Aufnahme entsprechenden Zapfen auf. Mit diesem Zapfen wird der Schaltnocken in die konische Aufnahme eingesetzt und mit ei­ ner Schraube befestigt.

Dies hat den Vorteil, daß die exakte Position des Spannarms vollautomatisch erfaßbar ist. Hierzu wird die Spannvorrich­ tung mit einem induktiven oder kapazitiven Näherungsschal­ ter ausgestattet, der die Position des Schaltnockens jeder­ zeit elektronisch erfaßt. Aus der Position des Schaltnockens kann dann auf die Position des Spannarms geschlossen werden.

Somit ist die Position des Spannarms jederzeit vollautoma­ tisch bestimmbar.

In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind das bzw. die Klemmstücke im wesentli­ chen zylinderförmig, keilförmig, kugelförmig oder derglei­ chen ausgebildet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird an­ hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spann­ vorrichtung, geschnitten entlang der Linie I-I in Fig. 2; und

Fig. 2 ein Draufsicht einer erfindungsgemäßen Spannvor­ richtung gemäß Fig. 1, geschnitten entlang der Li­ nie II-II in Fig. 1.

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsge­ mäßen Gegenstand teilweise stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die Gegenstände der einzel­ nen Figuren sind teilweise überproportional vergrößert dar­ gestellt, damit ihr Aufbau besser gezeigt werden kann.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Spannvorrichtung 10 mit ei­ nem auf eine Kolbenstange 12 aufgesetztem Spannarm 14. Nahe dem freien Ende der Kolbenstange 12 ist eine umlaufende, im Querschnitt halbkreisförmige Befestigungsnut 16 vorgesehen. An der Stirnfläche 18 der Kolbenstange 12 ist eine trichter­ förmige oder konische Aufnahme 20 mittig angeordnet. An die Schmalseite der konischen Aufnahme 20 schließt sich in axialer Richtung eine Gewindebohrung 22 an.

Der Spannarm 14 weist eine kreisrunde Öffnung 24 zur Aufnah­ me der Kolbenstange 12 auf. Quer zur Kolbenstange 12 und quer zur Längsrichtung des Spannarms 14 ist im wesentlichen tangential zur Öffnung 24 ein durchgehender Einstich 26 vor­ gesehen. In den Einstich werden zwei Klemmstücke 28, 30 der­ art eingesetzt, daß jedes Klemmstück 28, 30 von einer ande­ ren Seite des Einstiches 26 in diesen hereingeschoben wird. Die Klemmstücke 28, 30 werden dann von einer Schraube 32 ge­ halten.

Die Klemmstücke 28, 30 sind im wesentlichen zylindrisch aus­ gebildet und sind in dem Bereich, in dem sie an die Kolben­ stange 12 anliegen, mit einer Ausnehmung 34 versehen, wobei der Radius der Ausnehmung 34 dem Durchmesser der Kolbenstan­ ge 12 entspricht. Außerdem weisen die Klemmstücke 28, 30 ei­ nen Vorsprung 36 auf, dessen Außenkontur der Form der Befe­ stigungsnut 16 entspricht. Außerdem ist das Klemmstück 28 mit einer Bohrung 38 und mit einer zylindrischen Aufnahme 40 versehen. Das Klemmstück 30 weist eine coaxial mit der Boh­ rung 38 angeordnete Zylinderbohrung 42 zur Aufnahme der Schraube 32 auf.

Zur Positionierung des Spannarmes 14 auf der Kolbenstange 12 werden die Klemmstücke 28, 30 von sich gegenüberliegenden Seiten in den Einstich 26 eingeführt, wobei jeweils das mit der Ausnehmung 34 versehene Ende der Klemmstücke 28, 30 zu­ erst in den Einstich 26 eingeführt wird. Anschließend wird in die Bohrung 38 und die zylindrische Aufnahme 40 des Klemmstückes 28 die Schraube 32 eingeführt und in eine Ge­ windebohrung 42 des Klemmstückes 30 geschraubt. Durch die Ausgestaltung der Klemmstücke 28, 30 entsprechend der Außen­ kontur der Kolbenstange 12 können die Klemmstücke 28, 30 durch die Schraube 32 soweit in den Einstich 26 hineingezo­ gen werden, daß die Klemmstücke 28, 30 mit ihrer Ausnehmung 34 eng an der Kolbenstange 12 und insbesondere in der Befe­ stigungsnut 16 der Kolbenstange 12 anliegen.

Während der Spannarm 14 vom Monteur in der gewünschten Posi­ tion gehalten wird, wird die Schraube 32 so stark angezogen, daß die Klemmstücke 28, 30 derart zwischen der Kolbenstange 12 und dem Spannarm 14 verspannt sind, daß eine kraftschlüs­ sige Verbindung zwischen Kolbenstange 12 und Spannarm 14 hergestellt ist. Durch die besondere Ausgestaltung der Klemmstücke 28, 30 können diese großflächig an der Kolben­ stange 12 anliegen und einen guten Kraftschluß gewährlei­ sten.

Durch den Vorsprung 36 der Klemmstücke 28, 30 greifen diese in die Befestigungsnut 16 der Kolbenstange 12 ein und ermög­ lichen so in axialer Richtung ein formschlüssiges Halten des Spannarmes 14 an der Kolbenstange 12.

Auf der dem Einstich 26 gegenüberliegenden Seite der Öffnung 24 ist in dem Spannarm 14 eine Gewindebohrung 44 vorgesehen. In diese Gewindebohrung 44 kann eine in der Zeichnung nicht dargestellte Schraube eingeschraubt werden. In Anwendungs­ fällen, in denen der zwischen Spannarm 14 und Kolbenstange 12 vorhandene Kraftschluß nicht ausreicht, kann diese Schraube bis in den Nutgrund 46 der Befestigungsnut 16 ein­ geschraubt werden. Dieser Nutgrund 46 ist, zum Beispiel durch eine fehlende Oberflächenhärtung, weich ausgebildet, so daß die Schraube im Nutgrund 46 in die Kolbenstange 12 eingreifen kann. Hierdurch wird der Spannarm 14 zusätzlich an der Kolbenstange 12 gehalten und ein Durchrutschen der Kolbenstange 12 zuverlässig verhindert.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann an die Stirnfläche 18 der Kolbenstange 12 ein länglicher Schaltnocken angesetzt werden. Der Schaltnocken weist einen der koni­ schen Aufnahme 20 entsprechenden Zapfen auf. Der Schaltnocken wird mit seinem Zapfen in die konische Aufnahme 24 ein­ gesetzt und mit einer Schraube in der Gewindebohrung 22 der Kolbenstange 12 befestigt.

Nachdem der Spannarm 14 auf der Kolbenstange 12 unverrückbar festgeklemmt ist, wird der Schaltnocken ebenfalls unverrück­ bar an der Kolbenstange 12 befestigt. Verdreht sich nun die Kolbenstange 12, so werden der Spannarm 14 und der Schalt­ nocken in gleicher Weise verdreht. Über in der Spannvorrich­ tung 10 angebrachte induktive und/oder kapazitive Näherungs­ schalter kann jederzeit die aktuelle Position des Schaltnockens festgestellt werden und aus der Position des Schaltnockens kann die Position des Spannarmes 14 hergeleitet werden.

Ein kapazitiver Näherungsschalter kann zum Beispiel ein Ma­ gnet sein.

Die Spannvorrichtung 10 kann auf im Handel erhältliche Hy­ drauliksysteme zur automatischen Betätigung der Spannvor­ richtung 10 montiert werden. Dabei können die Einzelteile der Spannvorrichtung 10 bezüglich der Abmessungen dem jewei­ ligen Anwendungsfall angepaßt werden.

Claims (5)

1. Spannvorrichtung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, umfassend

• - eine Kolbenstange (12) mit einer Befestigungsnut (16),
• - einen quer zur Kolbenstange (12) angeordneten, axial formschlüssig auf ihr befestigten Spannarm (14),
• - einen quer zum Spannarm (14) sowie zur Kolbenstange (12) angeordneten im Spannarm (14) vorgesehenen Ein­ stich (26)
• - mindestens ein, mittels einer Schraube (32) spannbares, in den Einstich (26) einsetzbar und dort verschiebbar geführtes, in die Befestigungsnut (16) eingreifendes Klemmstück (28, 30), welches in dem Bereich, in dem es in die Befestigungsnut (16) eingreift, eine der Kontur der Befestigungsnut (16) entsprechende Außenkontur auf­ weist, wobei
• - der Spannarm (14) durch Verklemmen des mindestens einen Klemmstücks (28, 30) mit der Schraube (32) in einer gewünschten Position gehalten ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei Klemmstücke (28, 30) vorgesehen sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigungsnut (16) im Nutgrund (46) weich ausgebildet ist.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite (18) der Kolbenstange (12) ein Schaltnocken (70) ansetzbar ist.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das bzw. die Klemmstücke (28, 30) im wesentlichen zylinderförmig, keilförmig, kugelförmig oder dergleichen ausgebildet sind.