DE4442802C1

DE4442802C1 - Nutenstein für Spannwerkzeuge

Info

Publication number: DE4442802C1
Application number: DE4442802A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lenzkes
Original assignee: Shanview Patents Ltd
Current assignee: SHANVIEW PATENTS Ltd DUBLIN IE
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2014-12-02
Also published as: EP0714731A1; EP0714731B1; DE59507816D1; IES950875A2; CA2163704C; CA2163704A1; ATE189786T1; US5695178A; IES66817B2; ES2144562T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Nutenstein zum Festspannen eines Spannwerkzeuges auf einer Unterlage, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Solche Nutensteine können Bestandteil einer Vorrichtung zum Festspannen eines Werkstückes auf einem Spanntisch sein. Sie dienen dazu, die Spannvorrichtung auf der Unterlage, insbesondere dem Spanntisch, festzuspannen. Der Spanntisch ist von entsprechenden T-nutenförmigen Ausnehmun gen durchzogen, wobei die Geometrie des Nutensteins an die Geo metrie der T-nutenförmigen Ausnehmungen des Spanntischs angepaßt ist. Der Nutenstein kann jedoch auch in anderer Weise zum Fest spannen eingesetzt werden. Die Erfindung kann auch an einer T- Nuten-Schraube verwirklicht werden, also an einer Schraube, deren Kopf entsprechend ausgebildet ist und in die T-nuten förmige Ausnehmung eingreift. Die Erfindung bezieht sich somit allgemein auf ein Befestigungselement zum Eingriff in eine Nute, obwohl sie nachfolgend am Beispiel des Nutensteins erläutert wird.

Aus dem Prospekt der Firma Heinrich Kipp Werk, Spanntechnik + Normelemente, 7247 Sulz (Neckar), Seiten 42 bis 44, 1989, bekannte Nutensteine weisen einen Grundkörper auf, der von einer Gewindebohrung oder einer Durchgangsbohrung durchsetzt wird, die für den Eingriff einer Befestigungsschraube bestimmt ist. Der Grundkörper besitzt einen Sockel, der sich zu in einem unteren Bereich angeordneten Verankerungsfortsätzen verbreitert, die in den Grund der T-nutenförmigen Ausnehmung eingreifen, während der Sockel zwischen den Randbereichen der Nut, also dem Nutenhals, zu liegen kommt. Die T-nutenförmigen Ausnehmungen weisen unter schiedliche Geometrie, insbesondere unterschiedliche Größe auf, wobei die Halsweite der T-nutenförmigen Ausnehmung und die Breite der Nut im Nutgrund in gewisser Relation zueinander stehen. Jedoch sind für T-nutenförmige Ausnehmungen unterschied licher Größe auch unterschiedliche Nutensteine erforderlich, die in der Ausbildung des Sockels, also der Sockelbreite und der Breite der Verankerungsfortsätze aufeinander abgestimmt sind.

Ein Nutenstein der eingangs beschriebenen Art ist auch aus der EP 0 391 346 B1 bekannt. Er wird in Verbindung mit einer Spann vorrichtung zum Festspannen eines Werkstückes eingesetzt. Der Nutenstein besitzt einen Sockel, der in der Regel die Verdreh sicherheit des Nutensteins im Nutenhals erbringt. Unterhalb des Sockels ist eine Spannplatte vorgesehen, die an zwei gegenüber liegenden Stellen gegenüber dem Sockel vorsteht und so ein Paar von Verankerungsfortsätzen bildet. Diese Verankerungsfortsätze greifen in den Grund der T-nutenförmigen Ausnehmung in der Unterlage, insbesondere in einem Spanntisch, ein. Dieser bekann te Nutenstein ist nur für eine T-nutenförmige Ausnehmung mit feststehender entsprechender Geometrie anwendbar. Wenn ein Werkstück beispielsweise auf einem anderen Spanntisch gespannt werden soll, welcher T-nutenförmige Ausnehmungen mit einer anderen Geometrie besitzt, kann der vorliegende Nutenstein nicht benutzt werden, sondern muß durch einen Nutenstein der anderen Abmessung ersetzt werden. So ist es üblich, daß beim Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere an spanenden Werkzeugmaschinen, verschiedene Sätze von Nutensteinen unterschiedlicher geome trischer Ausbildung vorrätig zu halten sind, die dann wahlweise eingesetzt werden. Der Aufwand und die Bevorratung ist entspre chend. Auch das Umrüsten der Spannwerkzeuge erfordert Zeit.

Die US-PS 2,372,716 zeigt einen Nutenstein zum Positionieren eines Werkstückes auf einer mit einer T-nutenförmigen Ausnehmung versehenen Unterlage. Zu diesem Zweck wird ein Nutenstein eingesetzt, der jedoch nicht mit der Unterlage, sondern mit dem Werkstück durch eine Befestigungsschraube verbunden wird. Der Nutenstein weist als einstückiger Körper zwei übereinander befindliche Querschnittsbereiche auf. Der Querschnitt mit der größeren Breite greift dabei in das Werkstück ein, während der Querschnitt mit der geringeren Breite in den Nutenhals eine T- nutenförmigen Ausnehmung eingesteckt wird. Dieser letztere Querschnitt ist etwa sechseckig gestaltet und besitzt drei unterschiedliche Breiten, so daß das Werkstück in drei T-nuten förmige Ausnehmungen mit unterschiedlich breiten Nutenhälsen lose einsetzbar ist. Mit diesem Nutenstein ist es möglich, ein Werkstück auf einer Unterlage zu positionieren und an einer Verdrehung um eine Hochachse zu hindern. Ein Festspannen eines Werkstückes ist damit nicht möglich.

Die DE 42 44 395 A1 zeigt einen Nutenstein, der in eine Nut von oben einsetzbar ist. Demzufolge weist dieser Nutenstein auch nur ein einziges Paar von Verankerungsfortsätzen auf, wie dies an sich auch bei den gattungsbildenden Nutensteinen der Fall ist.

Das DE-GM 73 14 053 zeigt einen Richtanschlag, der zwar in eine T-Nut einsetzbar ist. Er dient jedoch nicht zum Festspannen eines Spannwerkzeuges oder eines Werkstückes oder dergleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nutenstein der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, der in mehreren T- nutenförmigen Ausnehmungen, mindestens in zwei solcher Aus nehmungen, seine Funktion erfüllen kann. Es soll damit ein Nutenstein geschaffen werden, mit dem unterschiedliche Größen bereiche T-nutenförmiger Ausnehmungen bedient werden können.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Nutenstein der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die Spannplatte ein weiteres Paar Verankerungsfortsätze aufweist, derart, daß die Spannplatte mit dem weiteren Paar von Verankerungsfortsätzen an die Breite im Nutgrund mindestens einer weiteren T-nutenförmigen Ausnehmung mit unterschiedlicher Breite angepaßt ist und der Sockel an die Breite des Nutenhalses der weiteren T-nutenför migen Ausnehmung mit unterschiedlicher Breite angepaßt ist.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Spannplatte entlang ihres Umfanges unterschiedlich auszubilden und dabei mindestens ein weiteres Paar Verankerungsfortsätze zu realisieren, die sich hinsichtlich ihrer geometrischen Abmessungen von dem ersten Paar Verankerungsfortsätze unterscheiden, so daß der Nutenstein wahlweise in die eine oder andere T-nutenförmige Ausnehmung einsetzbar ist. Sicherlich können mit diesem neuen Nutenstein nicht sämtliche T-förmigen Ausnehmungen bedient werden, immerhin aber lassen sich einige Ausnehmungen - mindestens zwei - damit überbrücken, so daß sich in dieser einfachsten Ausführungsform bereits die Anzahl der auf Vorrat zu haltenden Nutensteine halbiert. Der Gedanke kann natürlich auch mehrfach erweitert werden, wobei dann - zumindest bereichsweise - ein Universal- Nutenstein entsteht, der T-förmige Ausnehmungen in einem gewissen Bereich abzudecken in der Lage ist.

Insbesondere kann der Sockel rechteckige Umrißgestaltung auf weisen, wobei die beiden Paare von Verankerungsfortsätzen an der Spannplatte bezüglich der Achse der Gewindebohrung um einen Winkel von 90° gegeneinander verdreht vorgesehen sind. Damit kann auch der Sockel in beiden Anwendungsfällen als Verdreh sicherung dienen, und es ergibt sich die volle Tragfähigkeit des Nutensteins in beiden Relativlagen.

Die Spannplatte kann aber auch bezüglich der Achse sich entgegen der Festdrehrichtung der Befestigungsschraube radial verbrei ternde Umfangsbereiche aufweisen. Damit wird ein Universal- Nutenstein geschaffen, der über einen bestimmten Größenbereich von Nuten anwendbar ist. Dieser Nutenstein kann den Vorteil besitzen, daß er zumindest in einige der bedienbaren Nuten auch von oben her einsetzbar ist, so daß es bei besonders langen Nuten nicht erforderlich ist, den Nutenstein seitlich einzu schieben und bis zur Befestigungsstelle zu befördern. Beim Anziehen der Befestigungsschraube wird gleichsam eine gewisse Automatik erzielt. Solange der Nutenstein mit seiner Gewinde bohrung ausschließlich Kontakt zu der Befestigungsschraube hat, reicht diese Haftung aus, um beim Anziehen der Befestigungs schraube den Nutenstein in der Nut querzustellen, jedenfalls soweit, bis seine entsprechenden Bereiche seitlich am Grunde der Nut zur Anlage kommen. Dies ist zugleich die sinnvollste Verankerungsstellung für den Nutenstein, und beim weiteren Anziehen der Befestigungsschraube wird der feste Sitz erreicht. Umgekehrt gestaltet sich das Lösen des Nutensteins, indem die Befestigungsschraube nach der anderen Seite, also in Losdreh richtung, verdreht wird. Auch dabei wird nach dem Lösen der Nutenstein wieder mitgenommen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eines der beiden Paare von Verankerungsfortsätzen an die Geometrie einer T-nutenförmigen Ausnehmung eines Führungsschuhs einer Vorrichtung zum Festspan nen eines Werkstücks angepaßt ist. Hierdurch ergibt sich dann der besondere Vorteil, daß eine solche Vorrichtung zum Fest spannen mit ihrem Führungsschuh nicht nur auf der Unterlage, beispielsweise dem Spanntisch, festspannbar ist, sondern es ergibt sich die Möglichkeit, mehrere Führungsschuhe übereinander zu türmen und gegenseitig festzuspannen, so daß damit in einfacher Weise eine Möglichkeit gegeben ist, die Spannhöhe der Vorrichtung zum Festspannen eines Werkstücks an die Werkstück höhe anzupassen. In diesem Falle können die geometrischen Abmessungen der beiden Paare von Verankerungsfortsätzen relativ weit auseinander liegen, d. h. sich erheblich unterscheiden, weil die T-förmigen Ausnehmungen in einem Spanntisch in der Regel kleiner bemessen sind als die T-förmigen Ausnehmungen in einem Führungsschuh.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Festspannen eines Werkstückes auf einer Unterlage in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Nutensteins,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Nutensteins,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Nutensteins,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Nutensteins,

Fig. 6 eine Stirnansicht zweier Führungsschuhe übereinander, festgespannt an einem Spanntisch und

Fig. 7 verschiedene Draufsichten auf einen weiteren Nutenstein, jeweils eingesetzt in unterschiedlich breite Nuten.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Festspannen eines Werk stückes auf einer Unterlage perspektivisch dargestellt. Die Spannvorrichtung weist als wesentliche Elemente einen Führungs schuh 1 und einen Spannhebel 2 auf. Der Spannhebel 2 ist nach Art eines Kipphebels ausgebildet und etwa in seinem Mittel bereich schwenkbar an einer Lagerplatte 3 (Fig. 6) gelagert. Der Spannhebel 2 weist einen Klemmschenkel 4 auf, mit dem das Werkstück auf der Unterlage, beispielsweise dem Spanntisch, festgespannt wird. Der Spannhebel 2 besitzt ansonsten von seinem Lager aus gesehen nach rückwärts einen Spannschenkel 5, dessen freies Ende von einer Spannschraube 6 durchsetzt wird, die sich in der Spannstellung auf der Lagerplatte 3 abstützt. Durch Anziehen der Spannschraube 6 erfolgt das Festspannen des Werk stückes, indem der Spannhebel 2 um sein mittig angeordnetes Lager verschwenkt.

Zur Befestigung des Führungsschuhs 1 der Vorrichtung an einer Unterlage, beispielsweise einem Spanntisch 7 (Fig. 6) dient ein Nutenstein 8, dem eine Befestigungsschraube 9 zugeordnet ist, die eine entsprechend gestaltete Bohrung 10 im Bereich des Bodens 11 des Führungsschuhs 1 durchsetzt und sich dort an einer kegeligen Fläche abstützt. Die Befestigungsschraube 9 greift in eine Gewindebohrung 12 in dem Nutenstein 8 ein. Die Gewindeboh rung 12 kann durchgehend, aber auch als Sackbohrung ausgebildet sein.

Der Nutenstein 8 besitzt zentrisch zu seiner vertikalen Achse 13 die Gewindebohrung 12. In seinem oberen Bereich ist ein Sockel 14 vorgesehen, der bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 rechteckige Gestalt besitzt. Unterhalb des Sockels 14 befindet sich eine Spannplatte 15. Der Sockel 14 und die Spannplatte 15 sind einstückig ausgebildet. Auch die Spannplatte 15 besitzt bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 rechteckigen Umriß und bildet gegenüber dem Sockel ein erstes Paar Verankerungsfort sätze 16. Die Spannplatte 15 steht jedoch nicht nur nach diesen beiden entgegengesetzten Richtungen gegenüber dem Sockel 14 vor, sondern auch noch in einer um 90° um die Achse 13 gedrehten Stelle. Dort ist ein zweites Paar Verankerungsfortsätze 17 gebildet. Die beiden Paare der Verankerungsfortsätze 16 und 17 besitzen unterschiedliche geometrische Abmessungen, so daß der Nutenstein 8 einmal in seiner Längsrichtung und einmal um 90° gedreht in seiner Querrichtung in eine T-nutenförmige Ausnehmung einsetzbar ist. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist in Verbindung mit der Darstellung der Fig. 6 zu sehen. Der Spanntisch 7 weist eine T-nutenförmige Ausnehmung 18 auf, in die der Nutenstein 8 so eingesetzt ist, daß das Paar Verankerungs fortsätze 16 entsprechend der Ausbildung der Ausnehmung 18 einsetzbar ist und seine Funktion erfüllt. Durch Anziehen der unteren Befestigungsschraube 9 wird ein Führungsschuh 1 auf dem Spanntisch 7 festgespannt. Fig. 6 läßt aber noch einen weiteren Führungsschuh 1 in identischer Ausbildung erkennen, der auf dem festgespannten Führungsschuh 1 aufgesetzt und ebenfalls festge spannt ist. Hierzu dient der Nutenstein 8 mit seiner Befesti gungsschraube 9. Dieser Nutenstein 8 ist um 90° gedreht in eine (obere) T-nutenförmige Ausnehmung 19 im unteren Führungsschuh 1 eingesetzt, so daß das Paar Verankerungsfortsätze 17 des Nuten steins 8 hier ihre Funktion erfüllen. In die obere T-nutenförmi ge Ausnehmung 19 des oberen Führungsschuhs 1 ist die Lagerplatte 3 mit dem Spannhebel 2 eingeschoben, so daß der Klemmschenkel 4 mit seinem vorderen Ende in einer Stellung ist, in der er ein relativ hoch ausgebildetes Werkstück, welches auf der Oberfläche des Spanntisches 7 aufliegt, festspannen kann. Während Fig. 6 gleichsam eine zweistöckige Ausbildung des Führungsschuhs 1 zeigt, ist ebenso leicht vorstellbar, wie mehrere Führungsschuhe 1 gemäß Fig. 1, also in einstöckiger Ausbildung, übereinander festgespannt werden können. Um das Herausschieben der Lagerplat te 3 nach vorn, also in Richtung auf das zu spannende Werkzeug, zu begrenzen, kann im vorderen Bereich der Ausnehmung 19 ein Schweißpunkt 20 oder ein anderes Hindernis vorgesehen sein.

Während die Ausführungsform des Nutensteins 8 gemäß den Fig. 1, 2 und 6 sowohl im Bereich der Spannplatte 15 wie auch im Bereich des Sockels 14 rechteckige Gestalt besitzt, zeigt Fig. 3 eine Ausführungsform bei der sowohl der Sockel 14 als auch die Spannplatte 15 eliptische Gestalt aufweisen so daß im Bereich der Spannplatte 15 das erste Paar Verankerungsfortsätze 16 entsprechend der kleinen Halbachse der Elipse und das andere Paar Verankerungsfortsätze 17 entsprechend der großen Halbachse ausgebildet und angeordnet sind. Dazwischen befinden sich im Übergangsbereich gleichsam stufenlos weitere Paare von Veranke rungsfortsätzen 21 und 22.

Die Ausführungsform des Nutensteins gemäß Fig. 4 baut auf sechseckigem Umriß des Sockels 14 und der Spannplatte 15 auf. Es sind hier somit drei Paare von Verankerungsfortsätzen 16, 17,21 realisiert, so daß dieser Nutenstein 8 in mindestens drei unter schiedlich dimensionierte Ausnehmungen 18 bzw. 19 einsetzbar ist.

Der Nutenstein 8 gemäß Fig. 5 stellt ähnlich wie die Ausfüh rungsform der Fig. 3 wiederum einen Universal-Nutenstein dar. Dieser besitzt radial zu seiner Achse 13 entgegen der Festdreh richtung der Befestigungsschraube 9 radial sich verbreiternde Umfangsbereiche 23, so daß hier nacheinander mehrere Paare von Verankerungsfortsätzen 16, 17, 21, 22 gebildet sind. Es ist ein gleichsam stufenloser Übergang vorgesehen. Ein solcher Nuten stein 8 läßt sich zumindest in einige der Ausnehmungen auch von oben einsetzen und durch Drehen der Befestigungsschraube 9 so um seine Achse 13 mitnehmen, daß je nach der Breite der Ausnehmung 18 bzw. 19 im Nutgrund die Spannplatte 15 und/oder der Sockel 14 - bei entsprechender ähnlicher Gestaltung - anschlagen. Auf diese Art und Weise ist der Hals der Ausnehmung 18, 19 hinter griffen, und die Verankerungsfortsätze können ihre Wirkung erfüllen. Die Führungsschuhe 1 weisen parallel ausgebildete Aufsetzflächen 24 und 25 auf.

In Fig. 7 ist ein weiterer Nutenstein 8 in Verbindung mit unterschiedlich breiten Nuten dargestellt. Der Nutenstein 8 besitzt einen eliptisch abgerundeten Sockel 14 und eine Spannplatte 15 mit ähnlicher Formgebung, die über den Umfang gegenüber dem Sockel 14 vorsteht. Beim Einsetzen und Festspannen in unterschiedlich breite Ausnehmungen 18 ist es der Sockel 14, der an den Seitenwänden der Nuten zum Anschlag kommt und damit die Verankerungsdrehbewegung begrenzt. Es ist ersichtlich, daß dieser Nutenstein für eine ganze Reihe von Nuten unterschied licher Breite in einem gewissen Breitenbereich eingesetzt werden kann. Zur Verdeutlichung sind die einander überdeckenden Flächen, an denen die Kraftübertragung stattfindet, schraffiert hervorgehoben.

Claims

1. Nutenstein (8) zum Festspannen eines Spannwerkzeuges auf einer zumindest eine T-nutenförmige Ausnehmung (18) aufweisenden Unterlage, insbesondere einem Spanntisch (7), mit einem unrunde Querschnittsgestalt aufweisenden Sockel (14), der an die Breite des Nutenhalses der T-nutenförmigen Ausnehmungen (18) angepaßt ist, mit einer Spannplatte (15), die ein Paar gegenüber dem Sockel (14) vorstehender Verankerungsfortsätze (16) in symme trischer Anordnung aufweist und mit diesem Paar von Veranke rungsfortsätzen an die Breite im Nutgrund der T-nutenförmigen Ausnehmungen (18) angepaßt ist, und mit einer den Sockel (14) und die Spannplatte (15) durchsetzenden Gewindebohrung (12) zum Eingriff einer Befestigungsschraube (9), dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (15) ein weiteres Paar Verankerungsfortsätze (17) aufweist, derart, daß die Spannplatte (15) mit dem weiteren Paar von Verankerungsfortsätzen an die Breite im Nutgrund mindestens einer weiteren T-nutenförmigen Ausnehmung (19) mit unterschiedlicher Breite angepaßt ist und der Sockel (14) an die Breite des Nutenhalses der weiteren T-nutenförmigen Ausnehmung (19) mit unterschiedlicher Breite angepaßt ist.

2. Nutenstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (14) rechteckige Umrißgestaltung aufweist und daß die beiden Paare von Verankerungsfortsätzen (16, 17) an der Spann platte (15) bezüglich der Achse (13) der Gewindebohrung (12) um einen Winkel von 90° gegeneinander gedreht vorgesehen sind.

3. Nutenstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (15) bezüglich der Achse (13) sich entgegen der Festdrehrichtung der Befestigungsschraube (9) radial verbrei ternde Umfangsbereiche (23) aufweist.

4. Nutenstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Sockel (14) bezüglich der Achse (13) sich entgegen der Fest drehrichtung der Befestigungsschraube (9) radial verbreiternde Umfangsbereiche aufweist.

5. Nutenstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Paare von Verankerungsfortsätzen (17) an die Geometrie einer T-nutenförmigen Ausnehmung (19) eines Führungsschuhs (1) einer Vorrichtung zum Festspannen eines Werkstücks angepaßt ist.