EP2080591A2 - Klemmvorrichtung zum Einspannen von Werkstücken - Google Patents

Klemmvorrichtung zum Einspannen von Werkstücken Download PDF

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EP2080591A2
EP2080591A2 EP09000074A EP09000074A EP2080591A2 EP 2080591 A2 EP2080591 A2 EP 2080591A2 EP 09000074 A EP09000074 A EP 09000074A EP 09000074 A EP09000074 A EP 09000074A EP 2080591 A2 EP2080591 A2 EP 2080591A2
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clamping
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hand thread
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    • B25B1/24—Details, e.g. jaws of special shape, slideways
    • B25B1/2489—Slideways

Definitions

  • the invention relates to a clamping device for clamping workpieces, in particular of machined blanks.
  • the clamping device consists essentially of a carrier with a plane surface for clamping the workpieces and at least two in the carrier to each other slidably guided jaws.
  • clamping devices are used for example for machining blanks made of copper or graphite by machining such as milling, grinding, drilling or the like.
  • the blanks are for this purpose sawed from plates so that the desired shape can be worked out without much waste of material.
  • the clamping jaws In order to minimize the preparatory work for clamping the blanks, the clamping jaws should be designed so that blanks with non-parallel side walls can be firmly clamped. Therefore, the invention of clamping devices with such jaws, in whose cheeks so-called pendulum jaws are pivotally mounted in cylindrical recesses. These pendulum jaws adapt well to the side walls of the blanks, so that the clamping force is optimally introduced into the workpiece.
  • jaws are commonly used in practice with so-called Niederzugfunktion. In the case of these jaws, the jaw walls are obliquely cut in the upper area, so that during clamping the upper piece springs downwards and the workpiece is pulled downwards.
  • the pull-down function is produced by inserting in a groove in the upper region of the jaw walls an obliquely downwardly directed spring leaf, which easily digs into the side wall of the workpiece during clamping with a sharp edge and firmly fixes the workpiece depresses the plane surface of the carrier.
  • an obliquely downwardly directed spring leaf which easily digs into the side wall of the workpiece during clamping with a sharp edge and firmly fixes the workpiece depresses the plane surface of the carrier.
  • the pendulum jaws in such a way that they are effective at the same time as Niederzugbacken.
  • This is achieved according to the proposal of the invention, characterized in that the recesses inclined symmetrically from the top to the outside obliquely and the embedded therein jaws are supported on its underside by springs, so that the pendulum jaws are pulled down when pressed against the workpiece against the spring force ,
  • the jaws are designed according to a further feature of the invention, that the jaw body are guided below the plane surface with a threaded bush in a groove-shaped recess, and that the threaded bushes each with a right-hand thread and a Left threads are provided, wherein the threads are detected by two clamping jaws by a synchronous spindle, which are equally provided with a right-hand thread and a left-hand thread.
  • the clamping device shown in the figures consists essentially of a carrier body 1 with a plane surface 2 for clamping the zu machining workpieces 3 and at least two in the carrier body 1 to each other slidably guided jaws 4, in the jaw members 5 so-called pendulum jaws 6 are pivotally mounted in cylindrical recesses 7.
  • pendulum jaws 6 have the advantage that they adapt well even with blanks with non-parallel side walls 24, so that the clamping force is optimally introduced into the workpiece 3 (see FIGS. 12 to 14 ).
  • the axes of the pendulum jaws 6 are inclined from above symmetrically to each other obliquely outwards.
  • the pendulum jaws 6 are supported on their underside by resilient elements 8 such as rubber rings, spring plate or coil springs, so that the pendulum jaws 6 are pulled down when pressed against the workpiece 3 against the spring force.
  • resilient elements 8 such as rubber rings, spring plate or coil springs
  • the jaw members 5 are slidably guided below the plane surface 2 with a threaded bushing 9 in a guide channel 10 of the carrier body 1.
  • the threaded bushes 9 are each provided with a right-hand thread 11 and a left-hand thread 11 '(see FIGS. 6 and 7 ), wherein the threads are detected by two jaws 4 by a synchronous spindle 13, which are equally provided with a right-hand thread 12 and a left-hand thread 12 '(see FIG. 8 ).
  • three guide springs 14 are integrally formed on the inner wall of the guide trough 10 in the present embodiment.
  • the inner wall of the guide trough 10 is, as from the FIGS. 4 and 5 seen in its center by a transverse wall 16 which terminates at the top with the flat surface 2 and the support body 1 gives additional stability.
  • This transverse wall 16 is also provided with a bore 17 corresponding to the outer diameter of Synchronous spindle 13 is provided, wherein the axis of the bore 17 relative to the axis of the guide groove 10 is slightly offset downwards.
  • the synchronous spindle 13 has in turn in the middle an annular groove 18 whose width "B" is slightly larger than the thickness "D" of the transverse wall 16.
  • This annular groove 18 is used when installing the synchronous spindle 13 in the guide groove 10 for axial fixation in the bore 17, by the synchronous spindle 13 is raised during insertion into the bore 17 as soon as the annular groove 18 has reached the transverse wall 16.
  • a hexagon socket 19 is formed (see also FIG. 8 ) to rotate the spindle 13 for moving the jaws 4 by means of an Allen wrench.
  • the pendulum jaw 6 also has at its projecting beyond the flat surface 2 end of a corrugated contact surface 23 which is aligned approximately perpendicular to the plane surface 2.
  • This contact surface 23 is expediently slightly curved so that it can easily adapt to any unevenness of the side walls 23.
  • FIGS. 13 to 14 is clearly shown how a workpiece 3 can be clamped safely and plangenau with only raw sawn sidewalls 24 in the clamping device.
  • the side walls 24 as from the cutting area in FIG. 14 recognizable, to be formed within certain limits not parallel.
  • the side walls 24, as shown FIG. 13 recognizable, slightly obliquely directed to the plane 2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

Die vorliegende Klemmvorrichtung dient zum Einspannen von Werkstücken, insbesondere von zu bearbeitenden Rohlingen aus Kupfer oder Graphit. Die Klemmvorrichtung besteht hierbei im Wesentlichen aus einem Trägerkörper (1) mit einer Planfläche (2) zum Aufspannen der Werkstücke und mindestens zwei im Trägerkörper (1) zueinander verschieblich geführten Klemmbacken (4). In den Backenkörpern (5) sind so genannte Pendelbacken (6) in zylinderförmigen Aussparungen (7) schwenkbar gelagert, welche sich optimal an die Seitenwände von Rohlingen mit nicht parallelen Seitenwänden anpassen. Um die Vorarbeiten für das Einspannen der Rohlinge möglichst gering zu halten, sind die Aussparungen (7) von oben aus symmetrisch zueinander schräg nach außen geneigt und die darin eingebetteten Pendelbacken (6) an ihrer Unterseite durch Federn (8) abgestützt sind, so dass die Pendelbacken (6) beim Andrücken an das Werkstück gegen die Federkraft nieder gezogen werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmvorrichtung zum Einspannen von Werkstücken, insbesondere von zu bearbeitenden Rohlingen. Die Klemmvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Träger mit einer Planfläche zum Aufspannen der Werkstücke und mindestens zwei im Träger zueinander verschieblich geführten Klemmbacken.
  • Derartige Klemmvorrichtungen werden beispielsweise verwendet zur Bearbeitung von Rohlingen aus Kupfer oder Graphit durch Spanabhebende Formung wie Fräsen, Schleifen, Bohren oder dgl. Die Rohlinge werden hierzu aus Platten so herausgesägt, dass die gewünschte Form ohne große Materialverschwendung herausgearbeitet werden kann.
  • Um die Vorarbeiten für das Einspannen der Rohlinge möglichst gering zu hatten, sollten die Klemmbacken so ausgebildet sein, dass auch Rohlinge mit nicht parallelen Seitenwänden fest eingespannt werden können. Deshalb geht die Erfindung von Klemmvorrichtungen mit solchen Klemmbacken aus, in deren Backenkörpern so genannte Pendelbacken in zylinderförmigen Aussparungen schwenkbar gelagert sind. Diese Pendlbacken passen sich gut an die Seitenwände der Rohlinge an, so dass die Spannkraft optimal in das Werkstück eingeleitet wird.
  • Um bei dem Werkstück mit nur einer Planfläche eine wiederholgenaue Aufspannung zu erzielen, ist es weiterhin wichtig, dass das Werkstück beim Einspannen gleichzeitig fest auf die Planfläche des Trägers aufgedrückt wird. Deshalb werden in der Praxis häufig Klemmbacken mit so genannter Niederzugfunktion verwendet. Bei diesen Backen sind die Backenwände im oberen Bereich schräg eingeschnitten, so dass beim Spannen das obere Stück nach unten federt und das Werkstück nach unten gezogen wird.
  • Bei anderen bekannten Ausbildungen von Klemmbacken wird die Niederzugfunktion dadurch erzeugt, dass in einer Nut im oberen Bereich der Backenwände ein schräg nach unten gerichtetes Federblatt eingelassen ist, welches sich beim Spannen mit einer scharfen Kante in die Seitenwand des Werkstücks leicht eingräbt und das Werkstück fest auf die Planfläche des Trägers niederdrückt. Bei diesen Ausbildungen der Klemmbacken ist es für den angestrebten Niederzugeffekt jedoch erforderlich, dass die einzuspannenden Seitenwände des Werkstücks absolut parallel zueinander sind, was nur durch entsprechende Vorarbeiten zu erreichen ist.
  • Um auch Werkstücke mit nicht parallelen Seitenwänden ohne weitere Vorarbeiten gut einspannen zu können, ist es Aufgabe der Erfindung, bei der eingangs erwähnten Klemmvorrichtung die Pendelbacken so auszubilden, dass diese gleichzeitig auch als Niederzugbacken wirksam sind. Dies wird nach dem Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht, dass die Aussparungen von oben aus symmetrisch zueinander schräg nach außen geneigt und die darin eingebetteten Pendelbacken an ihrer Unterseite durch Federn abgestützt sind, so dass die Pendelbacken beim Andrücken an das Werkstück gegen die Federkraft nieder gezogen werden.
  • Um die Einspannhöhe der Klemmbacken außerdem möglichst niedrig zu halten, sind die Klemmbacken nach einem weiteren Merkmal der Erfindung so ausgebildet, dass die Backenkörper unterhalb der Planfläche mit einer Gewindebuchse in einer rinnenförmigen Aussparung verschieblich geführt sind, und dass die Gewindebuchsen jeweils mit einem Rechtsgewinde und einem Linksgewinde versehen sind, wobei die Gewinde von je zwei Klemmbacken durch eine Synchronspindel erfasst werden, welche gleichermaßen mit einem Rechtsgewinde und einem Linksgewinde versehen sind.
  • Weitere Merkmale der Erfindung und deren Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbehpiels der Erfindung, welches in den Zeichnungen dargestellt ist und nachfolgend näher beschrieben werden soll. Hierin zeigen:
    • Figur 1
    eine Klemmvorrichtung mit vier Klemmbacken in perspektivischer Darstellung,
    Figur 2
    Die gleiche Klemmvorrichtung im Schnitt gemäß Linie II - II in Figur 3,
    Figur 3
    Die Klemmvorrichtung in einer Draufsicht,
    Figur 4
    Den Trägerkörper der Klemmvorrichtung in Vorderansicht,
    Figur 5
    Den Trägerkörper im Schnitt gemäß Linie V - V in Figur 4,
    Figur 6
    Den Backenkörper in Vorderansicht,
    Figur 7
    Den Backenkörper im Schnitt gemäß Linie VII - VII in Figur 6,
    Figur 8
    Die Synchronspindel im Längsschnitt,
    Figur 9
    Die Pendelbacke in Vorderansicht,
    Figur 10
    die Pendelbacke in Seitenansicht,
    Figur 11
    Den Backenkörper mit eingesetzter Pendelbacke,
    Figur 12
    Die Klemmvorrichtung mit einem eingespannten Werkstück in perspektivischer Darstellung,
    Figur 13
    Die gleiche Klemmvorrichtung im Schnitt gemäß Linie XIII - XIII in Figur 14 und
    Figur 14
    Die gleiche Klemmvorrichtung in Draufsicht.
  • Die in den Figuren dargestellte Klemmvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Trägerkörper 1 mit einer Planfläche 2 zum Aufspannen der zu bearbeitenden Werkstücke 3 sowie mindestens zwei im Trägerkörper 1 zueinander verschieblich geführten Klemmbacken 4, in deren Backenkörpern 5 so genannte Pendelbacken 6 in zylinderförmigen Aussparungen 7 schwenkbar gelagert sind. Diese Pendelbacken 6 haben den Vorteil, dass sie sich auch bei Rohlingen mit nicht parallelen Seitenwänden 24 gut anpassen, so dass die Spannkraft optimal in das Werkstück 3 eingeleitet wird (siehe Figuren 12 bis 14).
  • Wie aus Figur 2 ersichtlich, sind die Achsen der Pendelbacken 6 von oben aus symmetrisch zueinander schräg nach außen geneigt. Außerdem sind die eingesetzten Pendelbacken 6 an ihrer Unterseite durch federnde Elemente 8 wie beispielsweise Gummiringe, Federteller oder Spiralfedern abgestützt, so dass die Pendelbacken 6 beim Andrücken an das Werkstück 3 gegen die Federkraft nieder gezogen werden. Hierdurch können die Werkstücke 3 mit einer sehr niedrigen Einspannhöhe sicher erfasst und auch nach der Bearbeitung der Oberfläche für den nachfolgenden Erodier-Einsatz sicher gehalten werden.
  • Die Backenkörper 5 sind unterhalb der Planfläche 2 mit einer Gewindebuchse 9 in einer Führungsrinne 10 des Trägerkörpers 1 verschieblich geführt. Die Gewindebuchsen 9 sind hierbei jeweils mit einem Rechtsgewinde 11 und einem Linksgewinde 11' versehen (siehe Figur 6 und 7), wobei die Gewinde von je zwei Klemmbacken 4 durch eine Synchronspindel 13 erfasst werden, welche gleichermaßen mit einem Rechtsgewinde 12 und einem Linksgewinde 12' versehen sind (siehe Figur 8). Zur Führung der Klemmbacken 4 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Führungsfedern 14 an der Innenwand der Führungsrinne 10 angeformt.
  • An der Außenwand der Gewindebuchse 9 sind an den entsprechenden Stellen drei Führungsnuten 15 eingelassen, welche nach dem Einbau der Klemmbacken 4 an den Führungsfedern 14 entlang gleiten. Die Innenwand der Führungsrinne 10 ist, wie aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich, in ihrer Mitte durch eine Querwand 16 verbunden, welche an der Oberseite mit der Planfläche 2 abschließt und dem Trägerkörper 1 eine zusätzliche Stabilität verleiht. Diese Querwand 16 ist außerdem mit einer Bohrung 17 entsprechend dem Außendurchmesser der Synchronspindel 13 versehen, wobei die Achse der Bohrung 17 gegenüber der Achse der Führungsrinne 10 leicht nach unten versetzt ist.
  • Die Synchronspindel 13 weist ihrerseits in der Mitte eine Ringnut 18 auf, deren Breite "B" etwas größer ist als die Dicke "D" der Querwand 16. Diese Ringnut 18 dient beim Einbau der Synchronspindel 13 in die Führungsrinne 10 zur axialen Fixierung in der Bohrung 17, indem die Synchronspindel 13 beim Einführen in die Bohrung 17 angehoben wird, sobald die Ringnut 18 die Querwand 16 erreicht hat. An einer Stirnseite der Synchronspindel 13 ist ein Innensechskant 19 eingeformt (siehe auch Figur 8), um die Spindel 13 zum Verfahren der Klemmbacken 4 mit Hilfe eines Inbusschlüssels zu drehen.
  • In den Klemmbacken 4 ist quer zur Achse der zylindrischen Aussparung 7 in deren unterem Bereich und tangential zu deren Zylinderwand je ein kleines Durchgangsloch 20 gebohrt. In dieses wird, wie aus Figur 11 ersichtlich, ein kleiner Arretierstift 21 seitlich eingeführt, sobald die Pendelbacke 6 mit zugehöriger Feder 8 in die Aussparung 7 eingesetzt ist. Die Pendelbacke 6 weist zu diesem Zweck an ihrem unteren Ende einem Vorsprung 22 auf, welcher sich nach dem Einführen der Pendelbacken 6 unterhalb des Arretierstifts 21 befindet und diesen hintergreift, so dass die Pendelbacke 6 in der Aussparung 7 gehalten wird. Zum sicheren Ergreifen der Seitenwände 24 des Werkstücks 3 besitzt die Pendelbacke 6 ferner an ihrem über der Planfläche 2 hinausragenden Ende eine geriffelte Anlagefläche 23, welche etwa senkrecht zur Planfläche 2 ausgerichtet ist. Diese Anlagefläche 23 ist zweckmäßigerweise leicht gewölbt, damit diese sich etwaigen Unebenheiten der Seitenwände 23 gut anpassen kann.
  • In den Figuren 13 bis 14 ist anschaulich dargestellt, wie ein Werkstück 3 mit nur roh abgesägten Seitenwänden 24 in der Klemmvorrichtung sicher und plangenau eingespannt werden kann. Hierbei können die Seitenwände 24 wie aus dem Schnittbereich in Figur 14 erkennbar, in gewissen Grenzen auch nicht parallel ausgebildet sein. Außerdem können die Seitenwände 24, wie aus Figur 13 erkennbar, leicht schräg zur Planfläche 2 gerichtet sein.
  • In beiden Fällen ist durch die schwenkbare Lagerung der Pendelbacken 6 und durch deren schräge Ausrichtung zur Planfläche 2 gewährleistet, dass das Werkstück 3 an seinen Seitenwänden 24 immer gut erfasst und beim Anziehen der Klemmbacken 4 fest auf die Planfläche 2 nieder gezogen wird.
    • Bezugszeichenliste:
  • 1 Trägerkörper 12' Linksgewinde
    2 Planfläche 13 Synchronspindel
    3 Werkstück 14 Führungsfedern
    4 Klemmbacken 15 Führungsnuten
    5 Backenkörper 16 Querwand
    6 Pendelbacken 17 Bohrung
    7 Zylindrische Aussparung 18 Ringnut
    8 Federn 19 Innensechskant
    9 Gewindebuchse 20 Durchgangsloch
    10 Führungsrinne 21 Arretierstift
    11 Rechtsgewinde 22 Vorsprung
    11' Linksgewinde 23 Andrückfläche
    12 Rechtsgewinde 24 Seitenwände

Claims (4)

  1. Klemmvorrichtung zum Einspannen von Werkstücken, bestehend aus einem Trägerkörper (1) mit einer Planfläche (2) zum Aufspannen der Werkstücke und mindestens zwei im Trägerkörper (1) zueinander verschieblich geführten Klemmbacken (4), in deren Backenkörpern (5) so genannte Pendelbacken (6) in zylinderförmigen Aussparungen (7) schwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (7) von oben aus symmetrisch zueinander schräg nach außen geneigt und die darin eingebetteten Pendelbacken (6) an ihrer Unterseite durch Federn (8) abgestützt sind, so dass die Pendelbacken (6) beim Andrücken an das Werkstück gegen die Federkraft nieder gezogen werden.
  2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Backenkörper (5) unterhalb der Planfläche (2) mit einer Gewindebuchse (9) in einer Führungsrinne (10) verschieblich geführt sind, und dass die Gewindebuchsen (9) jeweils mit einem Rechtsgewinde (11) und einem Linksgewinde (11') versehen sind, wobei diese Gewinde (11 und 11') von je zwei Klemmbacken (4) durch eine Synchronspindel (13) erfasst werden, welche gleichermaßen mit einem Rechtsgewinde (12) und einem Linksgewinde (12') versehen sind.
  3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Führungsrinne (10) in ihrer Mitte durch eine Querwand (16) verbunden ist, welche mit einer Bohrung (17) entsprechend dem Außendurchmesser der Synchronspindel (13) versehen ist, und dass die Synchronspindel (13) ihrerseits in der Mitte eine Ringnut (18) aufweist, welche beim Einbau der Synchronspindel (13) zur axialen Fixierung in der Bohrung (17) eingelagert wird.
  4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass in den Klemmbacken (4) quer zur Achse der zylindrischen Aussparungen (7) und tangential zu deren Zylinderwand je ein kleines Durchgangsloch (20) gebohrt ist, in welches ein Arretierstift (21) eingeführt wird, sobald die Pendelbacken (6) mit ihren zugehörigen Federn (8) in die Aussparung (7) eingesetzt sind, wobei die Pendelbacken (6) an ihren unteren Enden einen Vorsprung (22) aufweisen, welche den Arretierstift (21) hinter greifen.
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