EP3047942A1 - Spannvorrichtung - Google Patents

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EP3047942A1
EP3047942A1 EP16000125.1A EP16000125A EP3047942A1 EP 3047942 A1 EP3047942 A1 EP 3047942A1 EP 16000125 A EP16000125 A EP 16000125A EP 3047942 A1 EP3047942 A1 EP 3047942A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recesses
arm
workpiece
projection
column member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP16000125.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3047942B1 (de
Inventor
Marcus SCHREMPP
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schrempp Stahl- und Metallbau GmbH
Original Assignee
Schrempp Stahl- und Metallbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schrempp Stahl- und Metallbau GmbH filed Critical Schrempp Stahl- und Metallbau GmbH
Publication of EP3047942A1 publication Critical patent/EP3047942A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3047942B1 publication Critical patent/EP3047942B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/003—Combinations of clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/006—Supporting devices for clamps

Definitions

  • the invention relates to a clamping device for clamping a workpiece or more particularly complex components.
  • a corresponding holding device must therefore fulfill two criteria in the first place: on the one hand, it has to offer the greatest possible adjustment freedom of the retained elements and, on the other hand, to safely maintain a position once taken.
  • the workpiece In order to position a workpiece with the greatest possible freedom in space, the workpiece should be as far as possible displaced and rotatable in all directions. The set position should then be maintained during the course of assembly. In particular, when multiple components are to be mounted, the correct positioning is and alignment of the components to each other during the assembly process necessary.
  • auxiliary structures in the form of racks or supports are known, as used for example in the installation of stair railings. These supports have columnar, telescopically height-adjustable mounting aids on which a workpiece, such as a stair segment, can be attached.
  • the workpiece can be adjusted by means of the height-adjustable mounting aid. The adjustment can only take place along one axis of the displacement.
  • the mounting aid is fixed and the adjustment of the remaining workpieces or staircase segments is made. After alignment and assembly of all workpieces, the assembly aids must then be removed. Similar applications occur in many areas of industry, for example in vehicle construction, in the field of handling and assembly technology and also in the trades.
  • the tensioning device comprises at least one pillar element, at least one sleeve, which surrounds the pillar element, is adjustable relative thereto and which has at least one projection, and at least one arm, which is held at the neck and is adjustable relative thereto.
  • the workpiece is releasably attachable to the arm and the column member is provided with recesses.
  • the sleeve may have at least one fastening element which can be selectively brought into positive engagement with one of the recesses.
  • the arm can be provided with depressions and the projection have at least one fastening element which can be selectively brought into positive engagement with one of the depressions.
  • the indentations according to the invention on the column element and / or the arm, it is possible to freely position the workpiece on the arm of the clamping device in space.
  • the movable components of the clamping device can be locked by the fasteners, so that the workpieces maintain their position in space and, if necessary, can be continued with the adjustment of the other workpieces.
  • the sleeve is displaceable in the longitudinal direction of the column member, and mounted rotatably about the axis thereof.
  • An attached over the neck and the arm workpiece can thus be aligned in these degrees of freedom.
  • the positive engagement of the fasteners in the recesses of the column member ensures that the position of the collar is maintained throughout the assembly process.
  • the arm may be slidable and rotatable about its longitudinal axis relative to the lug.
  • the attached to the arm workpiece is thus movable in these degrees of freedom.
  • the positive engagement of the fasteners of the approach in the wells of the arm allows the lock on the set position.
  • the collar can be locked by positive engagement of at least two fastener in recesses on the column member.
  • the arm can be locked by positive engagement of at least two fasteners in recesses on the approach.
  • the depressions are formed as depressions or holes.
  • the wells are easy to produce.
  • the positive engagement of the fasteners in troughs or holes is also easy to implement and guarantees a secure fit of the components during assembly.
  • the recesses may extend at least in sections in the longitudinal and / or circumferential direction of the column member and / or the arm. In this case, a larger area provided with recesses means an enlarged adjustment range during the adjustment of the workpiece.
  • the depressions can be present in a grid-shaped arrangement. They may be arranged, for example, in the longitudinal and / or circumferential direction of the column element and / or the arm. This type of arrangement of the recesses creates a number of possible holding positions of the clamping device. The more recesses are provided, the more accurate the adjustment of the workpiece can be made. For example, pits may be in multiple rows along the longitudinal direction of, for example, the pillar member, with one row being formed of a number of circumferentially provided pits.
  • each two adjacent recesses have the same space difference with respect to their common radial center.
  • the position of the cuff and / or the arm can thus be locked in several, uniformly distributed points.
  • some of the depressions on the column member and / or on the arm are associated with information on the surface.
  • This information can be present, for example, as a scale with respect to a movement in translation and / or rotation.
  • the reproducibility of the adjustment result is thus ensured:
  • the individual positions of the movable Components of the quick release device are easily recognizable from the outside and can be quickly adjusted again in the case of a readjustment.
  • the fasteners may be configured as screws, nuts or bolts.
  • the positive engagement of the fasteners according to the invention in the recesses of the clamping device is thus possible in a simple manner.
  • the fasteners can be acted upon with springs in their engaged position. As a result, a quick adjustment and reliable locking of the components of the clamping device is given in position.
  • the arm of the tensioning device within the neck can be received rotatably about its longitudinal axis and / or displaceable in the direction of the longitudinal axis.
  • an adjustment of the workpiece in the radial direction in relation to the column element can be made.
  • the arm may be arranged a holder for receiving the workpiece.
  • the holder has an end piece, which can be attached to the arm, and a holding plate for receiving the workpiece.
  • the adjustment of the workpiece is made by the movements of the sleeve on the column member and / or the movement of the arm in the neck.
  • the holder preferably has a rotary joint for moving the retaining plate relative to the end piece, wherein the position of the retaining plate can be locked relative to the end piece by at least one fastening element.
  • This allows the clamped workpiece along another Rotation axis to be adjusted.
  • the axis of rotation is determined by the configuration of the rotary joint between the end piece and the retaining plate.
  • the workpiece can be adjusted, for example, within a rotation angle of 90 ° to 180 °.
  • a scale may be provided on the support plate to facilitate adjustment by the user.
  • the holder has a clamping device which has a shell, a ball element rotatably mounted in the shell, a holding part connected to the ball element for holding the workpiece and at least one fastening element for locking the ball element in the shell.
  • a clamping device which has a shell, a ball element rotatably mounted in the shell, a holding part connected to the ball element for holding the workpiece and at least one fastening element for locking the ball element in the shell.
  • an arrangement with a plurality of depressions may be formed on the ball element and the fastening element optionally be positively engageable with one of the recesses in engagement.
  • the clamping device may comprise components made of steel, plastic and / or composite materials, which are designed due to their material properties for high, especially static loads.
  • column elements according to the invention can be provided.
  • the column elements can on the one hand in spatially separated arrangement, on the other hand, but also be interconnected, for example, over the arms.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a tensioning device according to the invention 1.
  • This has a column member 10 in the form of a right circular cylinder, at the bottom-side end side of a stand 12 is attached.
  • the pillar element 11 rests on the pedestal 12 on a footprint.
  • the recesses 11 extend over the entire lateral surface of the column member 10 and are configured in the embodiment shown as holes.
  • the recesses 11 of the column member 10 are in an equidistant grid: in the circumferential direction each have two adjacent recesses 11, the same space angle difference with respect to their common radial center. In the longitudinal direction of the column member 10 each have two adjacent wells the same distance from each other.
  • the column member 10 has six sleeves 20 which engage around the column member 10.
  • the sleeves 20 are tubular hollow cylinders and slidable in the direction of the longitudinal axis V of the column member 10 and rotatable about this longitudinal axis, as indicated by the arrow.
  • the direction of rotation D is perpendicular to the longitudinal axis V of the column member 10th
  • the height of the collars 20 along the longitudinal axis V is the same in each case and in the illustrated embodiment is approximately the length of eight depressions.
  • the cuffs 20 each have two fastening elements 21.
  • the fasteners 21 are acted upon in the illustrated embodiment with springs bolts, the spring force acts in the direction of the radial center of the sleeves 20.
  • the two fasteners 21 of a collar 20 are diametrically point-symmetric with respect to the center of the cuff.
  • the configuration of the recess elements 21 is such that the recess elements 21 can be brought into the depressions 11 of the column element 10 in a form-fitting manner.
  • the cuffs 20 each have a projection 30.
  • the projection 30 protrudes radially outward from the column member 10 and is formed as a tubular hollow cylinder.
  • the cross-section of the projection 30 is less than the vertical height of the sleeve 20.
  • two fastening elements 21 are provided in the form of bolts.
  • the fastening elements 21 of the projection 30 are axially symmetrical opposite, wherein the axis of symmetry coincides with the longitudinal axis through the radial center of the projection 30.
  • a rod-shaped arm 40 is inserted.
  • the arm 40 is designed circular cylindrical and has a smaller diameter than the inner diameter of the projection 30.
  • the arm 40 is movable in the longitudinal direction H relative to the projection 30 and can be rotated in the direction S.
  • recesses 11 are formed, which are arranged in a similar pattern as the recesses 11 of the column member 10. They are thus distributed evenly over the lateral surface of the arm.
  • the dimensioning of the fastening elements 21 and the depressions 11 is such that the fastening elements can be brought into positive engagement with the depressions 11.
  • a holder 50 is provided at the column member 10 remote end face of the upper two arms 40 in each case.
  • the holder 50 has an end piece 51, a holding plate 52, a pivot 53 and a fastening element 54.
  • the end piece 51 is connected to the arm 40 and extends parallel to the longitudinal direction H of the arm 40.
  • a pivot joint 53 is provided, via which the holding plate 52 is connected to the end piece 51.
  • the holding plate 52 serves for clamping the workpiece. By the pivot joint 53, the holding plate 52 and thus also the workpiece clamped thereon can be pivoted at an angle of approximately 180 °.
  • the lower four cuffs 20 in FIG. 1 show an alternative embodiment of a holder 50.
  • This has a clamping device 55 with a shell 56, a ball element 57, a holding part 58, a plurality of fastening elements 59 and recesses 60.
  • the shell 56 is fixedly connected to the arm 40. It is designed as a shell-like hemisphere and hollow inside. At the end facing away from the arm 40 four fasteners 59 are arranged. In the shell 56, a ball member 57 is inserted. The ball member 57 is freely rotatably mounted in the shell 56 and surrounded by the shell 56 such that falling out of the ball member 57 is avoided, as it is arranged by the arrows U.
  • Recesses 60 are formed on the surface of the ball element 57 and are arranged in such a way that two neighboring recesses each have the same space angle difference relative to the center of the ball element 57.
  • a holding part 58 is attached, which serves for clamping a workpiece.
  • the assembly process of a workpiece with the clamping device 1 will be described: First, the column member 10 is placed with the base 12 at the mounting location. In the next step, a sleeve 20 is guided over the upper end face of the column member 10 and set the desired height and Drehrecardi the sleeve 20 relative to the column member 10. If the desired position is taken, the fastening elements 21 of the sleeve 20 are actuated, whereupon they are positively brought into engagement with the recesses 11 of the column member 10. As a result, the sleeve 20 is fixed to the column member 10. Thereafter, the arm 40 is inserted into the lug 30 of the cuff 20.
  • the arm 40 is brought to its desired position in the longitudinal direction H in the projection 30.
  • this may be followed by a rotation of the arm 40 about its longitudinal axis H in the direction of rotation S.
  • the fasteners 21 of the lug 30 are actuated. These then engage positively by means of the springs in the recesses 11 of the arm 40 a.
  • the arm 40 is locked relative to the projection 30.
  • a holder 50 is attached at the end remote from the column member 10 of the arm 40. If a holder 50 according to the first embodiment is used, this has a pivot 53. The workpiece is then clamped on the holding plate 52 and adjusted by means of the pivot joint 53. Optionally, this may be followed by fine adjustment of the workpiece by releasing the fasteners 21 from the recesses 11.
  • the holder 50 has a clamping device 55.
  • the workpiece is clamped on the holding part 58 of the clamping device 55, whereupon the workpiece is moved to the desired position.
  • the fastening elements 59 are actuated and engage in a form-fitting manner in the depressions 60 of the ball element 57.
  • the shell 56 is firmly connected to the arm 40. Again, if necessary, a fine adjustment followed by individual fasteners 21 are released and thus the respective components are movable.
  • a plurality of collars 20 with lugs 30, arms 40 and holders 50 may optionally be used, or another pillar element 10 may be used.

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

Abstract

Eine Spannvorrichtung zum Spannen eines Werkstücks umfasst mindestens ein Säulenelement, mindestens eine Manschette, die das Säulenelement umgreift, relativ zu diesem verstellbar ist und die mindestens einen Ansatz besitzt, und mindestens einen Arm, der am Ansatz gehalten und relativ zu diesem verstellbar ist. Das Werkstück ist am Arm lösbar anbringbar. Das Säulenelement ist dabei mit Vertiefungen versehen und die Manschette weist zumindest ein Befestigungselement auf, das wahlweise mit einer der Vertiefungen formschlüssig in Eingriff bringbar ist. Zusätzlich oder alternativ dazu ist der Arm mit Vertiefungen versehen und der Ansatz weist zumindest ein Befestigungselement auf, das wahlweise mit einer der Vertiefungen formschlüssig in Eingriff bringbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen eines Werkstücks oder mehrerer insbesondere komplexer Bauteile.
  • Bei der Montage von Werkstücken, die große Abmessungen und/oder mehrere Einzelkomponenten aufweisen, ist die Halterung des Werkstücks während der Montage von großer Bedeutung. Eine entsprechende Haltevorrichtung muss daher in erster Linie zwei Kriterien erfüllen: Sie muss einerseits eine größtmögliche Justage-Freiheit der gehalterten Elemente bieten und andererseits eine einmal eingenommene Position sicher beibehalten.
  • Um ein Werkstück mit möglichst großer Freiheit im Raum positionieren zu können, sollte das Werkstück möglichst in allen Richtungen verschieb- und rotierbar sein. Die eingestellte Position sollte dann im weiteren Verlauf der Montage beibehalten werden. Insbesondere dann, wenn mehrere Komponenten zu montieren sind, ist die korrekte Positionierung und Ausrichtung der Komponenten zueinander während des Montagevorgangs notwendig.
  • Gängige Spannvorrichtungen besitzen maulartige Klemmbacken, zwischen denen ein Werkstück eingespannt werden kann. Eine derartige Spannvorrichtung ist wenig flexibel. Darüber hinaus sind Hilfskonstruktionen in Form von Gestellen oder Unterstützungen bekannt, wie sie beispielsweise bei der Montage von Treppengeländern verwendet werden. Diese Unterstützungen weisen säulenartige, teleskopartig höhenverstellbare Montagehilfen auf, an denen ein Werkstück, beispielsweise ein Treppensegment, angebracht werden kann. Am Montage-Ort kann das Werkstück mittels der höhenverstellbaren Montagehilfe justiert werden. Die Justage kann dabei nur entlang einer Achse der Verschiebung erfolgen. Ist die gewünschte Position erreicht, wird die Montagehilfe fixiert und die Justierung der übrigen Werkstücke bzw. Treppensegmente vorgenommen. Nach Ausrichtung und Montage aller Werkstücke sind dann die Montagehilfen abzunehmen. Gleichartige Anwendungen treten in vielen Bereichen der Industrie, beispielsweise im Fahrzeugbau, im Bereich der Handhabungs- und Montagetechnik und auch im Handwerk auf.
  • Diese Unterstützungen weisen den Nachteil auf, dass die eingespannten Werkstücke nicht frei im Raum positionierbar sind. Die gängigen Ausführungen erlauben lediglich eine Justage in einer Verschiebungsachse. Insbesondere ermöglichen die gängigen Ausführungen keine Rotation und keine zuverlässig reproduzierbare Positionierung der Werkstücke. Es können auf diese Art nur einfache Gesamtkonstruktionen justiert und montiert werden.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Spannvorrichtung zu schaffen, die die oben angeführten Nachteile beseitigt und eine möglichst freie Ausrichtung der eingespannten Werkstücke im Raum samt Arretierung in reproduzierbarer Weise ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Spannvorrichtung weist mindestens ein Säulenelement, mindestens eine Manschette, die das Säulenelement umgreift, relativ zu diesem verstellbar ist und die mindestens einen Ansatz besitzt, und mindestens einen Arm auf, der am Ansatz gehalten und relativ zu diesem verstellbar ist. Das Werkstück ist am Arm lösbar anbringbar und das Säulenelement ist mit Vertiefungen versehen. Die Manschette kann zumindest ein Befestigungselement aufweisen, das wahlweise mit einer der Vertiefungen formschlüssig in Eingriff bringbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Arm mit Vertiefungen versehen sein und der Ansatz zumindest ein Befestigungselement aufweisen, das wahlweise mit einer der Vertiefungen formschlüssig in Eingriff bringbar ist.
  • Durch die erfindungsgemäßen Vertiefungen an dem Säulenelement und/oder dem Arm ist es möglich, das Werkstück am Arm der Spannvorrichtung frei im Raum zu positionieren. An ihrer gewünschten Position lassen sich die beweglichen Komponenten der Spannvorrichtung durch die Befestigungselemente arretieren, so dass die Werkstücke ihre Position im Raum beibehalten und gegebenenfalls mit der Justage der übrigen Werkstücke fortgefahren werden kann.
  • Beispielsweise ist die Manschette in Längsrichtung des Säulenelements verschiebbar, sowie um dessen Achse drehbar gelagert. Ein über den Ansatz und den Arm angebrachtes Werkstück kann damit in diesen Freiheitsgraden ausgerichtet werden. Auf der einmal gefundenen Position der Manschette sorgt der formschlüssige Eingriff der Befestigungselemente in den Vertiefungen des Säulenelements dafür, dass die Position der Manschette während des gesamten Montageprozesses beibehalten wird.
  • Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Arm relativ zum Ansatz entlang seiner Längsachse verschieblich und um diese rotierbar ausgestattet sein. Das am Arm angebrachte Werkstück ist in diesen Freiheitsgraden somit beweglich. Der formschlüssige Eingriff der Befestigungselemente des Ansatzes in die Vertiefungen des Arms ermöglicht die Arretierung auf der eingestellten Position.
  • Die Manschette kann durch formschlüssigen Eingriff mindestens zweier Befestigungselement in Vertiefungen an dem Säulenelement arretierbar sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Arm durch formschlüssigen Eingriff mindestens zweier Befestigungselemente in Vertiefungen an dem Ansatz arretierbar sein. Durch die Verwendung von mindestens zwei Befestigungselementen zur Arretierung der entsprechenden Komponenten wird eine auch unter statischer Gewichtsbelastung stabile Arretierung der Komponenten erzielt.
  • Vorzugsweise sind die Vertiefungen als Mulden oder Löcher ausgebildet. Auf diese Weise sind die Vertiefungen einfach herstellbar. Der formschlüssige Eingriff der Befestigungselemente in Mulden oder Löcher ist darüber hinaus einfach zu realisieren und garantiert einen sicheren Halt der Komponenten während der Montage.
  • Die Vertiefungen können sich mindestens abschnittsweise in Längs- und/oder Umfangsrichtung des Säulenelements und/oder des Armes erstrecken. Dabei bedeutet ein größerer, mit Vertiefungen versehener Bereich einen vergrößerten Einstellbereich bei der Justage des Werkstücks.
  • Die Vertiefungen können in einer rasterförmigen Anordnung vorliegen. Sie können beispielsweise in Längs- und/oder in Umfangsrichtung des Säulenelements und/oder des Arms angeordnet sein. Durch diese Art der Anordnung der Vertiefungen wird eine Anzahl von möglichen Haltepositionen der Spannvorrichtung geschaffen. Je mehr Vertiefungen vorgesehen sind, desto genauer kann die Justage des Werkstücks vorgenommen werden. Beispielsweise können Vertiefungen in mehreren Reihen entlang der Längsrichtung beispielsweise des Säulenelements vorliegen, wobei eine Reihe aus einer Anzahl an in Umfangsrichtung vorgesehenen Vertiefungen gebildet ist.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, die Vertiefungen einer Reihe in Umfangsrichtung gleich verteilt und/oder zueinander versetzt anzuordnen. In dieser Anordnung weisen jeweils zwei benachbarte Vertiefungen die gleiche Raumdifferenz bezüglich ihres gemeinsamen radialen Mittelpunktes auf. Die Position der Manschette und/oder des Arms ist somit auf mehreren, gleichmäßig verteilten Punkten arretierbar.
  • Vorzugsweise ist einigen der Vertiefungen am Säulenelement und/oder am Arm eine Information auf der Oberfläche zugeordnet. Diese Information kann beispielsweise als Skala bezüglich einer Bewegung in Translation und/oder Rotation vorliegen. Die Reproduzierbarkeit des Justageergebnisses ist somit gewährleistet: Die einzelnen Positionen der beweglichen Komponenten der Schnellspannvorrichtung sind von außen leicht erkennbar und können im Falle einer Neujustage wieder schnell eingestellt werden.
  • Die Befestigungselemente können als Schrauben, Muttern oder Bolzen ausgestaltet sein. Der erfindungsgemäße formschlüssige Eingriff der Befestigungselemente in die Vertiefungen der Spannvorrichtung ist somit auf einfache Art und Weise möglich. Darüber hinaus können die Befestigungselemente mit Federn in ihre Eingriffstellung beaufschlagt werden. Hierdurch ist eine schnelle Justage und zuverlässige Arretierung der Komponenten der Spannvorrichtung auf ihrer Position gegeben.
  • Der Arm der Spannvorrichtung innerhalb des Ansatzes kann drehbar um seine Längsachse und/oder verschieblich in Richtung der Längsachse aufgenommen sein. Damit kann eine Justage des Werkstücks in radialer Richtung in Relation zum Säulenelement vorgenommen werden.
  • Am Arm kann ein Halter zur Aufnahme des Werkstücks angeordnet sein. In einer möglichen Ausgestaltung besitzt der Halter ein Endstück, das am Arm anbringbar ist, und eine Halteplatte zur Aufnahme des Werkstücks. Die Justage des Werkstücks wird durch die Bewegungen der Manschette am Säulenelement und/oder der Bewegung des Arms im Ansatz vorgenommen.
  • Darüber hinaus weist der Halter vorzugsweise ein Drehgelenk zur Bewegung der Halteplatte relativ zum Endstück auf, wobei die Position der Halteplatte relativ zum Endstück durch mindestens ein Befestigungselement arretierbar ist. Hierdurch kann das eingespannte Werkstück entlang einer weiteren Rotationsachse justiert werden. Die Rotationsachse bestimmt sich nach der Ausgestaltung des Drehgelenks zwischen dem Endstück und der Halteplatte. Das Werkstück kann beispielsweise innerhalb eines Drehwinkels von 90° bis 180° justiert werden. Zusätzlich kann an der Halteplatte eine Skala vorgesehen sein, um die Justage durch den Benutzer zu vereinfachen.
  • Vorzugsweise weist der Halter eine Spanneinrichtung auf, die eine Schale, ein in der Schale drehbar gelagertes Kugelelement, ein mit dem Kugelelement verbundenes Halteteil zum Halten des Werkstückes und mindestens ein Befestigungselement zum Arretieren des Kugelelements in der Schale aufweist. Durch diese alternative Ausgestaltung des Halters wird die Justierbarkeit des eingespannten Werkstücks in zwei weiteren Rotationsfreiheitsgraden ermöglicht. Dies ermöglicht die Justage von Komponenten aufwändiger Konstruktionen.
  • Darüber hinaus kann auf dem Kugelelement eine Anordnung mit einer Vielzahl von Vertiefungen ausgebildet sein und das Befestigungselement wahlweise mit einer der Vertiefungen formschlüssig in Eingriff bringbar sein. Durch diese Art der Ausgestaltung ist eine zuverlässige Halterung des eingespannten Werkstücks gegeben.
  • Die Spannvorrichtung kann Komponenten aus Stahl, Plastik und/oder Verbundwerkstoffen aufweisen, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften für hohe, insbesondere statische Belastungen ausgelegt sind.
  • Vorzugsweise können mehrere erfindungsgemäße Säulenelemente vorgesehen sein. Die Säulenelemente können einerseits in räumlich getrennter Anordnung, andererseits aber auch untereinander verbunden sein, beispielsweise über deren Arme.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einem Säulenelement und mehreren Manschetten.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Sicht auf eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1. Diese weist ein Säulenelement 10 in Form eines geraden Kreiszylinders auf, an dessen bodenseitiger Stirnseite ein Standfuß 12 angebracht ist. Das Säulenelement 11 ruht über den Standfuß 12 auf einer Aufstandsfläche.
  • An der Oberfläche des Säulenelements 10 ist eine Vielzahl von in dessen Längsrichtung sowie in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Vertiefungen 11 vorgesehen. Die Vertiefungen 11 erstrecken sich dabei über die gesamte Mantelfläche des Säulenelements 10 und sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Löcher ausgestaltet.
  • Die Vertiefungen 11 des Säulenelements 10 liegen in einem äquidistanten Raster vor: In Umfangsrichtung besitzen jeweils zwei benachbarte Vertiefungen 11 die gleiche Raumwinkeldifferenz in Bezug auf ihren gemeinsamen radialen Mittelpunkt. In Längsrichtung des Säulenelements 10 besitzen jeweils zwei benachbarte Vertiefungen den gleichen Abstand zueinander.
  • Das Säulenelement 10 weist sechs Manschetten 20 auf, die das Säulenelement 10 umgreifen. Die Manschetten 20 sind rohrförmige Hohlzylinder und in Richtung der Längsachse V des Säulenelements 10 verschieblich sowie um diese Längsachse drehbar, wie es durch den Pfeil angedeutet ist. Die Rotationsrichtung D steht dabei senkrecht auf der Längsachse V des Säulenelements 10.
  • Die Höhe der Manschetten 20 entlang der Längsachse V ist jeweils gleich und beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa die Länge von acht Vertiefungen.
  • Die Manschetten 20 weisen jeweils zwei Befestigungselemente 21 auf. Die Befestigungselemente 21 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel mit Federn beaufschlagte Bolzen, wobei die Federkraft in Richtung der radialen Mitte der Manschetten 20 wirkt. Die zwei Befestigungselemente 21 einer Manschette 20 liegen diametral punktsymmetrisch gegenüber in Bezug zu dem räumlichen Mittelpunkt der Manschette. Die Ausgestaltung der Vertiefungselemente 21 ist derart, dass die Vertiefungselemente 21 formschlüssig in die Vertiefungen 11 des Säulenelements 10 in Eingriff bringbar sind.
  • Die Manschetten 20 weisen jeweils einen Ansatz 30 auf. Der Ansatz 30 ragt radial nach außen vom Säulenelement 10 hervor und ist als rohrförmiger Hohlzylinder ausgebildet. Der Querschnitt des Ansatzes 30 ist geringer als die vertikale Höhe der Manschette 20. Im Bereich des dem Säulenelement 10 abgewandten Endes des Ansatzes 30 sind zwei Befestigungselemente 21 in Form von Bolzen vorgesehen. Es sind jedoch auch Ausführungen mit Schrauben und Muttern denkbar. Die Befestigungselemente 21 des Ansatzes 30 liegen sich achsensymmetrisch gegenüber, wobei die Symmetrieachse mit der Längsachse durch die radiale Mitte des Ansatzes 30 zusammenfällt.
  • In jedem Ansatz 30 ist ein stabförmiger Arm 40 eingesetzt. Der Arm 40 ist kreiszylinderförmig ausgestaltet und weist einen geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Ansatzes 30 auf. Der Arm 40 ist in Längsrichtung H relativ zum Ansatz 30 beweglich und kann in Richtung S rotiert werden. Auf der Mantelfläche des Arms 40 sind Vertiefungen 11 ausgebildet, die in einem ähnlichen Raster wie die Vertiefungen 11 des Säulenelements 10 angeordnet sind. Sie sind somit über die Mantelfläche des Armes gleich verteilt. Die Dimensionierung der Befestigungselemente 21 und der Vertiefungen 11 ist derart, dass die Befestigungselemente mit den Vertiefungen 11 formschlüssig in Eingriff bringbar sind.
  • An der dem Säulenelement 10 entfernt liegenden Stirnseite der oberen zwei Arme 40 ist jeweils ein Halter 50 vorgesehen. Der Halter 50 weist ein Endstück 51, eine Halteplatte 52, ein Drehgelenk 53 sowie ein Befestigungselement 54 auf. Das Endstück 51 ist mit dem Arm 40 verbunden und erstreckt sich parallel zur Längsrichtung H des Armes 40. An dem dem Arm 40 abgewandten Ende des Endstückes 51 ist ein Drehgelenk 53 vorgesehen, über das die Halteplatte 52 mit dem Endstück 51 verbunden ist. Die Halteplatte 52 dient zum Einspannen des Werkstücks. Durch das Drehgelenk 53 ist die Halteplatte 52 und damit auch das darauf eingespannte Werkstück in einem Winkel von ca. 180° schwenkbar.
  • Die unteren vier Manschetten 20 in Figur 1 zeigen eine alternative Ausgestaltung eines Halters 50. Dieser weist eine Spanneinrichtung 55 mit einer Schale 56, ein Kugelelement 57, ein Halteteil 58, mehrere Befestigungselemente 59 und Vertiefungen 60 auf.
  • Die Schale 56 ist mit dem Arm 40 fest verbunden. Sie ist als schalenartige Halbkugel ausgebildet und innen hohl. An dem dem Arm 40 abgewandten Ende sind vier Befestigungselemente 59 angeordnet. In die Schale 56 ist ein Kugelelement 57 eingesetzt. Das Kugelelement 57 ist in der Schale 56 frei drehbar gelagert und von der Schale 56 derart umgeben, dass ein Herausfallen des Kugelelements 57 vermieden wird, wie es durch die Pfeile U angeordnet ist.
  • Auf der Oberfläche des Kugelelements 57 sind Vertiefungen 60 ausgebildet, die derart angeordnet sind , dass jeweils zwei benachbarte Vertiefungen die gleiche Raumwinkeldifferenz relativ zum Mittelpunkt des Kugelelements 57 aufweisen. An dem dem Arm 40 entfernt liegenden Ende des Kugelelements 57 ist ein Halteteil 58 angebracht, das zum Einspannen eines Werkstücks dient.
  • Im Folgenden soll der Montagevorgang eines Werkstückes mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 beschrieben werden: Zunächst wird das Säulenelement 10 mit dem Standfuß 12 an dem Montageort platziert. Im nächsten Schritt wird eine Manschette 20 über die obere Stirnseite des Säulenelementes 10 geführt und die gewünschte Höhe sowie Drehausrichtung der Manschette 20 relativ zum Säulenelement 10 eingestellt. Ist die gewünschte Position eingenommen, werden die Befestigungselemente 21 der Manschette 20 betätigt, woraufhin diese formschlüssig in Eingriff mit den Vertiefungen 11 des Säulenelements 10 gebracht werden. Dadurch ist die Manschette 20 am Säulenelement 10 fixiert. Danach wird der Arm 40 in den Ansatz 30 der Manschette 20 eingeführt. Durch die teleskopierbare Ausgestaltung des Arms 40 und des Ansatzes 30 wird der Arm 40 auf seine gewünschte Position in Längsrichtung H in den Ansatz 30 gebracht. Gegebenenfalls kann sich daran eine Rotation des Arms 40 um seine Längsachse H in Drehrichtung S anschließen. Wenn sich der Arm 40 in seiner gewünschten Position befindet, werden die Befestigungselemente 21 des Ansatzes 30 betätigt. Diese greifen dann mit Hilfe der Federn formschlüssig in die Vertiefungen 11 des Arms 40 ein. Damit ist der Arm 40 relativ zum Ansatz 30 arretiert.
  • An dem dem Säulenelement 10 entfernt liegenden Ende des Arms 40 ist ein Halter 50 angebracht. Wird ein Halter 50 gemäß der ersten Ausgestaltung verwendet, weist dieser ein Drehgelenk 53 auf. Das Werkstück wird dann auf der Halteplatte 52 eingespannt und mit Hilfe des Drehgelenks 53 justiert. Gegebenenfalls kann sich daran eine Feinjustage des Werkstücks durch Lösen der Befestigungselemente 21 von den Vertiefungen 11 anschließen.
  • Wird die zweite Ausgestaltung des Halters 50 verwendet, weist der Halter 50 eine Spanneinrichtung 55 auf. Das Werkstück wird auf das Halteteil 58 der Spanneinrichtung 55 gespannt, woraufhin das Werkstück in die gewünschte Position bewegt wird. Dann werden die Befestigungselemente 59 betätigt und greifen formschlüssig in die Vertiefungen 60 des Kugelelementes 57 an. Die Schale 56 ist dabei mit dem Arm 40 fest verbunden. Auch hier kann sich gegebenenfalls eine Feinjustage anschließen, indem einzelne Befestigungselemente 21 gelöst werden und damit die betreffenden Komponenten beweglich sind.
  • In der gewünschten Position des Werkstücks werden dann alle Befestigungselemente 21 betätigt. Das Werkstück ist somit im Raum justiert und auf seiner Position arretiert. Damit ist die Justage eines Werkstücks abgeschlossen.
  • Bei der Montage mehrerer Werkstücke sind wahlweise mehrere Manschetten 20 mit Ansätzen 30, Armen 40 und Haltern 50 zu verwenden, oder es kann auf ein weiteres Säulenelement 10 zurückgegriffen werden.

Claims (14)

  1. Spannvorrichtung (1) zum Spannen eines Werkstücks, mit mindestens einem Säulenelement (10), mindestens einer Manschette (20), die das Säulenelement (10) umgreift, relativ zu diesem verstellbar ist und die mindestens einen Ansatz (30) besitzt, und mit mindestens einem Arm (40), der am Ansatz (30) gehalten und relativ zu diesem verstellbar ist, wobei das Werkstück am Arm (40) lösbar anbringbar ist, wobei das Säulenelement (10) mit Vertiefungen (11) versehen ist und wobei die Manschette (20) zumindest ein Befestigungselement (21) aufweist, das wahlweise mit einer der Vertiefungen (11) formschlüssig in Eingriff bringbar ist und/oder wobei der Arm (40) mit Vertiefungen (11) versehen ist und der Ansatz (30) zumindest ein Befestigungselement (21) aufweist, das wahlweise mit einer der Vertiefungen (11) formschlüssig in Eingriff bringbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (11) als Mulden oder Löcher ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine rasterförmige Anordnung der Vertiefungen (11).
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (11) in Längs- und in Umfangsrichtung des Säulenelements (10) und/oder des Arms (40) angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einigen der Vertiefungen (11) am Säulenelement (10) und/oder am Arm (40) eine Information auf der Oberfläche zugeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (21) als Schrauben, Muttern oder Bolzen, insbesondere Federrastbolzen, ausgestaltet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (21) mit Federn in ihre Eingriffstellung beaufschlagt sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (40) innerhalb des Ansatzes (30) um seine Längsachse drehbar und/oder verschieblich in Richtung seiner Längsachse aufgenommen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Arm (40) ein Halter (50) zur Aufnahme des Werkstücks angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Halter (50) ein Endstück (51), das am Arm (40) anbringbar ist, und eine Halteplatte (52) zur Aufnahme des Werkstücks besitzt.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (50) ein Drehgelenk (53) zur Bewegung der Halteplatte (52) relativ zum Endstück (51) aufweist, wobei die Position der Halteplatte (52) relativ zum Endstück (51) durch mindestens ein Befestigungselement (54) arretierbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Halteplatte (52) eine Skala vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (50) eine Spannvorrichtung (55) aufweist, die eine Schale (56), ein in der Schale drehbar gelagertes Kugelelement (57), ein mit dem Kugelelement (57) verbundenes Halteteil (58) zum Halten des Werkstückes und mindestens ein Befestigungselement (59) zum Arretieren des Kugelelements (57) in der Schale (56) aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kugelelement (57) eine Anordnung einer Vielzahl von Vertiefungen (60) ausgebildet ist und wobei das Befestigungselement (59) wahlweise mit einer der Vertiefungen (60) formschlüssig in Eingriff bringbar ist.
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