EP3520965A1 - Expanding mandrel assembly with pulldown effect - Google Patents
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- EP3520965A1 EP3520965A1 EP19150211.1A EP19150211A EP3520965A1 EP 3520965 A1 EP3520965 A1 EP 3520965A1 EP 19150211 A EP19150211 A EP 19150211A EP 3520965 A1 EP3520965 A1 EP 3520965A1
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- B25B5/00—Clamps
- B25B5/14—Clamps for work of special profile
Definitions
- An attachment of a workpiece can be done in particular with a so-called mandrel.
- the mandrel is introduced relative to the workpiece axially in a recess of the workpiece and radially spread. This jams the mandrel in the workpiece and can hold it in position.
- the spreading of the mandrel can be done with a wedge-shaped expansion element, which is moved in the axial direction in the mandrel, such as by screwing.
- the braced workpiece is typically on a counter bearing, which is formed on a lower part of the mandrel component.
- Such a mandrel is for example from the Catalog "Control Elements
- Such mandrels can accurately position a workpiece transverse to the axis of the mandrel.
- an additional clamping device is used, which presses the workpiece onto the counter bearing.
- a mandrel arrangement in which a sleeve clamping mandrel is displaceably mounted on a base body via a resilient pressure piece.
- a clamping cone In the sleeve mandrel a clamping cone is arranged, which has an intermediate piece can be moved axially relative to the main body. By pulling down the clamping cone both the sleeve mandrel is spread radially, as well as drawn axially to the body.
- a workpiece can also be clamped in the axial direction by being used on the base body, so that an additional clamping device is not necessary.
- Such workpieces are typically introduced for attachment to the mandrel assembly along the axis of rotation of the workpiece or along the axis of the mandrel to the mandrel and placed on the mandrel, and then the mandrel is spread. After machining, the mandrel is first relaxed and then lifted the workpiece along the axis of the mandrel and led away.
- the known mandrel arrangement can also be used well.
- a workpiece transport axis along the axis of the mandrel is often not provided, for example for cost reasons, or would be cumbersome for the process flow in the context of the proposed processing. It may simply be too little space for an axial lifting of the workpiece, especially in manual workpiece handling. However, then often a workpiece transport axis is arranged transversely to the axis of the mandrel, or would be more efficient for the process flow, such as to perform a further machining on the workpiece at the same axial position, but at a different lateral position. Also, often for reasons of space, a workpiece feed from the side is particularly easy set up, again in particular with manual workpiece handling. In such applications, however, the mandrel would block the workpiece against a process.
- the invention has for its object to present a mandrel arrangement that can be used well with a workpiece transport transverse to the axis of the mandrel.
- a mandrel arrangement of the type mentioned which is characterized that a base plate is present, on which a front bearing is formed for a bearing of the workpiece and a rear bearing for a bearing of the counter bearing, that the base plate forms a recess, in which the mandrel along the actuating axis is completely retractable into the recess behind the front bearing, and that a tensioning device is provided, by means of which the actuator can be moved along the clamping direction to the counter bearing to and on the base plate.
- an indirect installation of the workpiece is set up on the counter bearing, namely via the base plate.
- the base plate supports itself with a rear bearing at the counter bearing, and provides with the front bearing a plant for the workpiece.
- the base plate forms a recess into which the mandrel can be inserted or retracted.
- the recess is large enough that the Mandrel (and possibly other parts that protrude axially beyond the mandrel) completely behind the front bearing or a corresponding front bearing plane, which typically runs perpendicular to the actuating axis / Verspannrichutng, can be withdrawn.
- a machining station or measuring station on which the mandrel arrangement is installed with a reduced space requirement axially above the mandrel (relative to its position with clamped workpiece) or axially above the workpiece (based on its braced on the base plate position) get along.
- the invention thus simplifies workpiece transport transversely to the actuating axis of the mandrel, both for automated (mechanical) and for manual workpiece handling.
- the actuator extends through the counter bearing and protrudes into the base plate or through the base plate.
- the clamping device typically engages the actuator and the component of the counter bearing.
- a preferred embodiment of a mandrel arrangement according to the invention provides that the actuator is formed with a pull rod, and the tensioning device on movement of the actuator along the clamping direction by means of the pull rod, the spreader pulls on the counter bearing, in particular wherein the pull rod through the counter bearing through to Chuck is guided.
- more complex power transmission such as with a push rod and a C-shaped throw, come into consideration.
- a second elastic element is present, with which the actuator is biased against the mandrel opposite to the clamping direction.
- the expansion element is automatically pushed back axially against the clamping direction when the tensioning device is unloaded, so that the mandrel returns to a non-spread-open position.
- the radial strain of the workpiece is then released very reliable in relaxation of the clamping device; In particular, no access from above (from the side facing away from the counter bearing) through the workpiece on the mandrel necessary to pick up (about manually) a friction-induced self-locking radial strain of the workpiece.
- the second elastic element may in particular be designed as a compression spring.
- a first spring rate of the first elastic element is greater than a second spring rate of the second elastic element. This ensures that in the course of the tensioning of the tensioning device, ie when moving the actuator along the clamping direction towards the counter bearing, first of all the radial spreading of the mandrel can take place (and thereby the workpiece is taken), and then above all (when gripped workpiece) the axial pulling down of the workpiece can take place. The pulling down of the workpiece thus takes place only when it is securely gripped, whereby a particularly reliable and defined attachment of the workpiece is achieved. If the spreading of the mandrel to contact the workpiece requires a significant force, this should be taken into account in the design of the spring hardness, and the first spring hardness of the first elastic member to be chosen correspondingly larger.
- the second elastic element is formed with a helical spring which presses the expansion element away from a base part of the mandrel against the clamping direction.
- This embodiment is particularly simple and compact.
- the coil spring is typically completely gripped by the mandrel.
- the expansion element is formed with one or more cone-shaped surfaces and / or the mandrel forms one or more cone-shaped mating surfaces for the expansion element.
- the cone-shaped surfaces and / or mating surfaces By the cone-shaped surfaces and / or mating surfaces, the axial movement of the actuator in the clamping direction can be deflected in a radial movement for the spreading of the mandrel in a simple and reliable manner.
- Cone-sheath-shaped means that the surface or counter surface describes at least a part of the surface of a cone sheath.
- cone-shaped surfaces and other types of wedge-shaped surfaces or mating surfaces are possible, however, cone-shaped surfaces are usually very easy to manufacture and have a very low tilting tendency.
- the mandrel is formed substantially sleeve-shaped, wherein at least the spreader for spreading the mandrel in the mandrel is axially movable.
- the sleeve shape allows the accommodation of functional components in the interior of the mandrel, such as a second elastic member and parts of the actuator, and thus allows a particularly compact structure.
- the mandrel is formed with a plurality of expanding jaws, which are separated by substantially parallel to the operating axis extending column.
- the expansion jaws are typically connected at one axial end to a foot part (on the side of the counter bearing), and can bend in a substantially radial direction at the opposite axial end (on the side facing away from the counter bearing).
- This type of mandrel is simple and inexpensive to manufacture.
- expanding jaws it is also possible, for example, for expanding balls to be pressed radially outward by a wedge-shaped, in particular cone-shaped, spreading element.
- An advantageous embodiment provides that the recess of the base plate is formed with a stop which limits an axial insertion of the mandrel into the base plate. This facilitates the handling of the mandrel arrangement; the retracted mandrel can not fall through the base plate and be lost by mistake.
- the recess of the base plate is formed continuously, so that the mandrel can be passed completely through the recess of the base plate.
- the continuous configuration of the recess relates to the (maximum) radial width of the mandrel, with respect to which the recess has a larger (minimum) radial width to the mandrel completely to carry out.
- a clamping assembly formed from the tensioning device, the counter bearing, the actuator and the mandrel) can be easily offset on the base plate between different through recesses of the base plate, in particular to handle a different type of workpiece.
- the base plate in the axial direction can be made particularly thin and thus save material cost, especially in the axial direction thinner than the mandrel is long.
- the mandrel may be pulled back behind the front bearing so that it (at least partially) on the opposite side out of the base plate is led out.
- the base plate in particular by means of the recess in the base plate, forms a guide for the mandrel.
- a third elastic element is present, by means of which the counter bearing is biased against the base plate in abutting counter bearing and rear bearing along the actuating axis of the base plate away. This (with the tensioning device relaxed) retraction of a terminal ensemble (formed by the entirety of mandrel, actuator, counter bearing and clamping device) is facilitated, in particular to retract the terminal ensemble or the mandrel behind the front bearing of the base plate.
- the clamping device is formed with an eccentric lever.
- An eccentric lever is simple and safe to handle.
- the clamping device may be formed, for example, with a cone screw.
- one or more profiled contact surfaces are formed on the mandrel for engagement with the wall of the recess of the workpiece.
- the scope of the present invention also includes the use of a tensioning mandrel arrangement according to the invention, which is characterized in that, with the tensioning device inserted into the recess of the workpiece, the actuator is moved along the clamping direction so far towards the counterbearing, that the mandrel is spread in the recess spread and the workpiece is applied without play to the base plate and thus indirectly to the counter bearing.
- the attachment of the workpiece to the base plate is robust, and both in the axial direction and across it precise and well reproducible. Accordingly, machining processes and measurements are possible with great accuracy.
- the Fig. 1 shows in a schematic longitudinal section and Fig. 2 in a side view at 90 ° rotation relative to the Fig. 1 a mandrel arrangement 1 according to the invention.
- the mandrel arrangement 1 comprises a tensioning device 2 (here formed with an eccentric lever 3), a counter bearing 4 (here formed on a base element 5 on which the eccentric lever 3 is mounted), a here substantially sleeve-shaped mandrel 6, an actuator 7 and a base plate 8.
- the entirety (contiguous assembly) of clamping device 2, counter bearing 4, mandrel 6 and actuator 7 is also referred to as terminal assembly 10.
- the mandrel arrangement 1 is used to attach a workpiece 9 on the base plate 8.
- the base plate 8 is typically fixed in place, such as on a machine frame (not shown).
- the recess 11 acts as a guide for the mandrel 6, so in that it is movable parallel to a clamping direction VR or along an actuation axis BA of the actuator 7 in the base plate 8.
- the clamp assembly 10 is loosely inserted into the recess 11 of the base plate 8 in the state shown (with a relaxed clamping device 2), and could easily be pulled down as far as desired from the recess 11.
- the clamp assembly 10 could be pulled down so far that the mandrel 6 and the clamp assembly 10 can be completely withdrawn entirely behind a front bearing 12 of the base plate 8, which is here formed with a front bearing plane 13; the recess 11 is thus continuous with respect to the mandrel 6 (or its radial width).
- a workpiece bearing against the front bearing 12 could be moved along the front bearing 12 in a barrier-free manner (not shown in greater detail).
- the terminal ensemble 10 could be completely pulled out of the recess 11, in particular to put the terminal assembly 10 to another recess of the base plate 8 or to a recess of another base plate (not shown in detail).
- the first elastic element 14 is supported here on the base element 5 or on the counter bearing 4 and on a foot part 21 of the mandrel 6.
- an expansion element 15 is formed, which is formed with cone-shaped surfaces 16. These are based on cone-shaped mating surfaces 17 in the interior of the mandrel 6 from, namely on the inner sides of expansion jaws 18 a, 18 b, the are separated by axially extending column 19.
- the column 19 are at the bottom in relief holes 20 on to prevent cracking during spreading of the expansion jaws 18a, 18b.
- the expanding jaws 18a, 18b are from the common foot part 21 of the mandrel 6 from.
- the actuator 7 With the tensioning device 2, the actuator 7 can be moved axially along the actuation axis BA relative to the base element 5 or the counter bearing 4. In the position shown, the actuator 7 and thus also the expansion element 15 is extended relatively far upwards, ie against the Verspannraum VR away from the counter bearing 4, corresponding to a relaxed state of the tensioning device 2.
- the expansion element 15 exercises in the relaxed state only a small radial force on the wedge effect of the cone-shaped surfaces 16 on the expanding mandrel 6, so that the expansion jaws 18a, 18b are pressed only slightly radially outward. In this state, the expanding mandrel 6 can be easily introduced or executed with radial clearance in a recess 23 of the workpiece 9.
- the workpiece 9 is loosely fitted with its recess 23 on the mandrel 6 in order to prepare the clamping of the workpiece 9 on the base plate 8.
- the terminal ensemble 10 is gripped by an operator and pressed up against the base plate 8.
- the counter bearing 4 and a rear bearing 24 of the base plate 8 come to a mutual investment.
- the workpiece 9 is up to the Base plate 8 pushed up, so that a lower workpiece side 25 comes to rest on the front bearing 12 of the base plate 8;
- the mandrel 6 projects slightly deeper into the recess 23 of the workpiece 9.
- the tensioning device 2 is tensioned; the tensioned state of the tensioning device 2 is in Fig. 3 shown.
- the mandrel 6 Due to a relatively small second spring hardness of the second elastic member 22 compared to a first spring hardness of the first elastic member 14, the mandrel 6 has initially remained almost stationary during this movement of the expansion element 15 relative to the counter bearing 4, because the relatively hard first elastic element 14th has the mandrel 6 away from the counter bearing 4.
- the expansion element 15 could overcome the comparatively low force of the second elastic element 22 and moved relative to the mandrel 6 down and spread the spreading jaws with the cone-shaped surfaces 16 while continuing to spread radially.
- the workpiece 9 is not secured against the base plate 8 only by the clamping mandrel 6 which locks in the form-locking connection, but also sits without play on the base plate 8 with respect to the axial direction (see actuating axis BA) on.
- An axial movement 27 of the workpiece 9 is not possible due to the frictional connection with the mandrel 6.
- the workpiece 9 is typically subjected to a machining, in particular a drilling or milling, or even a measurement, in particular a measurement of its outer dimensions.
- the Fig. 4 shows a second embodiment of a mandrel arrangement according to the invention 1. Only the essential differences from the first embodiment will be explained.
- a recess 30 for receiving the mandrel 6 is formed in the base plate 8, which forms a shoulder-like stop 31 on the side facing the clamping device 2.
- the mandrel 6 can therefore not be guided down through the recess 30; the recess 30 is thus with respect to the mandrel. 6
- the clamp assembly 10 comprising the clamping device 2, the counter bearing 4, the actuator 7 and the mandrel 6, is here permanently on the base plate 8 and its recess 30 is arranged by the base plate 8 in the region of the stopper 31 engages on both sides; The clamp assembly 10 could only be removed by disassembly of the base plate 8.
- the counter bearing 4 is formed on a collar element 33, which is supported on the base element 5.
- a third elastic element 34 again formed here as a coil spring 34a under compressive stress, biases the base plate 8 against the clamping direction VR against the counter bearing 4; Base plate 8 and counter bearing 4 are pushed apart, so to speak.
- the third elastic element 34 engages here on the counter bearing 4 and on a recessed shoulder 35 of the base plate 8, wherein the shoulder 35 is beyond the rear bearing 24 at.
- the actuator 7 including the expansion element 15 and also the mandrel 6 are drawn into the recess 30, substantially to the stop 31.
- the tensioning device 2 is in a relaxed state.
- the mandrel 6 and the terminal ensemble 10 in total are withdrawn behind the front bearing 12 and the associated front bearing plane 13. This makes it possible to move the workpiece 9 on the first bearing 12 in the lateral direction transversely to the actuation axis BA, cf. lateral displacement 26.
- the clamp assembly 10 For clamping the workpiece 9, the clamp assembly 10 is then pushed relative to the base plate 8 by an operator up until the counter bearing 4 abuts the rear bearing 24 of the base plate 8, see.
- the third elastic element 34 is compressed against its spring force.
- the mandrel 6 penetrates into the recess 36 of the workpiece 9;
- the workpiece 9 is held manually by the operator, so that it does not dodge upwards, if already a noticeable friction between the mandrel 6 and the inner wall of the recess 36 of the workpiece 9 should occur.
- the tensioning device 2 is tensioned, cf. Fig. 6
- the eccentric lever 3 is pivoted to the left.
- the actuator 7 together with the spreading head 15 in the clamping direction VR down to the counter bearing 4 is pulled.
- the workpiece 9 is pulled down to the base plate 8.
- the actuator 7 is set under considerable tension.
- the workpiece 9 is secured against lateral displacement 26 by positive locking by means of the mandrel 6, which engages in both recesses 36, 30, and secured against axial movement 27 by means of frictional connection by means of the expanding jaws of the mandrel 6.
- the workpiece 9 is typically again subjected to machining or measurement.
- the processing preferably takes place when the workpiece 9 is at rest.
- Fig. 7 shows in schematic cross section a mandrel 6 for the invention.
- the mandrel 6 radially outwardly profiled contact surfaces 40, which are serrated here with down (to the foot part 21 of the mandrel 6 back) directed teeth are formed.
- the profiled contact surfaces 40 With the profiled contact surfaces 40, an improved hold in the recess of a workpiece is possible.
Abstract
Eine Spanndorn-Anordnung (1) zum Verspannen eines WerkstĂ¼cks (9), umfassend- einen aufspreizbaren Spanndorn (6), fĂ¼r einen Eingriff in eine Ausnehmung (23; 36) des WerkstĂ¼cks (9),- ein Konterlager (4), zur direkten oder indirekten Anlage des WerkstĂ¼cks (9),- einen gegenĂ¼ber dem Spanndorn (6) entlang einer Betätigungsachse (BA) beweglichen Betätiger (7) mit einem Spreizelement (15), wobei durch eine Relativbewegung des Spreizelements (15) gegenĂ¼ber dem Spanndorn (6) entlang einer Verspannrichtung (VR), die parallel zur Betätigungsachse (BA) verläuft, der Spanndorn (6) aufspreizbar ist, und wobei der Spanndorn (6) relativ zum Konterlager (4) entlang der Betätigungsachse (BA) beweglich ausgebildet ist, und- ein erstes elastisches Element (14), mit welchem der Spanndorn (6) gegenĂ¼ber dem Konterlager (4) entgegen der Verspannrichtung (VR) vom Konterlager (4) weg vorgespannt ist, ist dadurch gekennzeichnet,dass eine Grundplatte (8) vorhanden ist, an der ein vorderes Lager (12) fĂ¼r eine Anlage des WerkstĂ¼cks (9) und ein hinteres Lager (24) fĂ¼r eine Anlage des Konterlagers (4) ausgebildet ist, dass die Grundplatte (8) eine Ausnehmung (11; 30) ausbildet, in welche der Spanndorn (6) entlang der Betätigungsachse (BA) vollständig bis hinter das vordere Lager (12) in die Ausnehmung (11; 30) zurĂ¼ckziehbar ist, und dass eine Spannvorrichtung (2) vorhanden ist, mittels welcher der Betätiger (7) entlang der Verspannrichtung (VR) auf das Konterlager (4) zu und auf die Grundplatte (8) zu bewegt werden kann. Der Erfindung stellt eine Spanndorn-Anordnung vor, die mit einem WerkstĂ¼cktransport quer zur Achse des Spanndorns gut genutzt werden kann.A mandrel arrangement (1) for clamping a workpiece (9), comprising - an expandable mandrel (6), for engagement in a recess (23; 36) of the workpiece (9), - a counter bearing (4) for direct or indirect contact of the workpiece (9), - a relative to the mandrel (6) along an actuating axis (BA) movable actuator (7) with a spreading element (15), wherein by a relative movement of the expansion element (15) relative to the mandrel (6) along a Verspannrichtung (VR), which is parallel to the actuating axis (BA), the mandrel (6) is spreadable, and wherein the mandrel (6) relative to the counter bearing (4) along the actuating axis (BA) is designed to be movable, and- first elastic element (14), with which the mandrel (6) against the tensioning (VR) is biased away from the counter bearing (4) away from the counter bearing (4), characterized in that a base plate (8) is present on the a front bearing (12) f r is formed a rear bearing (24) an installation of the workpiece (9) and for an installation of the counter-bearing (4), that the base plate (8) has a recess (11; 30) is formed, in which the mandrel (6) along the actuating axis (BA) completely retractable behind the front bearing (12) in the recess (11, 30), and in that a tensioning device (2) is present, by means of which Actuator (7) along the clamping direction (VR) on the counter bearing (4) to and on the base plate (8) can be moved. The invention provides a mandrel arrangement that can be used well with a workpiece transport transverse to the axis of the mandrel.
Description
Die Erfindung betrifft eine Spanndorn-Anordnung zum Verspannen eines WerkstĂ¼cks, umfassend
- einen aufspreizbaren Spanndorn, fĂ¼r einen Eingriff in eine Ausnehmung des WerkstĂ¼cks,
- ein Konterlager, zur direkten oder indirekten Anlage des WerkstĂ¼cks,
- einen gegenĂ¼ber dem Spanndorn entlang einer Betätigungsachse beweglichen Betätiger mit einem Spreizelement, wobei durch eine Relativbewegung des Spreizelements gegenĂ¼ber dem Spanndorn entlang einer Verspannrichtung, die parallel zur Betätigungsachse verläuft, der Spanndorn aufspreizbar ist, und wobei der Spanndorn relativ zum Konterlager entlang der Betätigungsachse beweglich ausgebildet ist, und
- ein erstes elastisches Element, mit welchem der Spanndorn gegenĂ¼ber dem Konterlager entgegen der Verspannrichtung vom Konterlager weg vorgespannt ist.
- an expandable mandrel, for engagement in a recess of the workpiece,
- a counter bearing, for the direct or indirect installation of the workpiece,
- a relative to the mandrel along an actuating axis movable actuator with a spreading element, wherein by a relative movement of the expansion element relative to the mandrel along a Verspannrichtung, which is parallel to the actuating axis, the mandrel is spreadable, and wherein the mandrel is designed to be movable relative to the counter bearing along the actuating axis , and
- a first elastic element, with which the mandrel opposite the counter bearing is biased against the clamping direction away from the counter bearing.
Eine solche Spanndorn-Anordnung ist aus der Firmendruckschrift "
FĂ¼r eine Bearbeitung oder Vermessung von WerkstĂ¼cken ist es in der Regel erforderlich, die WerkstĂ¼cke in einer festen Position zu halten, so dass die bearbeitenden Werkzeuge ortsgenau am WerkstĂ¼ck die vorgesehene Bearbeitung vornehmen können, oder die Messdaten mit guter Präzision ermittelt werden können.For machining or measuring workpieces, it is generally necessary to hold the workpieces in a fixed position, so that the machining tools can perform the intended machining precisely to the workpiece, or the measurement data can be determined with good precision.
Eine Befestigung eines WerkstĂ¼cks kann insbesondere mit einem so genannten Spanndorn erfolgen. Der Spanndorn wird relativ zum WerkstĂ¼ck axial in eine Ausnehmung des WerkstĂ¼cks eingefĂ¼hrt und radial aufgespreizt. Dadurch verklemmt sich der Spanndorn im WerkstĂ¼ck und kann dieses so in Position halten. Das Aufspreizen des Spanndorns kann mit einem keilförmigen Spreizelement erfolgen, das in axialer Richtung im Spanndorn verfahren wird, etwa durch Einschrauben. Das verspannte WerkstĂ¼ck liegt dabei typischerweise auf einem Konterlager auf, das an einem unteren Teil des Spanndorn-Bauteils ausgebildet ist. Ein solcher Spanndorn ist beispielsweise aus dem
Solche Spanndorne können ein WerkstĂ¼ck quer zur Achse des Spanndorns genau positionieren. FĂ¼r eine genaue Positionierung auch in axialer Richtung wird meist eine zusätzliche Klemmvorrichtung eingesetzt, die das WerkstĂ¼ck auf das Konterlager presst.Such mandrels can accurately position a workpiece transverse to the axis of the mandrel. For an exact positioning also in the axial direction usually an additional clamping device is used, which presses the workpiece onto the counter bearing.
Aus der Firmendruckschrift der Röhm GmbH, aaO, ist eine Spanndorn-Anordnung bekannt, bei der ein HĂ¼lsenspanndorn Ă¼ber ein federndes DruckstĂ¼ck an einem Grundkörper verschiebbar gelagert ist. Im HĂ¼lsenspanndorn ist ein Spannkegel angeordnet, der Ă¼ber ein ZwischenstĂ¼ck gegenĂ¼ber dem Grundkörper axial verfahren werden kann. Durch Niederziehen des Spannkegels wird sowohl der HĂ¼lsenspanndorn radial gespreizt, als auch axial auf den Grundkörper zu gezogen.From the company publication of the Röhm GmbH, loc. Cit., A mandrel arrangement is known, in which a sleeve clamping mandrel is displaceably mounted on a base body via a resilient pressure piece. In the sleeve mandrel a clamping cone is arranged, which has an intermediate piece can be moved axially relative to the main body. By pulling down the clamping cone both the sleeve mandrel is spread radially, as well as drawn axially to the body.
Mit dieser Spanndorn-Anordnung kann ein WerkstĂ¼ck auch in axialer Richtung verspannt werden, indem es an den Grundkörper herangezogen wird, so dass eine zusätzliche Klemmvorrichtung nicht nötig ist.With this mandrel arrangement, a workpiece can also be clamped in the axial direction by being used on the base body, so that an additional clamping device is not necessary.
Die in der Firmendruckschrift der Röhm GmbH, aaO, vorgestellte Spanndorn-Anordnung ist insbesondere fĂ¼r im Wesentlichen runde WerkstĂ¼cke vorgesehen, die bei einer Bearbeitung rotiert werden, etwa durch Drehen oder bei einer Verzahnungsbearbeitung etwa durch Wälzfräsen. Solche WerkstĂ¼cke werden typischerweise fĂ¼r eine Befestigung an der Spanndorn-Anordnung entlang der Rotationsachse des WerkstĂ¼cks bzw. entlang der Achse des Spanndorns an den Spanndorn herangefĂ¼hrt und auf den Spanndorn aufgesetzt, und anschlieĂŸend wird der Spanndorn aufgespreizt. Nach der Bearbeitung wird zunächst der Spanndorn entspannt und anschlieĂŸend das WerkstĂ¼ck entlang der Achse des Spanndorns abgehoben und weggefĂ¼hrt. FĂ¼r diese Anwendung kann die bekannte Spanndorn-Anordnung auch gut eingesetzt werden.The clamping mandrel arrangement presented in the company publication of Röhm GmbH, loc. Cit., Is intended in particular for substantially round workpieces which are rotated during machining, for example by turning or toothing machining, for example by hobbing. Such workpieces are typically introduced for attachment to the mandrel assembly along the axis of rotation of the workpiece or along the axis of the mandrel to the mandrel and placed on the mandrel, and then the mandrel is spread. After machining, the mandrel is first relaxed and then lifted the workpiece along the axis of the mandrel and led away. For this application, the known mandrel arrangement can also be used well.
In anderen Anwendungsfällen ist jedoch eine WerkstĂ¼cktransportachse entlang der Achse des Spanndorns oft nicht vorgesehen, etwa aus KostengrĂ¼nden, oder wäre im Rahmen der vorgesehenen Bearbeitung umständlich fĂ¼r den Prozessablauf. Es kann auch schlicht fĂ¼r ein axiales Abheben des WerkstĂ¼cks zu wenig Platz vorhanden sein, insbesondere auch bei manueller WerkstĂ¼ckhandhabung. Jedoch ist dann oft eine WerkstĂ¼cktransportachse quer zur Achse des Spanndorns eingerichtet, oder wäre fĂ¼r den Prozessablauf effizienter, etwa um eine weitere Bearbeitung am WerkstĂ¼ck bei gleicher axialer Position, aber an anderer lateraler Position vorzunehmen. Auch ist oft aus PlatzgrĂ¼nden eine WerkstĂ¼ckzufĂ¼hrung von der Seite besonders einfach einzurichten, wiederum insbesondere bei manueller WerkstĂ¼ckhandhabung. In solchen Anwendungsfällen wĂ¼rde jedoch der Spanndorn das WerkstĂ¼ck gegen ein Verfahren blockieren.In other applications, however, a workpiece transport axis along the axis of the mandrel is often not provided, for example for cost reasons, or would be cumbersome for the process flow in the context of the proposed processing. It may simply be too little space for an axial lifting of the workpiece, especially in manual workpiece handling. However, then often a workpiece transport axis is arranged transversely to the axis of the mandrel, or would be more efficient for the process flow, such as to perform a further machining on the workpiece at the same axial position, but at a different lateral position. Also, often for reasons of space, a workpiece feed from the side is particularly easy set up, again in particular with manual workpiece handling. In such applications, however, the mandrel would block the workpiece against a process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spanndorn-Anordnung vorzustellen, die mit einem WerkstĂ¼cktransport quer zur Achse des Spanndorns gut genutzt werden kann.The invention has for its object to present a mandrel arrangement that can be used well with a workpiece transport transverse to the axis of the mandrel.
Diese Aufgabe wird auf Ă¼berraschend einfache und wirkungsvolle Weise gelöst durch eine Spanndorn-Anordnung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass eine Grundplatte vorhanden ist, an der ein vorderes Lager fĂ¼r eine Anlage des WerkstĂ¼cks und ein hinteres Lager fĂ¼r eine Anlage des Konterlagers ausgebildet ist,
dass die Grundplatte eine Ausnehmung ausbildet, in welche der Spanndorn entlang der Betätigungsachse vollständig bis hinter das vordere Lager in die Ausnehmung zurĂ¼ckziehbar ist,
und dass eine Spannvorrichtung vorhanden ist, mittels welcher der Betätiger entlang der Verspannrichtung auf das Konterlager zu und auf die Grundplatte zu bewegt werden kann.This object is achieved in a surprisingly simple and effective manner by a mandrel arrangement of the type mentioned, which is characterized
that a base plate is present, on which a front bearing is formed for a bearing of the workpiece and a rear bearing for a bearing of the counter bearing,
that the base plate forms a recess, in which the mandrel along the actuating axis is completely retractable into the recess behind the front bearing,
and that a tensioning device is provided, by means of which the actuator can be moved along the clamping direction to the counter bearing to and on the base plate.
Im Rahmen der Erfindung ist eine indirekte Anlage des WerkstĂ¼cks am Konterlager eingerichtet, nämlich Ă¼ber die Grundplatte. Die Grundplatte stĂ¼tzt sich mit einem hinteren Lager am Konterlager ab, und stellt mit dem vorderen Lager eine Anlage fĂ¼r das WerkstĂ¼ck zur VerfĂ¼gung. Gleichzeitig bildet die Grundplatte eine Ausnehmung aus, in die der Spanndorn eingefĂ¼hrt bzw. eingefahren werden kann. Die Ausnehmung ist dabei groĂŸ genug, dass der Spanndorn (und ggf. weiterer Teile, die Ă¼ber den Spanndorn axial hinausragen) vollständig hinter das vorderer Lager bzw. eine entsprechende vordere Lagerebene, die typischerweise senkrecht zur Betätigungsachse/Verspannrichutng verläuft, zurĂ¼ckgezogen werden kann.In the context of the invention, an indirect installation of the workpiece is set up on the counter bearing, namely via the base plate. The base plate supports itself with a rear bearing at the counter bearing, and provides with the front bearing a plant for the workpiece. At the same time, the base plate forms a recess into which the mandrel can be inserted or retracted. The recess is large enough that the Mandrel (and possibly other parts that protrude axially beyond the mandrel) completely behind the front bearing or a corresponding front bearing plane, which typically runs perpendicular to the actuating axis / Verspannrichutng, can be withdrawn.
Dadurch ist es möglich, das WerkstĂ¼ck am vorderen Lager angelegt zu lassen und quer zur Betätigungsachse/Verspannrichtung (bzw. parallel zur vorderen Lagerebene) auf der Grundplatte zu verschieben, etwa um das WerkstĂ¼ck fĂ¼r verschiedene aufeinanderfolgende Bearbeitungen umzupositionieren oder um das WerkstĂ¼ck zu beladen und zu entladen. Bei in die Ausnehmung zurĂ¼ckgezogenem Spanndorn stört dieser das Verschieben des WerkstĂ¼cks nicht. Zum Umpositionieren oder Be- und Entladen des WerkstĂ¼cks ist es nicht erforderlich, dieses entlang der Betätigungsachse/Verspannrichtung von der Grundplatte abzuheben. Eine entsprechende WerkstĂ¼cktransportachse ist nicht nötig. Zudem kann auch eine Bearbeitungsstation oder Messstation, an der die Spanndorn-Anordnung verbaut ist, mit einem reduzierten Platzbedarf axial oberhalb des Spanndorns (bezogen auf seine Position mit verspanntem WerkstĂ¼ck) bzw. axial oberhalb des WerkstĂ¼cks (bezogen auf seine auf der Grundplatte verspannte Position) auskommen.This makes it possible to leave the workpiece applied to the front bearing and to move transversely to the actuating axis / Verspannrichtung (or parallel to the front bearing plane) on the base plate, such as to reposition the workpiece for various sequential operations or to load the workpiece and to discharged. When retracted into the recess mandrel this does not interfere with the movement of the workpiece. For repositioning or loading and unloading of the workpiece, it is not necessary to lift it along the actuating axis / clamping direction of the base plate. A corresponding workpiece transport axis is not necessary. In addition, a machining station or measuring station on which the mandrel arrangement is installed, with a reduced space requirement axially above the mandrel (relative to its position with clamped workpiece) or axially above the workpiece (based on its braced on the base plate position) get along.
Durch die Erfindung wird also eine WerkstĂ¼cktransport quer zur Betätigungsachse des Spanndorns vereinfacht, sowohl fĂ¼r eine automatisierte (maschinelle) als auch fĂ¼r eine manuelle WerkstĂ¼ckhandhabung.The invention thus simplifies workpiece transport transversely to the actuating axis of the mandrel, both for automated (mechanical) and for manual workpiece handling.
Typischerweise durchragt der Betätiger das Konterlager und ragt in die Grundplatte hinein oder durch die Grundplatte hindurch. Die Spannvorrichtung greift typischerweise am Betätiger und am Bauteil des Konterlagers an.Typically, the actuator extends through the counter bearing and protrudes into the base plate or through the base plate. The clamping device typically engages the actuator and the component of the counter bearing.
Eine bevorzugte AusfĂ¼hrungsform einer erfindungsgemĂ¤ĂŸen Spanndorn-Anordnung sieht vor, dass der Betätiger mit einer Zugstange ausgebildet ist, und die Spannvorrichtung bei Bewegung des Betätigers entlang der Verspannrichtung mittels der Zugstange das Spreizelement auf das Konterlager zu zieht, insbesondere wobei die Zugstange durch das Konterlager hindurch zur Spannvorrichtung gefĂ¼hrt ist. Dadurch ist ein besonders kompakter und robuster Aufbau möglich. Alternativ können auch komplexere KraftĂ¼bertragungen, etwa mit einer Druckstange und einem C-förmigen Umgriff, in Betracht kommen.A preferred embodiment of a mandrel arrangement according to the invention provides that the actuator is formed with a pull rod, and the tensioning device on movement of the actuator along the clamping direction by means of the pull rod, the spreader pulls on the counter bearing, in particular wherein the pull rod through the counter bearing through to Chuck is guided. This makes a particularly compact and robust design possible. Alternatively, more complex power transmission, such as with a push rod and a C-shaped throw, come into consideration.
Bei einer besonders vorteilhaften AusfĂ¼hrungsform ist ein zweites elastisches Element vorhanden, mit welchem der Betätiger gegenĂ¼ber dem Spanndorn entgegen der Verspannrichtung vorgespannt ist. Durch das zweite elastische Element wird das Spreizelement bei entlasteter Spannvorrichtung selbsttätig axial entgegen der Verspannrichtung zurĂ¼ckgeschoben, so dass der Spanndorn in eine nicht aufgespreizte Stellung zurĂ¼ckgeht. Die radiale Verspannung des WerkstĂ¼cks wird dann bei Entspannung der Spannvorrichtung sehr zuverlässig aufgehoben; insbesondere ist kein Zugang von oben (von der dem Konterlager abgewandten Seite) durch das WerkstĂ¼ck hindurch auf den Spanndorn notwendig, um (etwa manuell) eine reibungsbedingt selbsthemmende radiale Verspannung des WerkstĂ¼cks aufzuheben. Diese AusfĂ¼hrungsform ist daher besonders nĂ¼tzlich, wenn die Ausnehmung des WerkstĂ¼cks als Sackloch ausbildet ist, und daher ein Zugang von oben auf den Spanndorn nicht möglich ist. Das zweite elastische Element kann insbesondere als eine Druckfeder ausgebildet sein.In a particularly advantageous embodiment, a second elastic element is present, with which the actuator is biased against the mandrel opposite to the clamping direction. By means of the second elastic element, the expansion element is automatically pushed back axially against the clamping direction when the tensioning device is unloaded, so that the mandrel returns to a non-spread-open position. The radial strain of the workpiece is then released very reliable in relaxation of the clamping device; In particular, no access from above (from the side facing away from the counter bearing) through the workpiece on the mandrel necessary to pick up (about manually) a friction-induced self-locking radial strain of the workpiece. This embodiment is therefore particularly useful when the recess of the workpiece is formed as a blind hole, and therefore access from the top of the mandrel is not possible. The second elastic element may in particular be designed as a compression spring.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser AusfĂ¼hrungsform sieht vor, dass eine erste Federhärte des ersten elastischen Elements grĂ¶ĂŸer ist als eine zweite Federhärte des zweiten elastischen Elements. Dies stellt sicher, dass im Laufe des Verspannens der Spannvorrichtung, also beim Verfahren des Betätigers entlang der Verspannrichtung auf das Konterlager zu, zunächst vor allem die radiale Aufspreizung des Spanndorns erfolgen kann (und dadurch das WerkstĂ¼ck ergriffen wird), und anschlieĂŸend vor allem (bei ergriffenen WerkstĂ¼ck) das axiale Niederziehen des WerkstĂ¼cks stattfinden kann. Das Niederziehen des WerkstĂ¼cks erfolgt also erst, wenn dieses sicher ergriffen ist, wodurch eine besonders zuverlässige und definierte Befestigung des WerkstĂ¼cks erreicht wird. Falls das Aufspreizen des Spanndorns bis zum Kontakt mit dem WerkstĂ¼ck eine merkliche Kraft benötigt, sollte diese bei der Auslegung der Federhärten mit berĂ¼cksichtigt werden, und die erste Federhärte des ersten elastischen Elements entsprechend grĂ¶ĂŸer gewählt werden.An advantageous development of this embodiment provides that a first spring rate of the first elastic element is greater than a second spring rate of the second elastic element. This ensures that in the course of the tensioning of the tensioning device, ie when moving the actuator along the clamping direction towards the counter bearing, first of all the radial spreading of the mandrel can take place (and thereby the workpiece is taken), and then above all (when gripped workpiece) the axial pulling down of the workpiece can take place. The pulling down of the workpiece thus takes place only when it is securely gripped, whereby a particularly reliable and defined attachment of the workpiece is achieved. If the spreading of the mandrel to contact the workpiece requires a significant force, this should be taken into account in the design of the spring hardness, and the first spring hardness of the first elastic member to be chosen correspondingly larger.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser AusfĂ¼hrungsform ist das zweite elastische Element mit einer Schraubenfeder ausgebildet, welche das Spreizelement von einem FuĂŸteil des Spanndorns entgegen der Verspannrichtung weg drĂ¼ckt. Diese AusfĂ¼hrungsform ist besonders einfach und kompakt. Die Schraubenfeder wird typischerweise vollständig vom Spanndorn umgriffen.In a preferred development of this embodiment, the second elastic element is formed with a helical spring which presses the expansion element away from a base part of the mandrel against the clamping direction. This embodiment is particularly simple and compact. The coil spring is typically completely gripped by the mandrel.
Bevorzugt ist auch eine AusfĂ¼hrungsform, bei der das Spreizelement mit einer oder mehreren kegelmantelförmigen Flächen ausgebildet ist und/oder der Spanndorn eine oder mehrere kegelmantelförmige Gegenflächen fĂ¼r das Spreizelement ausbildet. Durch die kegelmantelförmigen Flächen und/oder Gegenflächen kann die axiale Bewegung des Betätigers in Verspannrichtung in eine radiale Bewegung fĂ¼r das Aufspreizen des Spanndorns auf einfache und zuverlässige Weise umgelenkt werden. Kegelmantelförmig meint hier, das die Fläche oder Gegenfläche zumindest einen Teil der Oberfläche eines Kegelmantels beschreibt. Anstelle von kegelmantelförmigen Flächen sind auch andere Arten von keilförmigen Flächen bzw. Gegenflächen möglich, jedoch sind kegelmantelförmige Flächen meist besonders einfach zu fertigen und haben eine besonders geringe Verkantungsneigung.Also preferred is an embodiment in which the expansion element is formed with one or more cone-shaped surfaces and / or the mandrel forms one or more cone-shaped mating surfaces for the expansion element. By the cone-shaped surfaces and / or mating surfaces, the axial movement of the actuator in the clamping direction can be deflected in a radial movement for the spreading of the mandrel in a simple and reliable manner. Cone-sheath-shaped here means that the surface or counter surface describes at least a part of the surface of a cone sheath. Instead of cone-shaped surfaces and other types of wedge-shaped surfaces or mating surfaces are possible, however, cone-shaped surfaces are usually very easy to manufacture and have a very low tilting tendency.
Vorteilhaft ist auch eine AusfĂ¼hrungsform, bei der der Spanndorn im Wesentlichen hĂ¼lsenförmig ausgebildet ist, wobei zumindest das Spreizelement zum Aufspreizen des Spanndorns im Spanndorn axial verfahrbar ist. Die HĂ¼lsenform ermöglicht die Unterbringung von funktionellen Bauteilen im Inneren des Spanndorns, etwa eines zweiten elastischen Elements und Teilen des Betätigers, und gestattet somit einen besonders kompakten Aufbau.Also advantageous is an embodiment in which the mandrel is formed substantially sleeve-shaped, wherein at least the spreader for spreading the mandrel in the mandrel is axially movable. The sleeve shape allows the accommodation of functional components in the interior of the mandrel, such as a second elastic member and parts of the actuator, and thus allows a particularly compact structure.
Bei einer bevorzugten AusfĂ¼hrungsform ist der Spanndorn mit mehreren Spreizbacken ausgebildet, die durch im Wesentlichen parallel zur Betätigungsachse verlaufende Spalte voneinander getrennt sind. Die Spreizbacken sind typischerweise an einem axialen Ende an einen FuĂŸteil (auf der Seite des Konterlagers) angebunden, und können sich am gegenĂ¼berliegenden axialen Ende (auf der dem Konterlager abgewandten Seite) in im Wesentlichen radialer Richtung aufbiegen. Dieser Typ von Spanndorn ist einfach und kostengĂ¼nstig herzustellen. Alternativ zu Spreizbacken sind beispielsweise auch Spreizkugeln möglich, die von einem keilförmigen, insbesondere kegelmantelförmigen Spreizelement nach radial auĂŸen gedrĂ¼ckt werden.In a preferred embodiment, the mandrel is formed with a plurality of expanding jaws, which are separated by substantially parallel to the operating axis extending column. The expansion jaws are typically connected at one axial end to a foot part (on the side of the counter bearing), and can bend in a substantially radial direction at the opposite axial end (on the side facing away from the counter bearing). This type of mandrel is simple and inexpensive to manufacture. As an alternative to expanding jaws, it is also possible, for example, for expanding balls to be pressed radially outward by a wedge-shaped, in particular cone-shaped, spreading element.
Eine vorteilhafte AusfĂ¼hrungsform sieht vor, dass die Ausnehmung der Grundplatte mit einem Anschlag ausgebildet ist, der ein axiales EinfĂ¼hren des Spanndorns in die Grundplatte begrenzt. Dadurch wird die Handhabung der Spanndorn-Anordnung erleichtert; der zurĂ¼ckgezogene Spanndorn kann nicht durch die Grundplatte hindurchfallen und versehentlich verloren gehen.An advantageous embodiment provides that the recess of the base plate is formed with a stop which limits an axial insertion of the mandrel into the base plate. This facilitates the handling of the mandrel arrangement; the retracted mandrel can not fall through the base plate and be lost by mistake.
Dazu alternativ ist bei einer AusfĂ¼hrungsform vorgesehen, dass die Ausnehmung der Grundplatte durchgehend ausgebildet ist, so dass der Spanndorn vollständig durch die Ausnehmung der Grundplatte hindurchgefĂ¼hrt werden kann. Die durchgehende Ausbildung der Ausnehmung bezieht sich auf die (maximale) radiale Breite des Spanndorns, gegenĂ¼ber der die Ausnehmung eine grĂ¶ĂŸere (minimale) radiale Breite aufweist, um den Spanndorn vollständig durchfĂ¼hren zu können. Ein Klemmensemble (gebildet aus der Spannvorrichtung, dem Konterlager, dem Betätiger und dem Spanndorn) kann an der Grundplatte zwischen verschiedenen durchgehenden Ausnehmungen der Grundplatte leicht versetzt werden, insbesondere um einen anderen WerkstĂ¼cktyp zu handhaben. Weiterhin kann die Grundplatte in axialer Richtung besonders dĂ¼nn und damit materialsparend kostengĂ¼nstig ausgefĂ¼hrt werden, insbesondere in axialer Richtung dĂ¼nner als der Spanndorn lang ist. Der Spanndorn kann dadurch hinter das vordere Lager zurĂ¼ckgezogen werden, dass er (zumindest teilweise) an der gegenĂ¼berliegenden Seite aus der Grundplatte herausgefĂ¼hrt wird.As an alternative, it is provided in one embodiment that the recess of the base plate is formed continuously, so that the mandrel can be passed completely through the recess of the base plate. The continuous configuration of the recess relates to the (maximum) radial width of the mandrel, with respect to which the recess has a larger (minimum) radial width to the mandrel completely to carry out. A clamping assembly (formed from the tensioning device, the counter bearing, the actuator and the mandrel) can be easily offset on the base plate between different through recesses of the base plate, in particular to handle a different type of workpiece. Furthermore, the base plate in the axial direction can be made particularly thin and thus save material cost, especially in the axial direction thinner than the mandrel is long. The mandrel may be pulled back behind the front bearing so that it (at least partially) on the opposite side out of the base plate is led out.
Vorteilhaft ist auch eine AusfĂ¼hrungsform, bei der die Grundplatte, insbesondere mittels der Ausnehmung in der Grundplatte, eine FĂ¼hrung fĂ¼r den Spanndorn ausbildet. Dadurch kann die Präzision bei der Befestigung des WerkstĂ¼cks verbessert werden, und auch die Handhabung der Spanndorn-Anordnung erleichtert werden, etwa beim Zusammenbau oder beim Verspannen der Spannvorrichtung.Also advantageous is an embodiment in which the base plate, in particular by means of the recess in the base plate, forms a guide for the mandrel. Thereby, the precision in the attachment of the workpiece can be improved, and also the handling of the mandrel arrangement can be facilitated, for example during assembly or during clamping of the clamping device.
Bei einer vorteilhaften AusfĂ¼hrungsform ist vorgesehen, dass ein drittes elastisches Element vorhanden ist, mittels welchem das Konterlager gegenĂ¼ber der Grundplatte bei aneinander anliegendem Konterlager und hinterem Lager entlang der Betätigungsachse von der Grundplatte weg vorgespannt wird. Dadurch ist (bei entspannter Spannvorrichtung) ein ZurĂ¼ckziehen eines Klemmensembles (gebildet durch die Gesamtheit von Spanndorn, Betätiger, Konterlager und Spannvorrichtung) erleichtert, insbesondere um das Klemmensemble bzw. den Spanndorn hinter das vordere Lager der Grundplatte zurĂ¼ckzuziehen.In an advantageous embodiment, it is provided that a third elastic element is present, by means of which the counter bearing is biased against the base plate in abutting counter bearing and rear bearing along the actuating axis of the base plate away. This (with the tensioning device relaxed) retraction of a terminal ensemble (formed by the entirety of mandrel, actuator, counter bearing and clamping device) is facilitated, in particular to retract the terminal ensemble or the mandrel behind the front bearing of the base plate.
Bevorzugt ist auch eine AusfĂ¼hrungsform, bei der die Spannvorrichtung mit einem Exzenterhebel ausgebildet ist. Ein Exzenterhebel ist einfach und sicher zu handhaben. Alternativ kann die Spannvorrichtung beispielsweise auch mit einer Konusschraube ausgebildet sein.Also preferred is an embodiment in which the clamping device is formed with an eccentric lever. An eccentric lever is simple and safe to handle. Alternatively, the clamping device may be formed, for example, with a cone screw.
Vorteilhaft ist auch eine AusfĂ¼hrungsform, bei der am Spanndorn eine oder mehrere profilierte Kontaktflächen, insbesondere gezackte Kontaktflächen, fĂ¼r eine Anlage an die Wand der Ausnehmung des WerkstĂ¼cks ausgebildet sind. Dadurch kann die Reibung zwischen dem Spanndorn und dem WerkstĂ¼ck erhöht werden, so dass ein besserer Halt des Spanndorns in der Ausnehmung des WerkstĂ¼cks erreicht wird. Die Befestigung des WerkstĂ¼cks mittels der Spanndorn-Anordnung wird dadurch zuverlässiger.Also advantageous is an embodiment in which one or more profiled contact surfaces, in particular serrated contact surfaces, are formed on the mandrel for engagement with the wall of the recess of the workpiece. Thereby, the friction between the mandrel and the workpiece can be increased, so that a better grip of the mandrel is achieved in the recess of the workpiece. The attachment of the workpiece by means of the mandrel arrangement is thereby more reliable.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch die Verwendung einer erfindungsgemĂ¤ĂŸen, oben beschriebenen Spanndorn-Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass bei in die Ausnehmung des WerkstĂ¼cks eingefĂ¼hrtem Spanndorn mit der Spannvorrichtung der Betätiger entlang der Verspannrichtung so weit auf das Konterlager zu bewegt wird, dass der Spanndorn in der Ausnehmung aufgespreizt verspannt wird und das WerkstĂ¼ck spielfrei an die Grundplatte und damit indirekt an das Konterlager angelegt wird. Die Befestigung des WerkstĂ¼cks an der Grundplatte ist robust, und sowohl in axialer Richtung als auch quer dazu präzise und gut reproduzierbar. Entsprechend sind Bearbeitungsprozesse und Messungen mit groĂŸer Genauigkeit möglich.The scope of the present invention also includes the use of a tensioning mandrel arrangement according to the invention, which is characterized in that, with the tensioning device inserted into the recess of the workpiece, the actuator is moved along the clamping direction so far towards the counterbearing, that the mandrel is spread in the recess spread and the workpiece is applied without play to the base plate and thus indirectly to the counter bearing. The attachment of the workpiece to the base plate is robust, and both in the axial direction and across it precise and well reproducible. Accordingly, machining processes and measurements are possible with great accuracy.
Bevorzugt ist eine Variante dieser Verwendung, bei der bei spielfrei auf der Grundplatte anliegendem WerkstĂ¼ck das WerkstĂ¼ck einer Bohrbearbeitung und/oder einer Fräsbearbeitung unterzogen wird. Bei diesen Bearbeitungen ist eine spielfreie Ausrichtung des WerkstĂ¼cks besonders wichtig. Während der Bohrbearbeitung und/oder Fräsbearbeitung wird das WerkstĂ¼ck ortsfest gehalten, und insbesondere auch nicht rotiert.Preference is given to a variant of this use, in which the workpiece is subjected to a drilling operation and / or a milling operation when there is no play on the base plate. In these operations, a backlash-free alignment of the workpiece is particularly important. During the drilling and / or milling, the workpiece is held stationary, and in particular not rotated.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgefĂ¼hrten Merkmale erfindungsgemĂ¤ĂŸ jeweils einzeln fĂ¼r sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen AusfĂ¼hrungsformen sind nicht als abschlieĂŸende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter fĂ¼r die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the Drawing. Likewise, according to the invention, the above-mentioned features and those which are still further developed can each be used individually for themselves or for a plurality of combinations of any kind. The embodiments shown and described are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von AusfĂ¼hrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Längsschnitt durch eine erste AusfĂ¼hrungsform einer erfindungsgemĂ¤ĂŸen Spanndorn-Anordnung, mit einer durchgehenden Ausnehmung an der Grundplatte, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung;
- Fig. 2
- die Spanndorn-Anordnung von
Fig. 1 , in einer schematischen Seitenansicht; - Fig. 3
- die Spanndorn-Anordnung von
Fig. 1 im schematischen Längsschnitt, im verspannten Zustand der Spannvorrichtung; - Fig. 4
- einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite AusfĂ¼hrungsform einer erfindungsgemĂ¤ĂŸen Spanndorn-Anordnung, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung, mit einem bis an einen Anschlag in eine Ausnehmung der Grundplatte zurĂ¼ckgezogenem Spanndorn;
- Fig. 5
- die Spanndornanordnung von
Fig. 4 , mit an die Grundplatte angedrĂ¼cktem Konterlager, in einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung; - Fig. 6
- die Spanndornanordnung von
Fig. 5 , mit der Spannvorrichtung im verspannten Zustand; - Fig. 7
- einen Spanndorn im schematischen Querschnitt mit profilierten Kontaktflächen fĂ¼r die Erfindung.
- Fig. 1
- a schematic longitudinal section through a first embodiment of a mandrel arrangement according to the invention, with a continuous recess on the base plate, in a relaxed state of the clamping device;
- Fig. 2
- the mandrel arrangement of
Fig. 1 in a schematic side view; - Fig. 3
- the mandrel arrangement of
Fig. 1 in a schematic longitudinal section, in the clamped state of the clamping device; - Fig. 4
- a schematic longitudinal section through a second embodiment of a mandrel arrangement according to the invention, in a relaxed state of the clamping device, with a to a stop in a recess of Base plate retracted mandrel;
- Fig. 5
- the mandrel arrangement of
Fig. 4 with counter-bearing pressed against the base plate, in a relaxed state of the tensioning device; - Fig. 6
- the mandrel arrangement of
Fig. 5 , with the clamping device in the clamped state; - Fig. 7
- a mandrel in a schematic cross section with profiled contact surfaces for the invention.
Die
Die Spanndorn-Anordnung 1 umfasst eine Spannvorrichtung 2 (hier ausgebildet mit einem Exzenterhebel 3), ein Konterlager 4 (hier ausgebildet an einem Basiselement 5, an dem auch der Exzenterhebel 3 gelagert ist), einen hier im Wesentlichen hĂ¼lsenförmig ausgebildeten Spanndorn 6, einen Betätiger 7 und eine Grundplatte 8. Die Gesamtheit (zusammenhängende Baugruppe) von Spannvorrichtung 2, Konterlager 4, Spanndorn 6 und Betätiger 7 wird auch als Klemmensemble 10 bezeichnet. Die Spanndorn-Anordnung 1 dient der Befestigung eines WerkstĂ¼cks 9 auf der Grundplatte 8. Die Grundplatte 8 ist typischerweise ortsfest arretiert, etwa an einem Maschinenrahmen (nicht näher dargestellt).The
Ein vorderer Teil des Klemmensembles 10, nämlich der Spanndorn 6 und ein vorderer Teil des Betätigers 7, ragt durch eine Ausnehmung 11 der Grundplatte 8 hindurch. Die Ausnehmung 11 wirkt als eine FĂ¼hrung fĂ¼r den Spanndorn 6, so dass dieser parallel zu einer Verspannrichtung VR bzw. entlang einer Betätigungsachse BA des Betätigers 7 in der Grundplatte 8 verfahrbar ist.A front part of the
Das Klemmensemble 10 ist im gezeigten Zustand (bei entspannter Spannvorrichtung 2) lose in die Ausnehmung 11 der Grundplatte 8 eingefĂ¼hrt, und könnte problemlos nach unten so weit wie gewĂ¼nscht aus der Ausnehmung 11 herausgezogen werden. Insbesondere könnte das Klemmensemble 10 so weit nach unten gezogen werden, das der Spanndorn 6 und auch das Klemmensemble 10 insgesamt vollständig hinter ein vorderes Lager 12 der Grundplatte 8, das hier mit einer vorderen Lagerebene 13 ausgebildet ist, zurĂ¼ckgezogen werden kann; die Ausnehmung 11 ist somit in Hinblick auf den Spanndorn 6 (bzw. dessen radialer Breite) durchgehend. Bei vollständigem RĂ¼ckzug hinter das vordere Lager 12 könnte ein am vorderen Lager 12 anliegendes WerkstĂ¼ck entlang des vorderen Lagers 12 barrierefrei verfahren werden (nicht näher dargestellt).The
Weiterhin könnte das Klemmensemble 10 vollständig aus der Ausnehmung 11 herausgezogen werden, insbesondere um das Klemmensemble 10 an eine andere Ausnehmung der Grundplatte 8 oder auch an eine Ausnehmung einer anderen Grundplatte zu versetzen (nicht näher dargestellt).Furthermore, the
Ein erstes elastisches Element 14, hier ausgebildet als eine unter Druckspannung stehende Schraubenfeder 14a, drĂ¼ckt den Spanndorn 6 entgegen der Verspannrichtung VR vom Konterlager 4 weg. Das erste elastische Element 14 stĂ¼tzt sich hier am Basiselement 5 bzw. am Konterlager 4 sowie an einem FuĂŸteil 21 des Spanndorns 6 ab.A first
An einem oberen (vorderen) Ende des Betätigers 7 ist ein Spreizelement 15 ausgebildet, das mit kegelmantelförmigen Flächen 16 ausgebildet ist. Diese stĂ¼tzen sich an kegelmantelförmigen Gegenflächen 17 im Inneren des Spanndorns 6 ab, nämlich an den Innenseiten von Spreizbacken 18a, 18b, die durch axiale verlaufende Spalte 19 voneinander getrennt sind. Die Spalte 19 gehen unterenends in Entlastungsbohrungen 20 Ă¼ber, um einer Rissbildung beim Aufspreizen der Spreizbacken 18a, 18b vorzubeugen. Die Spreizbacken 18a, 18b stehen von dem gemeinsamen FuĂŸteil 21 des Spanndorns 6 ab.At an upper (front) end of the
Ein zweites elastisches Element 22, hier ebenfalls ausgebildet als eine unter Druckspannung stehende Schraubenfeder 22a, drĂ¼ckt das Spreizelement 15 entgegen der Verspannrichtung VR vom Spanndorn 6 nach oben hin 6 weg; das zweite Federelement 22 stĂ¼tzt sich hier am FuĂŸteil 21 des Spanndorns 6 und am Spreizelement 15 ab.A second
Mit der Spannvorrichtung 2 kann der Betätiger 7 entlang der Betätigungsachse BA gegenĂ¼ber dem Basiselement 5 bzw. dem Konterlager 4 axial verfahren werden. In der gezeigten Stellung ist der Betätiger 7 und damit auch das Spreizelement 15 relativ weit nach oben ausgefahren, also entgegen der Verspannrichtung VR vom Konterlager 4 weg, entsprechend einem entspannten Zustand der Spannvorrichtung 2. Das Spreizelement 15 Ă¼bt im entspannten Zustand nur eine geringe radiale Kraft Ă¼ber die Keilwirkung der kegelmantelförmigen Flächen 16 auf den Spreizdorn 6 aus, so dass die Spreizbacken 18a, 18b nur geringfĂ¼gig nach radial auĂŸen gedrĂ¼ckt werden. In diesem Zustand kann der Spreizdorn 6 problemlos mit radialem Spiel in eine Ausnehmung 23 des WerkstĂ¼cks 9 eingefĂ¼hrt oder ausgefĂ¼hrt werden.With the
In der gezeigten Situation ist das WerkstĂ¼ck 9 mit seiner Ausnehmung 23 lose auf den Spanndorn 6 aufgesteckt, um die Verspannung des WerkstĂ¼cks 9 auf der Grundplatte 8 vorzubereiten.In the situation shown, the
Zum Verspannen des WerkstĂ¼cks 9 wird von einem Bediener das Klemmensemble 10 ergriffen und nach oben an die Grundplatte 8 gedrĂ¼ckt. Dabei kommen das Konterlager 4 und ein hinteres Lager 24 der Grundplatte 8 zu einer gegenseitigen Anlage. Ebenso wird das WerkstĂ¼ck 9 bis an die Grundplatte 8 herangeschoben, so dass eine untere WerkstĂ¼ckseite 25 am vorderen Lager 12 der Grundplatte 8 zur Anlage kommt; dadurch ragt der Spanndorn 6 etwas tiefer in die Ausnehmung 23 des WerkstĂ¼cks 9 hinein. In dieser Situation wird die Spannvorrichtung 2 gespannt; der verspannte Zustand der Spannvorrichtung 2 ist in
Durch Verschwenken des Exzenterhebels 3 nach links wurde eine Drehachse DA des Exzenterhebels 3, an die der Betätiger 7 angebunden ist, relativ zum Basiselement 5 axial nach unten wegbewegt, so dass der Betätiger 7 und insbesondere dessen Spreizelement 15 in Verspannrichtung VR auf das Konterlager 4 zu gezogen wurden.By pivoting the
Bedingt durch eine relativ kleine zweite Federhärte des zweiten elastischen Elements 22 im Vergleich zu einer ersten Federhärte des ersten elastischen Elements 14 ist zunächst der Spanndorn 6 bei dieser Bewegung des Spreizelements 15 relativ zum Konterlager 4 nahezu ortsfest geblieben, denn das relativ harte erste elastische Element 14 hat den Spanndorn 6 vom Konterlager 4 weggehalten. Hingegen konnte das Spreizelement 15 die vergleichsweise geringe Kraft des zweiten elastischen Elements 22 Ă¼berwinden und relativ zum Spanndorn 6 nach unten verfahren und die Spreizbacken mit den kegelmantelförmigen Flächen 16 dabei radial immer weiter aufspreizen.Due to a relatively small second spring hardness of the second
Sobald die Spreizbacken jedoch in Pressung mit der Innenseite der Ausnehmung 23 des WerkstĂ¼cks 9 gerieten, konnte das Spreizelement 15 nicht mehr oder nur noch bei sehr groĂŸem Widerstand weiter relativ zum Spanndorn 6 nach unten bewegt werden. Eine weitere Bewegung des Betätigers 7 in Verspannrichtung VR nach unten fĂ¼hrte dann dazu, dass nunmehr der Spanndorn 6 gegen die Kraft des ersten Federelements 14 in Verspannrichtung VR nach unten gezogen wurde. Da die Spannbacken des Spanndorns 6 in Pressung und damit in Kraftschluss mit der Innenseite der Ausnehmung 23 des WerkstĂ¼cks 9 sind, wurde dabei das WerkstĂ¼ck 9 mit nach unten gezogen und somit gegen die Grundplatte 8 gedrĂ¼ckt. Der Betätiger 7 wurde dabei unter erhebliche Zugspannung gebracht, und wirkt also als Zuganker 7a.However, as soon as the spreading jaws got into contact with the inside of the
Im gezeigten verspannten Zustand der Spannvorrichtung 2 ist daher das WerkstĂ¼ck 9 nicht nur durch den im Formschluss blockierenden Spanndorn 6 gegen eine laterale Verschiebung 26 gegenĂ¼ber der Grundplatte 8 gesichert, sondern sitzt auch bezĂ¼glich der axialen Richtung (vgl. Betätigungsachse BA) spielfrei auf der Grundplatte 8 auf. Eine axiale Bewegung 27 des WerkstĂ¼cks 9 ist aufgrund des Kraftschlusses mit dem Spanndorn 6 nicht möglich. In diesem Zustand wird das WerkstĂ¼ck 9 typischerweise einer Bearbeitung unterzogen, insbesondere einer Bohr- oder Fräsbearbeitung, oder auch einer Messung, insbesondere einer Vermessung seiner AuĂŸendimensionen.In the illustrated braced state of the
Beim Entspannen der Spannvorrichtung 2, also einem ZurĂ¼ckschwenken des Exzenterhebels 3 in die in
Die
Bei dieser AusfĂ¼hrungsform ist in der Grundplatte 8 eine Ausnehmung 30 zur Aufnahme des Spanndorns 6 ausgebildet, welche an der der Spannvorrichtung 2 zugewandten Seite einen schulterartigen Anschlag 31 ausbildet. Der Spanndorn 6 kann daher nach unten nicht durch die Ausnehmung 30 hindurch gefĂ¼hrt werden; die Ausnehmung 30 ist somit bezĂ¼glich des Spanndorns 6In this embodiment, a
(bzw. dessen radialer Breite) nicht durchgehend. Zwar geht die Ausnehmung 30 in eine Ă–ffnung 32 Ă¼ber, durch den der Betätiger 7 und das erste elastische Element 14 hindurchgefĂ¼hrt sind bzw. werden können, diese Ă–ffnung 32 ist aber fĂ¼r den Spanndorn 6 nicht breit genug. Das Klemmensemble 10, umfassend die Spannvorrichtung 2, das Konterlager 4, den Betätiger 7 und den Spanndorn 6, ist hier dauerhaft an der Grundplatte 8 bzw. dessen Ausnehmung 30 angeordnet, indem es die Grundplatte 8 im Bereich des Anschlags 31 beidseitig umgreift; das Klemmensemble 10 könnte nur durch Zerlegen von der Grundplatte 8 entfernt werden.(or its radial width) not continuous. Although the
In der gezeigten AusfĂ¼hrungsform ist weiterhin das Konterlager 4 an einem Kragenelement 33 ausgebildet, das sich am Basiselement 5 abstĂ¼tzt. Ein drittes elastisches Element 34, hier wiederum ausgebildet als eine unter Druckspannung stehende Schraubenfeder 34a, spannt die Grundplatte 8 entgegen der Verspannrichtung VR gegenĂ¼ber dem Konterlager 4 vor; Grundplatte 8 und Konterlager 4 werden sozusagen auseinandergedrĂ¼ckt. Das dritte elastische Element 34 greift hier am Konterlager 4 und an einer zurĂ¼ckgesetzten Schulter 35 der Grundplatte 8, wobei die Schulter 35 jenseits des hinteren Lagers 24 liegt, an.In the embodiment shown, furthermore, the
Durch die Wirkung des dritten elastischen Elements 34 werden der Betätiger 7 einschlieĂŸlich Spreizelement 15 und auch der Spanndorn 6 in die Ausnehmung 30 hineingezogen, im Wesentlichen bis an den Anschlag 31. Die Spannvorrichtung 2 ist in einem entspannten Zustand. Der Spanndorn 6 und das Klemmensemble 10 insgesamt sind hinter das vordere Lager 12 und die zugehörige vordere Lagerebene 13 zurĂ¼ckgezogen. Dadurch ist es möglich, das WerkstĂ¼ck 9 auf dem ersten Lager 12 in lateraler Richtung quer zur Betätigungsachse BA zu verfahren, vgl. laterale Verschiebung 26.By the action of the third
Im WerkstĂ¼ck 9 ist hier eine als Sackloch ausgebildete Ausnehmung 36 ausgebildet. Zum Verspannen des WerkstĂ¼cks 9 auf der Grundplatte 8 muss das WerkstĂ¼ck 9 zumindest näherungsweise mit seiner Ausnehmung 36 Ă¼ber dem Spanndorn 6 bzw. Ă¼ber der Ausnehmung 30 der Grundplatte 8 angeordnet werden.In the
Zum Verspannen des WerkstĂ¼cks 9 wird sodann das Klemmensemble 10 gegenĂ¼ber der Grundplatte 8 durch einen Bediener nach oben geschoben, bis das Konterlager 4 am hinteren Lager 24 der Grundplatte 8 anliegt, vgl. hierzu
Sodann wird die Spannvorrichtung 2 gespannt, vgl.
Bei ZurĂ¼ckdrehen des Exzenterhebels 3 in die in
- 11
- Spanndorn-AnordnungMandrel assembly
- 22
- Spannvorrichtungjig
- 33
- ExzenterhebelCam
- 44
- Konterlagercounterrevolutionary camp
- 55
- Basiselementbase element
- 66
- Spanndornmandrel
- 77
- Betätigeractuator
- 7a7a
- Zugankertie rods
- 88th
- Grundplattebaseplate
- 99
- WerkstĂ¼ckworkpiece
- 1010
- Klemmensembleterminal Ensemble
- 1111
- Ausnehmung der Grundplatte (durchgehend)Recess of the base plate (continuous)
- 1212
- vorderes Lagerfront bearing
- 1313
- vordere Lagerebenefront storage level
- 1414
- erstes elastisches Elementfirst elastic element
- 14a14a
- Schraubenfeder (erstes elastisches Element)Coil spring (first elastic element)
- 1515
- SpreitzelementSpreitzelement
- 1616
- konische Flächenconical surfaces
- 1717
- konische Gegenflächenconical counter surfaces
- 18a, 18b18a, 18b
- SpreizbackenMoveable
- 1919
- Spaltgap
- 2020
- Entlastungsbohrungrelief well
- 2121
- FuĂŸteil (Spanndorn)Foot part (mandrel)
- 2222
- zweites elastisches Elementsecond elastic element
- 22a22a
- Schraubenfeder (zweites elastisches Element)Coil spring (second elastic element)
- 2323
- Ausnehmung im WerkstĂ¼ck (durchgehend)Recess in the workpiece (continuous)
- 2424
- hinteres Lagerrear warehouse
- 2525
- untere Seite (WerkstĂ¼ck)lower side (workpiece)
- 2626
- laterale Verschiebunglateral displacement
- 2727
- axiale Bewegungaxial movement
- 3030
- Ausnehmung in der Grundplatte (nicht durchgehend)Recess in the base plate (not continuous)
- 3131
- Anschlagattack
- 3232
- DurchbruchöffnungThrough opening
- 3333
- Kragenelementcollar element
- 3434
- drittes elastisches Elementthird elastic element
- 34a34a
- Schraubenfeder (drittes elastisches Element)Coil spring (third elastic element)
- 3535
- hinteres Lagerrear warehouse
- 3636
- Ausnehmung im WerkstĂ¼ck (Sackloch)Recess in the workpiece (blind hole)
- 4040
- profilierte Kontaktflächenprofiled contact surfaces
- BABA
- Betätigungsachseoperating axis
- DATHERE
- Drehachse (Lagerachse des Betätigers am Exzenterhebel)Rotary axis (bearing axis of the actuator on the eccentric lever)
- VRVR
- Verspannrichtungclamping direction
Claims (16)
dass eine Grundplatte (8) vorhanden ist, an der ein vorderes Lager (12) fĂ¼r eine Anlage des WerkstĂ¼cks (9) und ein hinteres Lager (24) fĂ¼r eine Anlage des Konterlagers (4) ausgebildet ist,
dass die Grundplatte (8) eine Ausnehmung (11; 30) ausbildet, in welche der Spanndorn (6) entlang der Betätigungsachse (BA) vollständig bis hinter das vordere Lager (12) in die Ausnehmung (11; 30) zurĂ¼ckziehbar ist,
und dass eine Spannvorrichtung (2) vorhanden ist, mittels welcher der Betätiger (7) entlang der Verspannrichtung (VR) auf das Konterlager (4) zu und auf die Grundplatte (8) zu bewegt werden kann.Mandrel arrangement (1) for clamping a workpiece (9), comprising
that a base plate (8) is provided at the a front bearing (12) for a plant of the workpiece (9) and a rear bearing (24) for an abutment of the counter-bearing (4) is formed,
that the base plate (8) has a recess (11; 30) forms, in which the mandrel (6) along the actuation axis (BA) all the way up behind the front bearing (12) in the recess (11; 30) is retractable,
and that a tensioning device (2) is provided, by means of which the actuator (7) can travel along the tensioning direction (VR) onto the counter bearing (4). to and on the base plate (8) can be moved.
insbesondere wobei die Zugstange (7a) durch das Konterlager (4) hindurch zur Spannvorrichtung (2) gefĂ¼hrt ist.Mandrel arrangement (1) according to claim 1, characterized in that the actuator (7) with a pull rod (7a) is formed, and the clamping device (2) upon movement of the actuator (7) along the Verspannrichtung (VR) by means of the tie rod (7a) pulls the expansion element (15) towards the counter bearing (4),
in particular wherein the pull rod (7a) is guided through the counter bearing (4) to the tensioning device (2).
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EP0785049A1 (en) * | 1996-01-15 | 1997-07-23 | Cianci, Pasquale, Dipl.-Ing | Support table with clamping device |
EP0925871A2 (en) * | 1997-12-24 | 1999-06-30 | Kabushiki Kaisha Kosmek | Clamping apparatus |
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