WO1999020436A1 - Clamping device - Google Patents

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WO1999020436A1
WO1999020436A1 PCT/EP1998/006695 EP9806695W WO9920436A1 WO 1999020436 A1 WO1999020436 A1 WO 1999020436A1 EP 9806695 W EP9806695 W EP 9806695W WO 9920436 A1 WO9920436 A1 WO 9920436A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clamping
clamping device
jaw elements
jaw
locking
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/006695
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Eberhard Kuhnle
Original Assignee
Eberhard Kuhnle
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
Priority claimed from DE1997146211 external-priority patent/DE19746211A1/en
Priority claimed from DE1998134434 external-priority patent/DE19834434A1/en
Application filed by Eberhard Kuhnle filed Critical Eberhard Kuhnle
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Classifications

    • 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
    • B25B1/00—Vices
    • B25B1/24—Details, e.g. jaws of special shape, slideways
    • B25B1/2405—Construction of the jaws

Definitions

  • the present invention relates to a clamping device for workpieces with a base body and two clamping jaws attached to it, which can be clamped in a straight line against one another and which have jaw elements on their mutually facing sides, which are rotatably mounted about a common axis running parallel to the clamping direction in such a way that a rotation of the jaw elements is also possible under the action of the clamping forces acting on the jaw elements when the workpiece is clamped, and with a device for locking at least one of the two jaw elements.
  • Clamping devices of this type are generally known in particular as vices and are available in practice in most workshops in order to be able to clamp workpieces to be machined.
  • a clamping jaw is arranged on a threaded spindle mounted in the base of the vice so that when the threaded spindle rotates in the direction of the second clamping jaw or away from it, a workpiece positioned between the two clamping jaws is clamped between the clamping surfaces of the jaw elements or a clamped workpiece is released.
  • a clamped workpiece can protrude upwards or outwards from the vise. surfaces are processed. To machine the other sides, it is necessary to release the workpiece from the clamping, reposition it and clamp it again. This is often perceived as complex, especially if the workpiece has to take a defined position, for example for machining with a drill press, since the positioning of the workpiece is then only possible using special spacers that are positioned between the workpiece and a support surface of the base body is. This type of positioning is often not sufficiently precise and is also very time-consuming.
  • Clamping devices have therefore also become known in which the jaw elements can also be rotated under the action of the clamping forces acting on the jaw elements when the workpiece is clamped. With this design, the workpiece can be machined all around without having to release it from the clamping.
  • the invention has for its object to improve vices of the type mentioned, in particular to simplify the structure and improve the mode of operation.
  • This object is achieved in that the locking via radial positive locking between an element rotatably connected to a jaw element and a rotationally fixed with. element connected to the base body, and that a device for determining the angle of rotation of the jaw elements is provided.
  • a radial positive lock for locking the two jaw elements in the clamped state is structurally inexpensive and at the same time reliable in effect.
  • the device for determining the angle of rotation also provides the possibility of setting defined angular positions of the workpiece, for example if inclined bores are to be produced in a workpiece with respect to the vertical. For this purpose, the workpiece only needs to be positioned once in a defined starting position, from which it can then be brought into the position required for the respective machining process by rotating the workpiece.
  • the locking device comprises a radially displaceable plunger mounted on the base body, which in a first position engages in a form-locking manner with the element fixedly connected to the jaw element and releases it in a second position, with the Cheek element rotatably connected element is reciprocally formed.
  • a radial form fit can be generated in a simple manner.
  • the plunger can have a flat end face as a positive engagement surface.
  • the plunger can also have a profiled form-fitting engagement surface, for example a conical or frustoconical tip, a surface designed as a hollow tooth segment or a hollow polygonal shape.
  • the element which is connected in a rotationally fixed manner to a jaw element has a polygonal outer circumferential contour or an outer circumference with recesses, the recesses being able to be formed by a toothed ring or a toothed ring section or by blind holes. Two can be arranged next to each other Rows with staggered blind holes may be provided.
  • two plungers which can be moved back and forth are provided and are assigned to the two rows of blind holes. This enables a finer division of the angle of rotation of the jaw elements. Of course, more than two rows of blind holes and two plungers can also be provided.
  • the plunger can be designed as an expansion mandrel or expansion collet.
  • the desired angular position is roughly adjusted by inserting the expansion mandrel into an assigned recess. This angular position is then fine-tuned and locked by stretching the mandrel. The same applies to a collet.
  • the object underlying the invention is achieved according to a further embodiment in that the jaw elements can be rotated in the clamped state via a lockable gear or worm drive. This configuration also enables the jaw elements to be blocked in a structurally uncomplicated manner.
  • the drive can be designed as a non-reversible gear. This can already be achieved in that the transmission has a large transmission ratio, so that the drive gear can rotate the jaws, but the jaws cannot, but the drive gear.
  • a separate blocking device can also be provided for the drive. Such a separate one Blocking device can be implemented in a simple manner, for example as a braking device.
  • the drive can comprise a gearwheel which is connected in a rotationally fixed manner to a jaw element and which can be rotated via a drive gearwheel or a toothed rack.
  • the drive can also be designed as a worm drive.
  • the drive is preferably used for angle measurement.
  • the angle of rotation can be determined as a function of the speed of a drive shaft. Such an angle of rotation measurement can also be carried out purely manually if high accuracy of the set angle of rotation is not required.
  • the object on which the invention is based is also achieved in that the jaw elements can be rotated in the clamped state by means of a lever which can be fixed in at least two rotational positions. This also results in a structurally particularly complex design of the clamping device.
  • the lever can be pivoted against a locking disc and can be locked thereon.
  • the lever can be biased against the locking disc.
  • the lever is disengaged from the locking disk against the pretension, pivoted by a desired angle and snapped back into the locking disk.
  • jaw members can manually, motor-driven, hydraulically "or pneumatically rotated.
  • a rotary encoder may be provided for angle measurement.
  • the encoder can be arranged here on the baking shaft, a transmission shaft or on the motor shaft.
  • only two rotational positions can also be provided according to an embodiment of the invention.
  • the two rotational positions can differ from one another by 90 °.
  • several, in particular evenly distributed, rotary positions can be provided.
  • the invention also includes a clamping device for workpieces with two clamping jaws which can be clamped in a straight line and which have jaw elements on their mutually facing sides, which are rotatably mounted about a common axis running parallel to the clamping direction in such a way that rotation of the jaw elements also under the effect of the When the workpiece is clamped, clamping forces acting on the jaw elements are possible, with a rotary drive for at least one jaw element, a measuring device for measuring the angle of rotation of the jaw elements and a non-positive locking device for the rotational movement of the jaw elements.
  • the angular position is set via the rotary drive, which can be operated both manually and by motor. About the measurement direction the achievement of the desired angle of rotation is determined. Due to the non-positive locking for the rotary movement, locking in any rotational position is possible, so that any small changes in angle can be realized.
  • a motorized rotary drive can preferably be provided without a gear, since the drive motor is not loaded due to the locking of the jaw elements when machining the workpiece.
  • the drive can be designed in a structurally uncomplicated manner and not susceptible to faults.
  • the motorized rotary drive can set a desired rotational position of the workpiece in a simple manner via a control device.
  • the angular position can advantageously be determined very precisely by means of a rotary encoder for measuring the angle of rotation of the jaw elements.
  • the rotary encoder can be designed in a known manner and preferably arranged around a bearing shaft of the jaw element. In this way, the clamping area for the workpiece remains unaffected by the encoder.
  • the locking acts via a radial frictional connection.
  • the frictional engagement can preferably act on a bearing shaft of the jaw element and the clamping area can thereby be kept free.
  • an expansion clamping ring is provided for locking, which can preferably be operated hydraulically.
  • the expansion ring can include the bearing shaft of the jaw element and exert an all-round locking force on the shaft. A very stable locking can be achieved with a relatively low force.
  • the expansion clamping ring is designed as a fluid-in particular oil-filled metal ring with a radially flexible inner wall.
  • the expansion clamping ring can be actuated hydraulically or pneumatically in a simple manner, with a slight fluid movement being sufficient to bring about a high locking force.
  • the resilient inner wall thereof is deformed radially inward, so that the inside diameter of the expansion ring is reduced and an all-round radial locking force is exerted.
  • both jaw elements can be provided with a lock. This further improves the blocking of the jaw elements. In particular, even with large workpieces or high machining forces, a secure clamping of the workpiece is ensured without the risk of the same being twisted.
  • Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below. They show, each in a schematic representation,
  • FIG. 1 shows a side view of a first variant of the clamping device according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through the clamping device from FIG. 1
  • 3 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention
  • FIG. 4 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention
  • FIG. 5 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention
  • FIG. 6 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention
  • FIG. 7 shows a side view of a further variant of the clamping device according to the invention.
  • FIG. 8 is a side view of yet another variant of the clamping device according to the invention.
  • FIG. 9 shows a plan view of an end face of another variant of the clamping device according to the invention
  • FIG. 10 shows a side view of another variant of the clamping device according to the invention.
  • the vice shown in Fig. 1 comprises a base body 1, which belong to the clamping device itself or can be part of a machine or simply a table.
  • Two spaced-apart clamping jaws 2 and 3 are arranged on the base body 1. While the clamping jaw 2 is fixedly arranged on the base body 1, the clamping jaw 3 can also be moved back and forth in the direction of the connecting line I to the clamping jaw 2 and axially locked for a rough adjustment on the base body 1.
  • a jaw element 4, 5 is mounted such that a workpiece clamped between the jaw elements 4, 5 is rotatable under the action of the clamping force.
  • the one jaw element 5 is seated on a quill 6, which can be moved back and forth in the clamping jaw 3 by means of a crank 7 in the direction of the connecting line to the second clamping jaw 2.
  • sleeve 6 and clamping jaw 3 are provided with interlocking threads 8, 9.
  • the jaw element 4 is arranged at one end of a shaft 10 which is rotatably mounted in a corresponding recess in the clamping jaw 2.
  • a shaft 10 which is rotatably mounted in a corresponding recess in the clamping jaw 2.
  • the cross section of the shaft 10 is octagonal.
  • a plunger 12 is arranged below the shaft 10, which is mounted in the clamping jaw 2 and in the base body 1 in a radially displaceable manner with respect to the shaft 10 according to arrow II.
  • the plunger 12 has a flat end face 13 which is adapted to the octagonal cross-sectional shape of section 11 of the shaft 10.
  • the end face 13 of the plunger 12 has a longitudinal and transverse extension which corresponds to that of one of the eight peripheral regions 14 of the octagonal section 11 of the shaft 10. As can be seen, moving the plunger 12 in the direction of the shaft 10 can block it against rotation.
  • a workpiece is inserted between the two jaw elements 4 and 5. If necessary, after the axial displacement of the second clamping jaw 3 in the direction of the first clamping jaw 2, the workpiece is firmly clamped between the two jaw elements 4 and 5 by turning the hand crank 7. Instead of the crank handle 7, any, in particular motorized drive can of course be provided. Due to the mounting of the jaw elements 4 and 5, they can be rotated together with the workpiece after the workpiece has been firmly clamped. This twisting can also be done either by hand or by a motor.
  • the plunger 12 After reaching the desired rotational position, the plunger 12 is moved in the direction of the shaft 10 and brought into contact with a peripheral section 14 of the shaft 10. The jaw element 4 is thus blocked against further rotation.
  • the jaw element 4 By blocking the jaw element 4, the jaw element 5 and the workpiece are also blocked against further rotation due to the clamping of a workpiece.
  • blocking can also be provided on the second jaw element 5 and actuated together with the plunger 12 on the first jaw element 4.
  • the plunger 12 is moved back so far that the shaft 10 is released.
  • the workpiece can now be rotated into a new rotational position and then blocked again by moving the plunger 12 towards the shaft 10 again.
  • the possible rotational positions are predetermined by the cross-sectional shape of the shaft 10 in section 11.
  • the plunger 12 can also be designed such that it comes into contact with more than one outer circumferential surface 14 of the shaft 10. This increases the blocking force. Furthermore does the functionality of this variant match the previous variant.
  • the end face 13 of the plunger 12 is designed as a hollow gear section. Accordingly, section 11 of shaft 10 has a partial toothed ring 15. Section 1 1 can also be provided with a complete ring gear. In these variants, the blocking takes place by engagement of the teeth 16 and 17 of the tooth segments 13 and 15. As can be seen, the possible rotational positions of the shaft 10 are predetermined by the tooth pitch. With a complete ring gear 15 on the shaft 10, the possible angles of rotation of the shaft 10 thus comprise 360 °. Otherwise, the functionality of this variant is the same as the variants described above.
  • the plunger 12 is conical
  • the blocking takes place by engagement of the conical tip 19 of the tappet 12 in the ring gear 20.
  • a partial ring gear can be provided on the shaft 10 instead of the complete ring gear. The operation of this device is otherwise the same as that of the previously described variants.
  • the tappet 12 is designed with an expansion mandrel 21 which can be moved into corresponding recesses in the peripheral surface of the section 11 of the shaft 10.
  • four such recesses 22 are provided distributed uniformly over the circumference of the shaft 10.
  • the lateral dimensions of the expansion mandrel 21 are slightly smaller than those of the recesses 22. This makes it easier to set a desired angular position.
  • the expansion mandrel 21 is radially stretched and thereby pressed into the recess 22. This expansion thus results in a fine adjustment of the rotational position of the shaft 10.
  • the expansion mandrel 21 is radially displaceable back and forth in the clamping jaw 2 and in the base body 1 with respect to the axis I of the shaft 10.
  • FIG. 7 shows a variant of the clamping device according to the invention, in which two rows 23 of recesses 22 are provided in the outer circumference of the shaft 10. Accordingly, two expansion mandrels 21 are displaceably mounted in the clamping jaw 2 and in the base body 1.
  • the recesses 22 are arranged offset from one another in the two rows 23. In this way, intermediate positions of the angular position of the shaft 10 can be set by either locking with one or the other expansion mandrel 21.
  • further rows 23 of recesses 22 and expansion mandrels 21 can also be provided in order to further refine the angle division.
  • Fig. 8 shows a variant of the invention, in which the shaft 10 can be rotated via a gear drive.
  • a ring gear 24 is provided on the shaft 10, with which a drive gear 25 meshes.
  • the drive gear 25 can, as shown, be driven by a motor 26.
  • a manual drive of the gear 25 would also be possible.
  • either the gear ratio of the gear drive can be selected so large that it cannot be driven back, that is, it cannot be turned back from the workpiece.
  • all non-reversible gearboxes can be used to achieve blocking.
  • a separate blocking device can be provided for the gear drive 24, 25. This can be implemented, for example, by a simple braking device that engages one of the shafts. But any other blocking device can also be used.
  • a worm drive or a drive with a rack can also be provided instead of a gear drive.
  • the operation of these variants is such that the desired rotational position is achieved by actuating the drive device after clamping the workpiece. After the desired rotational position has been reached, the separate blocking device may be actuated. After processing in this angular position has been completed, another angular position can be set by operating the drive device again, if necessary after releasing the separate blocking device.
  • the angular positions can be determined via rotary encoder 18.
  • the angular positions can also be determined directly as a function of the speed of a drive shaft.
  • the drive device can be designed so that one revolution corresponds to an angular adjustment by 1 °.
  • FIG. 9 finally shows a variant of the invention, in which a lever 27 is attached to the rear of the shaft 10, by means of which the shaft 10 can be rotated about its axis I.
  • a locking disc 28 is provided with locking recesses 29 against which the lever 27 is biased.
  • the locking recesses 29 specify the rotational angle positions in which the shaft 10 can be locked.
  • the shaft 10 is rotated by means of the lever 27 after it has been disengaged against the pretensioning force.
  • the lever 27 engages in the selected recess 29 and thereby blocks the shaft 10 against further rotation.
  • simple stops can also be provided, against which the lever 27 optionally strikes. In this case, additional means must be provided by which the lever 27 is held on the stops. In principle, this could also be done by hand.
  • two spaced-apart clamping blocks 102 and 103 are arranged on a base body 101, which belongs to the clamping device itself or can be part of a machine or simply a table. While clamping block 102 is fixedly arranged on the base body 101, the clamping block 103 can also be displaceable back and forth in the direction of the connection line to the clamping block 102 and can be axially locked for a rough adjustment on the base body 101.
  • a jaw element 104, 105 is rotatably supported such that a workpiece clamped between the jaw elements 104, 105 can be rotated under the action of the clamping force.
  • the one jaw element 105 is seated on a quill 106 which can be moved back and forth in the clamping block 103 by means of a crank 107 in the direction of the connecting line to the second clamping block 102.
  • sleeve 106 and clamping block 103 are provided with interlocking threads 108, 109.
  • the jaw element 104 has a first cylindrical section 110, which is rotatably mounted in a corresponding recess in the clamping block 102.
  • the first cylindrical section 1 10 is followed by a second cylindrical section 1 1 1 of reduced cross-section, which is supported with its free end as a shaft in a drive motor 1 12.
  • a rotary encoder 1 13 is arranged around the second cylindrical section 11 1, by means of which the angular position of this second cylindrical section 1 11 and thus of the jaw element 104 can be determined.
  • the first cylindrical section 110 is at least partially covered by an expansion clamping ring 114 which is held axially and in a rotationally fixed manner in the clamping block 102.
  • the inner circumference of the expansion clamping ring 1 14 essentially corresponds to the outer circumference of the first cylindrical section 1 10 of the jaw element 104.
  • the inner circumference of the expansion clamping ring 1 14 can be reduced by a hydraulic actuation device, not shown here, so that the first cylindrical section 1 10 of the jaw element 104 a radial clamping force is exerted.
  • a correspondingly designed expansion clamping ring can also engage the second jaw element 105 or a cylindrical section connected to it in a rotationally fixed manner and be mounted axially and rotationally fixed in the second clamping block 103.
  • a workpiece is inserted between the two jaw elements 104 and 105. If necessary after the axial displacement of the second clamping block 103 in the direction of the first clamping block 102, the workpiece is turned between the two jaw elements by turning the hand crank 107 104 and 105 firmly clamped.
  • any, in particular motorized drive can of course be provided. Due to the mounting of the jaw elements 104 and 105, they can be rotated together with the workpiece after the workpiece has been firmly clamped. For this purpose, the motor 112 is put into operation, which can also be done via a control system, not shown here.
  • the rotational position of the jaw elements 104 and 105 and the workpiece is determined via the rotary encoder 113. After reaching the desired rotational position, the motor 1 12 is stopped. Now the expansion ring 1 14 is actuated to block the jaw element 104 against further rotation. By blocking the jaw element 104, the jaw element 105 and the workpiece are also blocked against further rotation due to the clamping of a workpiece. In particular with large workpieces or large clamping forces, an expansion clamping ring can additionally act on the second jaw element 105 and the clamping ring 114 can be actuated together with the first.
  • the motor 1 12 can thus be designed to be structurally uncomplicated, in particular as a gearless motor.
  • Any other rotary measuring system can also be used instead of a rotary encoder.
  • another locking device that acts by means of a force fit can be provided. It is important that the locking is possible essentially in any rotational position of the jaw elements. After machining of the workpiece in a certain rotary position, another rotary position can be used for a subsequent machining of the workpiece can be set without the clamping of the workpiece having to be released. The processing time for the workpiece is thereby advantageously kept short. Any new adjustments that may be required are also omitted.
  • All variants of the clamping device according to the invention are characterized by an uncomplicated construction and simple operability. They can be used for both high-precision angle settings and less precise settings.
  • the angular division can also be very fine or only coarse. For example, only two angular positions can also be specified in order to be able to process two sides of a workpiece in succession without reclamping.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The invention relates to a clamping device for workpieces, consisting of a base body (1) and two clamping jaws (2,3) attached thereto and provided with jaw elements (4,5) on opposite facing sides. Sad jaw elements are rotationally mounted on a common axis (I) running parallel to the clamping device. As a result, the jaw elements (4,5) can also rotate under the effect of the clamping forces acting on the jaw elements (4,5) when a workpiece is clamped. The inventive device also consists of a locking device for at least one of the two clamping jaws (4,5). In order to produce a simple device which is easy to use, radial interlocking occurs between a first blocking element which is rotationally fixed to one jaw element (4,5) and a second blocking element (12) which is rotationally fixed to the base body (1). A device (18) for determining the rotation angle of the jaw elements (4,5) is also provided.

Description

Einspannvorrichtung Jig
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für Werkstük- ke mit einem Grundkörper und zwei daran angebrachten, geradlinig gegeneinander spannbaren Spannbacken, die an ihren einander zugewand- ten Seiten Backenelemente aufweisen, welche um eine gemeinsame, parallel zur Einspannrichtung verlaufende Achse derart drehbar gelagert sind, daß eine Verdrehung der Backenelemente auch unter Wirkung der bei eingespanntem Werkstück an den Backenelementen angreifenden Spannkräfte möglich ist, und mit einer Einrichtung zur Arretierung mindestens eines der beiden Backenelemente.The present invention relates to a clamping device for workpieces with a base body and two clamping jaws attached to it, which can be clamped in a straight line against one another and which have jaw elements on their mutually facing sides, which are rotatably mounted about a common axis running parallel to the clamping direction in such a way that a rotation of the jaw elements is also possible under the action of the clamping forces acting on the jaw elements when the workpiece is clamped, and with a device for locking at least one of the two jaw elements.
Derartige Einspannvorrichtungen sind insbesondere als Spannstöcke allgemein bekannt und in der Praxis in den meisten Werkstätten vorhanden, um zu bearbeitende Werkstücke festspannen zu können. Dabei ist in der Regel eine Spannbacke an einer im Grundkörper des Spannstocks gelagerten Gewindespindel derart angeordnet, daß sie bei einer Drehung der Gewindespindel in Richtung der zweiten Spannbacke oder von dieser weg verfahren und so ein zwischen den beiden Spannbacken positioniertes Werkstück zwischen den Spannflächen der Backenelemente festgeklemmt oder ein eingespanntes Werkstück gelöst wird.Clamping devices of this type are generally known in particular as vices and are available in practice in most workshops in order to be able to clamp workpieces to be machined. As a rule, a clamping jaw is arranged on a threaded spindle mounted in the base of the vice so that when the threaded spindle rotates in the direction of the second clamping jaw or away from it, a workpiece positioned between the two clamping jaws is clamped between the clamping surfaces of the jaw elements or a clamped workpiece is released.
Bei diesen bekannten Spannstöcken kann ein eingespanntes Werkstück jeweils an den aus dem Spannstock nach oben bzw. seitlich herausste- henden Flächen bearbeitet werden. Zur Bearbeitung der anderen Seiten ist es jeweils erforderlich, das Werkstück aus der Einspannung zu lösen, neu zu positionieren und wieder einzuspannen. Dies wird häufig als aufwendig empfunden, und zwar insbesondere wenn das Werkstück beispielsweise zur Bearbeitung mit einer Ständerbohrmaschine eine definierte Lage einnehmen muß, da die Positionierung des Werkstückes dann nur unter Verwendung von speziellen Distanzscheiben, die zwischen Werkstück und einer Auflagefläche des Grundkörpers positioniert werden, möglich ist. Diese Art der Positionierung ist häufig nicht ausreichend genau und außerdem sehr zeitaufwendig.With these known vices, a clamped workpiece can protrude upwards or outwards from the vise. surfaces are processed. To machine the other sides, it is necessary to release the workpiece from the clamping, reposition it and clamp it again. This is often perceived as complex, especially if the workpiece has to take a defined position, for example for machining with a drill press, since the positioning of the workpiece is then only possible using special spacers that are positioned between the workpiece and a support surface of the base body is. This type of positioning is often not sufficiently precise and is also very time-consuming.
Es sind daher auch Einspannvorrichtungen bekannt geworden, bei welchen eine Verdrehung der Backenelemente auch unter Wirkung der bei eingespanntem Werkstück an den Backenelementen angreifenden Spann- kräfte möglich ist. Durch diese Ausbildung kann das Werkstück rundum bearbeitet werden, ohne es aus der Einspannung lösen zu müssen.Clamping devices have therefore also become known in which the jaw elements can also be rotated under the action of the clamping forces acting on the jaw elements when the workpiece is clamped. With this design, the workpiece can be machined all around without having to release it from the clamping.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spannstöcke der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere den Aufbau zu vereinfachen und die Wirkungsweise zu verbessern.The invention has for its object to improve vices of the type mentioned, in particular to simplify the structure and improve the mode of operation.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Arretierung über radialen Formschluß zwischen einem mit einem Backenelement drehfest verbundenen Element und einem drehfest mit. dem Grundkörper verbundenen Ele- ment erfolgt, und daß eine Einrichtung zur Bestimmung des Drehwinkels der Backenelemente vorgesehen ist. Ein radialer Formschluß zur Arretierung der beiden Backenelemente im eingespannten Zustand ist konstruktiv unaufwendig und zugleich sicher in der Wirkung. Durch die Einrichtung zur Bestimmung des Drehwinkels ist außerdem die Möglichkeit gegeben, definierte Winkellagen des Werk- Stückes einzustellen, beispielsweise wenn in einem Werkstück gegenüber der Vertikalen geneigte Schrägbohrungen hergestellt werden sollen. Hierzu braucht das Werkstück nur einmal in einer definierten Ausgangslage positioniert zu werden, aus der es dann durch Drehung des Werkstückes in die für den jeweiligen Bearbeitungsvorgang erforderliche Lage gebracht werden kann.This object is achieved in that the locking via radial positive locking between an element rotatably connected to a jaw element and a rotationally fixed with. element connected to the base body, and that a device for determining the angle of rotation of the jaw elements is provided. A radial positive lock for locking the two jaw elements in the clamped state is structurally inexpensive and at the same time reliable in effect. The device for determining the angle of rotation also provides the possibility of setting defined angular positions of the workpiece, for example if inclined bores are to be produced in a workpiece with respect to the vertical. For this purpose, the workpiece only needs to be positioned once in a defined starting position, from which it can then be brought into the position required for the respective machining process by rotating the workpiece.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Arretiereinrichtung einen am Grundkörper gelagerten, radial hin und her verschiebbaren Stößel, welcher in einer ersten Stellung mit dem drehfest mit dem Backenele- ment verbundenen Element in Formschlußeingriff tritt und dieses in einer zweiten Stellung freigibt, wobei das mit dem Backenelement drehfest verbundene Element hierzu reziprok ausgebildet ist. Hierdurch kann in einfacher Weise ein radialer Formschluß erzeugt werden.According to one embodiment of the invention, the locking device comprises a radially displaceable plunger mounted on the base body, which in a first position engages in a form-locking manner with the element fixedly connected to the jaw element and releases it in a second position, with the Cheek element rotatably connected element is reciprocally formed. In this way, a radial form fit can be generated in a simple manner.
Der Stößel kann dabei eine plane Stirnfläche als Formschlußeingriffsfläche aufweisen. Der Stößel kann aber auch eine profilierte Formschlußeingriffsfläche aufweisen, beispielsweise eine konische oder kegelstumpfför- mige Spitze, eine als hohles Zahnsegment oder hohle Mehreckform ausgebildete Fläche. Entsprechend weist das. mit einem Backenelement drehfest verbundene Element eine mehreckige Außenumfangskontur oder einen Außenumfang mit Ausnehmungen auf, wobei die Ausnehmungen durch einen Zahnkranz oder einen Zahnkranzabschnitt oder durch Sacklöcher gebildet sein können. Dabei können auch zwei nebeneinander angeordnete Reihen mit zueinander versetzt angeordneten Sacklöchern vorgesehen sein. In diesem Fall sind dann zwei hin und her verschiebbare Stößel vorgesehen, die den beiden Sacklochreihen zugeordnet sind. Hierdurch wird eine feinere Einteilung der Drehwinkellage der Backenelemente möglich. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Reihen von Sacklöchern und zwei Stößeln vorgesehen sein.The plunger can have a flat end face as a positive engagement surface. However, the plunger can also have a profiled form-fitting engagement surface, for example a conical or frustoconical tip, a surface designed as a hollow tooth segment or a hollow polygonal shape. Correspondingly, the element which is connected in a rotationally fixed manner to a jaw element has a polygonal outer circumferential contour or an outer circumference with recesses, the recesses being able to be formed by a toothed ring or a toothed ring section or by blind holes. Two can be arranged next to each other Rows with staggered blind holes may be provided. In this case, two plungers which can be moved back and forth are provided and are assigned to the two rows of blind holes. This enables a finer division of the angle of rotation of the jaw elements. Of course, more than two rows of blind holes and two plungers can also be provided.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Stößel als Dehnspanndorn oder Dehnspannzange ausgebildet sein. Im nicht ge- spannten Zustand erfolgt die Grobeinstellung einer gewünschten Winkellage, indem der Dehnspanndorn in eine zugeordnete Ausnehmung eingeschoben wird. Durch Dehnen des Dehnspanndorns wird diese Winkellage dann feineingestellt und arretiert. Entsprechendes gilt für eine Dehnspannzange.According to a further embodiment of the invention, the plunger can be designed as an expansion mandrel or expansion collet. In the non-tensioned state, the desired angular position is roughly adjusted by inserting the expansion mandrel into an assigned recess. This angular position is then fine-tuned and locked by stretching the mandrel. The same applies to a collet.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nach einer weiteren Ausgestaltung dadurch gelöst, daß die Backenelemente im Einspannzustand über einen blockierbaren Zahnrad- oder Schneckenantrieb verdrehbar sind. Durch diese Ausgestaltung wird ebenfalls in konstruktiv unauf- wendiger Weise eine Blockierung der Backenelemente ermöglicht.The object underlying the invention is achieved according to a further embodiment in that the jaw elements can be rotated in the clamped state via a lockable gear or worm drive. This configuration also enables the jaw elements to be blocked in a structurally uncomplicated manner.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Antrieb dabei als nicht rücktreibbares Getriebe ausgebildet sein. Dies kann bereits dadurch erreicht werden, daß das Getriebe eine große Übersetzung aufweist, so daß zwar das Antriebszahnrad die Backen, die Backen nicht aber das Antriebszahnrad verdrehen können. Alternativ kann aber auch eine separate Blok- kiereinrichtung für den Antrieb vorgesehen sein. Eine solche separate Blockiereinrichtung ist in einfacher Weise realisierbar, beispielsweise als Bremseinrichtung.According to one embodiment of the invention, the drive can be designed as a non-reversible gear. This can already be achieved in that the transmission has a large transmission ratio, so that the drive gear can rotate the jaws, but the jaws cannot, but the drive gear. Alternatively, however, a separate blocking device can also be provided for the drive. Such a separate one Blocking device can be implemented in a simple manner, for example as a braking device.
Der Antrieb kann ein mit einem Backenelement drehfest verbundenes Zahnrad umfassen, welches über ein Antriebszahnrad oder eine Zahnstange verdrehbar ist. Der Antrieb kann aber, wie gesagt, auch als Schneckenantrieb ausgebildet sein. In allen Fällen wird der Antrieb bevorzugt zugleich zur Winkelmessung verwendet. In einer einfachen Ausführung kann dabei der Drehwinkel als Funktion der Drehzahl einer An- triebswelle bestimmt werden. Eine solche Drehwinkelmessung kann auch rein manuell ausgeführt werden, wenn keine hohe Genauigkeit des eingestellten Drehwinkels erforderlich ist.The drive can comprise a gearwheel which is connected in a rotationally fixed manner to a jaw element and which can be rotated via a drive gearwheel or a toothed rack. However, as mentioned, the drive can also be designed as a worm drive. In all cases, the drive is preferably used for angle measurement. In a simple embodiment, the angle of rotation can be determined as a function of the speed of a drive shaft. Such an angle of rotation measurement can also be carried out purely manually if high accuracy of the set angle of rotation is not required.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem dadurch ge- löst, daß die Backenelemente im Einspannzustand über einen Hebel verdrehbar sind, welcher in mindestens zwei Drehstellungen festlegbar ist. Auch hierdurch ergibt sich eine konstruktiv besonders unaufwendige Ausgestaltung der Einspannvorrichtung.The object on which the invention is based is also achieved in that the jaw elements can be rotated in the clamped state by means of a lever which can be fixed in at least two rotational positions. This also results in a structurally particularly complex design of the clamping device.
Der Hebel kann beispielsweise gegen eine Rastscheibe verschwenkbar und an dieser verrastbar sein. Insbesondere kann der Hebel gegen die Rastscheibe vorgespannt sein. Die Einstellung einer gewünschten Drehwinkellage wird dadurch besonders einfach. Der Hebel wird hierfür entgegen der Vorspannung aus der Rastscheibe ausgerastet, um einen gewünschten Winkel verschwenkt und wieder in die Rastscheibe eingerastet. Es ist aber auch möglich, anstelle einer Rastscheibe einfach zwei Anschläge für zwei alternative Winkellagen vorzusehen und Mittel vorzusehen, durch welche der Hebel an den Anschlägen festlegbar ist. Diese besonders einfache Vari- ante kann gewählt werden, wenn nur zwei verschiedene Winkellagen erforderlich sind.For example, the lever can be pivoted against a locking disc and can be locked thereon. In particular, the lever can be biased against the locking disc. This makes it particularly easy to set a desired angle of rotation position. For this purpose, the lever is disengaged from the locking disk against the pretension, pivoted by a desired angle and snapped back into the locking disk. However, it is also possible to simply provide two stops for two alternative angular positions instead of a locking disk and to provide means by which the lever can be fixed to the stops. This particularly simple variant ante can be selected if only two different angular positions are required.
Bei allen Varianten können die Backenelemente manuell, motorisch, hy- draulisch" oder pneumatisch verdrehbar sein. Außerdem kann ein Drehgeber zur Winkelmessung vorgesehen sein. Der Drehgeber kann dabei auf der Backenwelle, einer Getriebewelle oder auf der Motorwelle angeordnet sein.In all variants of the jaw members can manually, motor-driven, hydraulically "or pneumatically rotated. In addition, a rotary encoder may be provided for angle measurement. The encoder can be arranged here on the baking shaft, a transmission shaft or on the motor shaft.
Bei allen Varianten können außerdem nach einer Ausgestaltung der Erfindung nur zwei Drehstellungen vorgesehen sein. Insbesondere können sich die beiden Drehstellungen um 90° voneinander unterscheiden. Alternativ können mehrere, insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete Drehstellungen vorgesehen sein.In all variants, only two rotational positions can also be provided according to an embodiment of the invention. In particular, the two rotational positions can differ from one another by 90 °. Alternatively, several, in particular evenly distributed, rotary positions can be provided.
Die Erfindung umfaßt außerdem eine Einspannvorrichtung für Werkstük- ke mit zwei geradlinig gegeneinander spannbaren Spannbacken, die an ihren einander zugewandten Seiten Backenelemente aufweisen, welche um eine gemeinsame, parallel zur Einspannrichtung verlaufende Achse derart drehbar gelagert sind, daß eine Verdrehung der Backenelemente auch unter Wirkung der bei eingespanntem Werkstück an den Bak- kenelementen angreifenden Spannkräfte möglich ist, mit einem Drehan- trieb für mindestens ein Backenelement, einer Meßeinrichtung zur Messung des Drehwinkels der Backenelemente und einer über Kraftschluß wirkenden Arretierung für die Drehbewegung der Backenelemente.The invention also includes a clamping device for workpieces with two clamping jaws which can be clamped in a straight line and which have jaw elements on their mutually facing sides, which are rotatably mounted about a common axis running parallel to the clamping direction in such a way that rotation of the jaw elements also under the effect of the When the workpiece is clamped, clamping forces acting on the jaw elements are possible, with a rotary drive for at least one jaw element, a measuring device for measuring the angle of rotation of the jaw elements and a non-positive locking device for the rotational movement of the jaw elements.
Die Einstellung der Winkellage erfolgt dabei über den Drehantrieb, der sowohl manuell als auch motorisch betrieben sein kann. Über die Meßein- richtung wird die Erreichung des gewünschten Drehwinkels festgestellt. Aufgrund der über Kraftschluß wirkenden Arretierung für die Drehbewegung ist eine Arretierung in jeder Drehlage möglich, so daß beliebig kleine Winkeländerungen realisierbar sind.The angular position is set via the rotary drive, which can be operated both manually and by motor. About the measurement direction the achievement of the desired angle of rotation is determined. Due to the non-positive locking for the rotary movement, locking in any rotational position is possible, so that any small changes in angle can be realized.
Ein motorischer Drehantrieb kann bevorzugt getriebelos vorgesehen sein, da der Antriebsmotor aufgrund der Arretierung der Backenelemente bei Bearbeitung des Werkstückes nicht belastet wird. Der Antrieb kann dadurch konstruktiv unaufwendig und störunanfällig ausgebildet sein.A motorized rotary drive can preferably be provided without a gear, since the drive motor is not loaded due to the locking of the jaw elements when machining the workpiece. As a result, the drive can be designed in a structurally uncomplicated manner and not susceptible to faults.
Über eine Steuervorrichtung kann der motorische Drehantrieb in einfacher Weise eine gewünschte Drehlage des Werkstückes einstellen.The motorized rotary drive can set a desired rotational position of the workpiece in a simple manner via a control device.
Durch einen Drehgeber zur Messung des Drehwinkels der Backenele- mente kann die Winkellage vorteilhafterweise sehr exakt bestimmt werden. Der Drehgeber kann dabei in bekannter Weise ausgebildet und bevorzugt um eine Lagerwelle des Backenelementes angeordnet sein. Auf diese Weise bleibt der Einspannbereich für das Werkstück durch den Drehgeber unbeeinträchtigt.The angular position can advantageously be determined very precisely by means of a rotary encoder for measuring the angle of rotation of the jaw elements. The rotary encoder can be designed in a known manner and preferably arranged around a bearing shaft of the jaw element. In this way, the clamping area for the workpiece remains unaffected by the encoder.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wirkt die Arretierung über einen radialen Kraftschluß. Auch hier kann der Kraftschluß bevorzugt an einer Lagerwelle des Backenelementes angreifen und dadurch der Einspannbereich freigehalten werden.According to one embodiment of the invention, the locking acts via a radial frictional connection. Here, too, the frictional engagement can preferably act on a bearing shaft of the jaw element and the clamping area can thereby be kept free.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur Arretierung ein Dehnspannring vorgesehen, der bevorzugt hydraulisch betätigbar ist. Der Dehnspannring kann die Lagerwelle des Backenelementes umfassen und dadurch eine allseitige Arretierungskraft auf die Welle ausüben. Mit einer relativ geringen Kraft kann dadurch eine sehr stabile Arretierung erreicht werden.According to a further embodiment of the invention, an expansion clamping ring is provided for locking, which can preferably be operated hydraulically. The expansion ring can include the bearing shaft of the jaw element and exert an all-round locking force on the shaft. A very stable locking can be achieved with a relatively low force.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Dehnspannring als fluid- insbesondere ölgefüllter Metallring mit radial nachgiebiger Innenwand ausgebildet. Der Dehnspannring ist dadurch in einfacher Weise hydraulisch oder pneumatisch betätigbar, wobei eine geringe Fluidbewe- gung ausreicht, um eine hohe Arretierkraft zu bewirken. Durch Zufuhr von Fluid zum Dehnspannring verformt sich dessen nachgiebige Innenwand radial nach innen, so daß der Innendurchmesser des Dehnspannrings verringert und dadurch eine allseitige radiale Arretierkraft ausgeübt wird.According to a further embodiment of the invention, the expansion clamping ring is designed as a fluid-in particular oil-filled metal ring with a radially flexible inner wall. As a result, the expansion clamping ring can be actuated hydraulically or pneumatically in a simple manner, with a slight fluid movement being sufficient to bring about a high locking force. By supplying fluid to the expansion ring, the resilient inner wall thereof is deformed radially inward, so that the inside diameter of the expansion ring is reduced and an all-round radial locking force is exerted.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können beide Backenelemente mit einer Arretierung versehen sein. Die Blockierung der Bak- kenelemente wird hierdurch weiter verbessert. Insbesondere wird auch bei großen Werkstücken oder hohen Bearbeitungskräften eine sichere Einspannung des Werkstückes ohne die Gefahr einer Verdrillung desselben gewährleistet.According to a further embodiment of the invention, both jaw elements can be provided with a lock. This further improves the blocking of the jaw elements. In particular, even with large workpieces or high machining forces, a secure clamping of the workpiece is ensured without the risk of the same being twisted.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below. They show, each in a schematic representation,
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einspannvorrichtung von Fig. 1 , Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung,1 shows a side view of a first variant of the clamping device according to the invention, FIG. 2 shows a cross section through the clamping device from FIG. 1, 3 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention,
Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 2 einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung, Fig. 5 eine Darstellung gemäß Fig. 2 einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung,4 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention, FIG. 5 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention,
Fig. 6 eine Darstellung gemäß Fig. 2 einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung,6 shows a representation according to FIG. 2 of a further variant of the clamping device according to the invention,
Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Variante der erfmdungsge- mäßen Einspannvorrichtung,7 shows a side view of a further variant of the clamping device according to the invention,
Fig. 8 eine Seitenansicht noch einer Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung,8 is a side view of yet another variant of the clamping device according to the invention,
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Stirnseite noch einer Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung und Fig. 10 eine Seitenansicht noch einer Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung.9 shows a plan view of an end face of another variant of the clamping device according to the invention, and FIG. 10 shows a side view of another variant of the clamping device according to the invention.
Der in Fig. 1 dargestellte Spannstock umfaßt einen Grundkörper 1 , der zu der Einspannvorrichtung selbst gehören oder Teil einer Maschine oder einfach ein Tisch sein kann. Auf dem Grundkörper 1 sind zwei voneinander beabstandete Spannbacken 2 und 3 angeordnet. Während die Spannbacke 2 auf dem Grundkörper 1 fest angeordnet ist, kann die Spannbacke 3 für eine Grobeinstellung auf dem Grundkörper 1 auch in Richtung der Verbindungslinie I zur Spannbacke 2 hin und her verschiebbar und axial arretierbar sein. In beiden Spannbacken 2 und 3 ist jeweils ein Backenelement 4, 5 derart gelagert, daß ein zwischen den Backenelementen 4, 5 eingespanntes Werkstück unter Wirkung der Einspannkraft drehbar ist. Zur Einspannung eines Werkstückes sitzt das eine Backenelement 5 auf einer Pinole 6, die in der Spannbacke 3 mittels einer Kurbel 7 in Richtung der Verbindungslinie zur zweiten Spannbacke 2 hin und her beweglich ist. Pinole 6 und Spannbacke 3 sind hierfür mit ineinandergreifenden Gewin- den 8, 9 versehen.The vice shown in Fig. 1 comprises a base body 1, which belong to the clamping device itself or can be part of a machine or simply a table. Two spaced-apart clamping jaws 2 and 3 are arranged on the base body 1. While the clamping jaw 2 is fixedly arranged on the base body 1, the clamping jaw 3 can also be moved back and forth in the direction of the connecting line I to the clamping jaw 2 and axially locked for a rough adjustment on the base body 1. In both jaws 2 and 3 a jaw element 4, 5 is mounted such that a workpiece clamped between the jaw elements 4, 5 is rotatable under the action of the clamping force. For clamping a workpiece, the one jaw element 5 is seated on a quill 6, which can be moved back and forth in the clamping jaw 3 by means of a crank 7 in the direction of the connecting line to the second clamping jaw 2. For this purpose, sleeve 6 and clamping jaw 3 are provided with interlocking threads 8, 9.
Das Backenelement 4 ist an einem Ende einer Welle 10 angeordnet, die in einer entsprechenden Ausnehmung der Spannbacke 2 drehbar gelagert ist. In einem Abschnitt 11 ist der Querschnitt der Welle 10, wie in Fig. 2 dar- gestellt, achteckig ausgebildet. In diesem Abschnitt 1 1 ist unterhalb der Welle 10 ein Stößel 12 angeordnet, welcher in der Spannbacke 2 und im Grundkörper 1 in bezug auf die Welle 10 gemäß Pfeil II radial verschiebbar gelagert ist. Der Stößel 12 weist dabei eine ebene Stirnfläche 13 auf, die an die achteckige Querschnittsform des Abschnitts 1 1 der Welle 10 angepaßt ist. Das heißt, die Stirnfläche 13 des Stößels 12 weist eine Längs- und Quererstreckung auf, die derjenigen eines der acht Umfangsbereiche 14 des achteckigen Abschnitts 1 1 der Welle 10 entspricht. Wie man erkennt, kann durch ein Verschieben des Stößels 12 in Richtung auf die Welle 10 diese gegen ein Verdrehen blockiert werden.The jaw element 4 is arranged at one end of a shaft 10 which is rotatably mounted in a corresponding recess in the clamping jaw 2. In a section 11, the cross section of the shaft 10, as shown in FIG. 2, is octagonal. In this section 11, a plunger 12 is arranged below the shaft 10, which is mounted in the clamping jaw 2 and in the base body 1 in a radially displaceable manner with respect to the shaft 10 according to arrow II. The plunger 12 has a flat end face 13 which is adapted to the octagonal cross-sectional shape of section 11 of the shaft 10. This means that the end face 13 of the plunger 12 has a longitudinal and transverse extension which corresponds to that of one of the eight peripheral regions 14 of the octagonal section 11 of the shaft 10. As can be seen, moving the plunger 12 in the direction of the shaft 10 can block it against rotation.
Zur Betätigung der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung wird ein Werkstück zwischen die beiden Backenelemente 4 und 5 eingesetzt. Gegebenenfalls nach axialer Verschiebung der zweiten Spannbacke 3 in Richtung auf die erste Spannbacke 2 wird das Werkstück durch Verdrehen der Handkurbel 7 zwischen den beiden Backenelementen 4 und 5 fest eingespannt. Anstelle der Handkurbel 7 kann selbstverständlich ein beliebiger, insbesondere auch motorischer Antrieb vorgesehen sein. Aufgrund der Lagerung der Backenelemente 4 und 5 können diese zusammen mit dem Werkstück noch nach fester Einspannung des Werkstückes verdreht werden. Auch dieses Verdrehen kann entweder von Hand oder durch einen Motor erfolgen.To operate the clamping device according to the invention, a workpiece is inserted between the two jaw elements 4 and 5. If necessary, after the axial displacement of the second clamping jaw 3 in the direction of the first clamping jaw 2, the workpiece is firmly clamped between the two jaw elements 4 and 5 by turning the hand crank 7. Instead of the crank handle 7, any, in particular motorized drive can of course be provided. Due to the mounting of the jaw elements 4 and 5, they can be rotated together with the workpiece after the workpiece has been firmly clamped. This twisting can also be done either by hand or by a motor.
Nach Erreichen der gewünschten Drehlage wird der Stößel 12 in Richtung auf die Welle 10 bewegt und mit einem Umfangsabschnitt 14 der Welle 10 in Anlage gebracht. Damit wird das Backenelement 4 gegen ein weiteres Verdrehen blockiert. Durch Blockieren des Backenelementes 4 wird auf- grund der Einspannung eines Werkstückes auch das Backenelement 5 und das Werkstück gegen weiteres Verdrehen blockiert. Insbesondere bei großen Werkstücken oder großen Einspannkräften kann zusätzlich eine Blockierung auch am zweiten Backenelement 5 vorgesehen sein und zusammen mit dem Stößel 12 am ersten Backenelement 4 betätigt werden.After reaching the desired rotational position, the plunger 12 is moved in the direction of the shaft 10 and brought into contact with a peripheral section 14 of the shaft 10. The jaw element 4 is thus blocked against further rotation. By blocking the jaw element 4, the jaw element 5 and the workpiece are also blocked against further rotation due to the clamping of a workpiece. In particular in the case of large workpieces or large clamping forces, blocking can also be provided on the second jaw element 5 and actuated together with the plunger 12 on the first jaw element 4.
Nun kann eine Bearbeitung des Werkstückes in der vorgesehenen Drehlage erfolgen. Nach beendeter Bearbeitung des Werkstückes in dieser Drehstellung wird der Stößel 12 wieder soweit zurückgefahren, daß die Welle 10 freigegeben wird. Nun kann das Werkstück in eine neue Drehstellung ver- dreht und anschließend durch erneutes Heranfahren des Stößels 12 an die Welle 10 wieder blockiert werden. Wie man erkennt, sind die möglichen Drehstellungen durch die Querschnittsform der Welle 10 im Abschnitt 11 vorgegeben. Anstelle der dargestellten achteckigen Form können grundsätzlich auch beliebige andere Querschnittsformen vorgesehen sein. Au- ßerdem kann der Stößel 12, wie in Fig. 3 dargestellt, auch so ausgebildet sein, daß er mit mehr als einer Außenumfangsfläche 14 der Welle 10 in Anlage gelangt. Die Blockierkraft wird hierdurch erhöht. Im übrigen stimmt die Funktionsweise dieser Variante mit der vorherigen Variante überein.The workpiece can now be machined in the intended rotational position. After machining of the workpiece in this rotational position, the plunger 12 is moved back so far that the shaft 10 is released. The workpiece can now be rotated into a new rotational position and then blocked again by moving the plunger 12 towards the shaft 10 again. As can be seen, the possible rotational positions are predetermined by the cross-sectional shape of the shaft 10 in section 11. Instead of the octagonal shape shown, any other cross-sectional shapes can in principle also be provided. In addition, as shown in FIG. 3, the plunger 12 can also be designed such that it comes into contact with more than one outer circumferential surface 14 of the shaft 10. This increases the blocking force. Furthermore does the functionality of this variant match the previous variant.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Variante ist die Stirnfläche 13 des Stößels 12 als hohler Zahnradabschnitt ausgebildet. Dementsprechend weist der Abschnitt 1 1 der Welle 10 einen Teilzahnkranz 15 auf. Der Abschnitt 1 1 kann aber auch mit einem vollständigen Zahnkranz versehen sein. Die Blockierung erfolgt bei diesen Varianten durch Eingriff der Zähne 16 und 17 der Zahnsegmente 13 und 15. Wie man erkennt, sind die möglichen Drehlagen der Welle 10 durch die Zahnteilung vorgegeben. Bei einem vollständigen Zahnkranz 15 an der Welle 10 umfassen die möglichen Drehwinkel der Welle 10 somit 360°. Im übrigen stimmt die Funktionsweise dieser Variante mit den zuvor beschriebenen Varianten überein.In the variant shown in FIG. 4, the end face 13 of the plunger 12 is designed as a hollow gear section. Accordingly, section 11 of shaft 10 has a partial toothed ring 15. Section 1 1 can also be provided with a complete ring gear. In these variants, the blocking takes place by engagement of the teeth 16 and 17 of the tooth segments 13 and 15. As can be seen, the possible rotational positions of the shaft 10 are predetermined by the tooth pitch. With a complete ring gear 15 on the shaft 10, the possible angles of rotation of the shaft 10 thus comprise 360 °. Otherwise, the functionality of this variant is the same as the variants described above.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante ist der Stößel 12 mit konischerIn the variant shown in Fig. 5, the plunger 12 is conical
Spitze 19 ausgebildet und der Abschnitt 11 der Welle 10 entsprechend als Zahnkranz. Die Blockierung erfolgt durch Eingriff der konischen Spitze 19 des Stößels 12 in den Zahnkranz 20. Auch bei dieser Variante kann anstelle des vollständigen Zahnkranzes ein Teilzahnkranz auf der Welle 10 vorgesehen sein. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung stimmt im übrigen mit derjenigen der zuvor beschriebenen Varianten überein.Tip 19 formed and the section 11 of the shaft 10 accordingly as a ring gear. The blocking takes place by engagement of the conical tip 19 of the tappet 12 in the ring gear 20. Also in this variant, a partial ring gear can be provided on the shaft 10 instead of the complete ring gear. The operation of this device is otherwise the same as that of the previously described variants.
Fig. 6 zeigt eine Variante, bei welcher der Stößel 12 mit Dehnspanndorn 21 ausgebildet ist, welcher in entsprechende Ausnehmungen in der Um- fangsfläche des Abschnitts 11 der Welle 10 einfahrbar ist. Im dargestellten Beispiel sind vier solcher Ausnehmungen 22 gleichmäßig über den Umfang der Welle 10 verteilt vorgesehen. Die seitlichen Abmessungen des Dehnspanndorns 21 sind geringfügig kleiner als diejenigen der Ausnehmungen 22. Die Einstellung einer gewünschten Winkelposition wird hierdurch erleichtert. Nach Einfahren des Dehnspanndorns 21 in eine der Ausnehmungen 22 wird der Dehnspanndorn 21 radial gedehnt und dadurch in die Ausnehmung 22 eingepreßt. Durch diese Dehnung ergibt sich somit eine Feineinstellung der Drehstellung der Welle 10. Auch bei dieser Variante ist der Dehnspanndorn 21 also radial in bezug auf die Achse I der Welle 10 hin und her verschiebbar in der Spannbacke 2 und im Grundkörper 1 gelagert.6 shows a variant in which the tappet 12 is designed with an expansion mandrel 21 which can be moved into corresponding recesses in the peripheral surface of the section 11 of the shaft 10. In the example shown, four such recesses 22 are provided distributed uniformly over the circumference of the shaft 10. The lateral dimensions of the expansion mandrel 21 are slightly smaller than those of the recesses 22. This makes it easier to set a desired angular position. After insertion of the expansion mandrel 21 into one of the recesses 22, the expansion mandrel 21 is radially stretched and thereby pressed into the recess 22. This expansion thus results in a fine adjustment of the rotational position of the shaft 10. Also in this variant, the expansion mandrel 21 is radially displaceable back and forth in the clamping jaw 2 and in the base body 1 with respect to the axis I of the shaft 10.
Fig. 7 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung, bei welcher im Außenumfang der Welle 10 zwei Reihen 23 von Ausnehmungen 22 vorgesehen sind. Dementsprechend sind in der Spannbacke 2 und im Grundkörper 1 zwei Dehnspanndorne 21 hin und her verschiebbar gela- gert. Die Ausnehmungen 22 sind in den beiden Reihen 23 zueinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise können durch wahlweise Arretierung mit dem einen oder dem anderen Dehnspanndorn 21 Zwischenstellungen der Drehwinkellage der Welle 10 eingestellt werden. Grundsätzlich können auch noch weitere Reihen 23 von Ausnehmungen 22 und Dehnspanndor- nen 21 vorgesehen sein, um die Winkεlteilung noch weiter zu verfeinern.7 shows a variant of the clamping device according to the invention, in which two rows 23 of recesses 22 are provided in the outer circumference of the shaft 10. Accordingly, two expansion mandrels 21 are displaceably mounted in the clamping jaw 2 and in the base body 1. The recesses 22 are arranged offset from one another in the two rows 23. In this way, intermediate positions of the angular position of the shaft 10 can be set by either locking with one or the other expansion mandrel 21. In principle, further rows 23 of recesses 22 and expansion mandrels 21 can also be provided in order to further refine the angle division.
Fig. 8 zeigt eine Variante der Erfindung, bei welcher die Welle 10 über einen Zahnradantrieb verdrehbar ist. Hierfür ist auf der Welle 10 ein Zahnkranz 24 vorgesehen, mit welchem ein Antriebszahnrad 25 kämmt. Das Antriebszahnrad 25 kann dabei, wie dargestellt, über einen Motor 26 angetrieben werden. Alternativ wäre auch ein manueller Antrieb des Zahnrads 25 möglich. Zur Blockierung der Welle 10 gegen ein Verdrehen kann entweder das Übersetzungsverhältnis des Zahnradantriebs so groß gewählt werden, daß dieser nicht rücktreibbar ist, also ausgehend vom Werkstück nicht rückverdreht werden kann. Grundsätzlich können alle nicht rücktreibbaren Getriebe eingesetzt werden, um die Blockierung zu erreichen.Fig. 8 shows a variant of the invention, in which the shaft 10 can be rotated via a gear drive. For this purpose, a ring gear 24 is provided on the shaft 10, with which a drive gear 25 meshes. The drive gear 25 can, as shown, be driven by a motor 26. Alternatively, a manual drive of the gear 25 would also be possible. To block the shaft 10 against rotation, either the gear ratio of the gear drive can be selected so large that it cannot be driven back, that is, it cannot be turned back from the workpiece. In principle, all non-reversible gearboxes can be used to achieve blocking.
Alternativ kann eine separate Blockierεinrichtung für den Zahnradantrieb 24, 25 vorgesehen sein. Diese kann beispielsweise durch eine einfache Bremseinrichtung realisiert sein, die an einer der Wellen angreift. Aber auch jede andere Blockiereinrichtung ist einsetzbar. Außerdem kann anstelle eines Zahnradantriebes auch ein Schneckenantrieb oder ein Antrieb mit einer Zahnstange vorgesehen sein.Alternatively, a separate blocking device can be provided for the gear drive 24, 25. This can be implemented, for example, by a simple braking device that engages one of the shafts. But any other blocking device can also be used. In addition, a worm drive or a drive with a rack can also be provided instead of a gear drive.
Die Funktionsweise dieser Varianten ist so, daß nach Einspannen des Werkstückes die gewünschte Drehstellung durch Betätigen der Antriebsvorrichtung erfolgt. Nach Erreichen der gewünschten Drehstellung wird gegebenenfalls die separate Blockiereinrichtung betätigt. Nach beendeter Bearbeitung in dieser Winkellage kann eine andere Winkellage durch erneutes Betätigen der Antriebsvorrichtung, gegebenenfalls nach Lösen der separaten Blockiereinrichtung, eingestellt werden. Die Bestimmung der Winkellagen kann über Drehgeber 18 erfolgen. Die Winkellagen können aber auch direkt in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Antriebswelle bestimmt werden. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung so ausgelegt sein, daß eine Umdrehung einer Winkelverstellung um 1° entspricht.The operation of these variants is such that the desired rotational position is achieved by actuating the drive device after clamping the workpiece. After the desired rotational position has been reached, the separate blocking device may be actuated. After processing in this angular position has been completed, another angular position can be set by operating the drive device again, if necessary after releasing the separate blocking device. The angular positions can be determined via rotary encoder 18. The angular positions can also be determined directly as a function of the speed of a drive shaft. For example, the drive device can be designed so that one revolution corresponds to an angular adjustment by 1 °.
Fig. 9 zeigt schließlich eine Variante der Erfindung, bei welcher an der Welle 10 rückwärtig ein Hebel 27 angebracht ist, mittels welchem die Welle 10 um ihre Achse I verdreht werden kann. Zwischen Hebel 27 und Welle 10 ist eine Rastscheibe 28 mit Rastausnehmungen 29 vorgesehen, gegen welche der Hebel 27 vorgespannt ist. Die Rastausnehmungen 29 geben die Drehwinkellagen vor, in welchen die Welle 10 arretierbar ist. Zum Erreichen dieser Drehwinkellagen wird die Welle 10 mittels des Hebels 27 ver- dreht, nachdem dieser entgegen der Vorspannkraft ausgerastet wurde. Nach Erreichen der Drehwinkellage rastet der Hebel 27 in die gewählte Rastausnehmung 29 ein und blockiert dadurch die Welle 10 gegen ein weiteres Verdrehen. Anstelle der Rastausnehmungen 29 können auch einfache Anschläge vorgesehen sein, gegen welche der Hebel 27 wahlweise anschlägt. In diesem Fall sind zusätzliche Mittel vorzusehen, durch welche der Hebel 27 an den Anschlägen gehalten wird. Grundsätzlich könnte dies aber auch von Hand erfolgen.FIG. 9 finally shows a variant of the invention, in which a lever 27 is attached to the rear of the shaft 10, by means of which the shaft 10 can be rotated about its axis I. Between lever 27 and shaft 10, a locking disc 28 is provided with locking recesses 29 against which the lever 27 is biased. The locking recesses 29 specify the rotational angle positions in which the shaft 10 can be locked. To reach these rotational angular positions, the shaft 10 is rotated by means of the lever 27 after it has been disengaged against the pretensioning force. After reaching the angular position, the lever 27 engages in the selected recess 29 and thereby blocks the shaft 10 against further rotation. Instead of the locking recesses 29, simple stops can also be provided, against which the lever 27 optionally strikes. In this case, additional means must be provided by which the lever 27 is held on the stops. In principle, this could also be done by hand.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Variante sind auf einem Grundkörper 101 , der zu der Einspannvorrichtung selbst gehören oder Teil einer Maschine oder einfach ein Tisch sein kann, zwei voneinander beabstandete Spannblöcke 102 und 103 angeordnet. Während Spannblock 102 auf dem Grundkörper 101 fest angeordnet ist, kann der Spannblock 103 für eine Grobeinstellung auf dem Grundkörper 101 auch in Richtung der Verbin - dungslinie zum Spannblock 102 hin und her verschiebbar und axial arretierbar sein. In beiden Blöcken 102 und 103 ist jeweils ein Backenelement 104, 105 derart drehbar gelagert, daß ein zwischen den Backenelementen 104, 105 eingespanntes Werkstück unter Wirkung der Einspannkraft drehbar ist. Zur Einspannung eines Werkstückes sitzt das eine Backen- element 105 auf einer Pinole 106, die in dem Spannblock 103 mittels einer Kurbel 107 in Richtung der Verbindungslinie zum zweiten Spannblock 102 hin und her beweglich ist. Pinole 106 und Spannblock 103 sind hierfür mit ineinander greifenden Gewinden 108, 109 versehen. Das Backenelement 104 weist einen ersten zylindrischen Abschnitt 1 10 auf, der in einer entsprechenden Ausnehmung des Spannblocks 102 drehbar gelagert ist. An den ersten zylindrischen Abschnitt 1 10 schließt ein zweiter zylindrischer Abschnitt 1 1 1 verringerten Querschnitts an, der mit seinem freien Ende als Welle in einem Antriebsmotor 1 12 gelagert ist. Um den zweiten zylindrischen Abschnitt 11 1 ist ein Drehgeber 1 13 angeordnet, über welchen die Winkellage dieses zweiten zylindrischen Abschnitts 1 11 und damit des Backenelementes 104 bestimmbar ist.In the variant shown in FIG. 10, two spaced-apart clamping blocks 102 and 103 are arranged on a base body 101, which belongs to the clamping device itself or can be part of a machine or simply a table. While clamping block 102 is fixedly arranged on the base body 101, the clamping block 103 can also be displaceable back and forth in the direction of the connection line to the clamping block 102 and can be axially locked for a rough adjustment on the base body 101. In both blocks 102 and 103 a jaw element 104, 105 is rotatably supported such that a workpiece clamped between the jaw elements 104, 105 can be rotated under the action of the clamping force. For clamping a workpiece, the one jaw element 105 is seated on a quill 106 which can be moved back and forth in the clamping block 103 by means of a crank 107 in the direction of the connecting line to the second clamping block 102. For this purpose, sleeve 106 and clamping block 103 are provided with interlocking threads 108, 109. The jaw element 104 has a first cylindrical section 110, which is rotatably mounted in a corresponding recess in the clamping block 102. The first cylindrical section 1 10 is followed by a second cylindrical section 1 1 1 of reduced cross-section, which is supported with its free end as a shaft in a drive motor 1 12. A rotary encoder 1 13 is arranged around the second cylindrical section 11 1, by means of which the angular position of this second cylindrical section 1 11 and thus of the jaw element 104 can be determined.
Der erste zylindrische Abschnitt 1 10 wird zumindest abschnittsweise von einem Dehnspannring 1 14 umfaßt, der in dem Spannblock 102 axial und drehfest gehalten ist. Der Innenumfang des Dehnspannrings 1 14 entspricht dabei im wesentlichen dem Außenumfang des ersten zylindrischen Abschnitts 1 10 des Backenelements 104. Durch eine hier nicht dargestellte, insbesondere hydraulische Betätigungsvorrichtung kann der Innenumfang des Dehnspannrings 1 14 verkleinert werden, so daß auf den ersten zylindrischen Abschnitt 1 10 des Backenelementes 104 eine radiale Klemmkraft ausgeübt wird. Ein entsprechend ausgebildeter Dehnspann - ring kann auch an dem zweiten Backenelement 105 oder einem damit drehfest verbundenen zylindrischen Abschnitt angreifen und in dem zweiten Spannblock 103 axial und drehfest gelagert sein.The first cylindrical section 110 is at least partially covered by an expansion clamping ring 114 which is held axially and in a rotationally fixed manner in the clamping block 102. The inner circumference of the expansion clamping ring 1 14 essentially corresponds to the outer circumference of the first cylindrical section 1 10 of the jaw element 104. The inner circumference of the expansion clamping ring 1 14 can be reduced by a hydraulic actuation device, not shown here, so that the first cylindrical section 1 10 of the jaw element 104 a radial clamping force is exerted. A correspondingly designed expansion clamping ring can also engage the second jaw element 105 or a cylindrical section connected to it in a rotationally fixed manner and be mounted axially and rotationally fixed in the second clamping block 103.
Zur Betätigung der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung wird ein Werkstück zwischen die beiden Backenelemente 104 und 105 eingesetzt. Gegebenenfalls nach axialer Verschiebung des zweiten Spannblockes 103 in Richtung auf den ersten Spannblock 102 wird das Werkstück durch Verdrehen der Handkurbel 107 zwischen den beiden Backenelementen 104 und 105 fest eingespannt. Anstelle der Handkurbel 107 kann selbstverständlich ein beliebiger, insbesondere auch motorischer Antrieb vorgesehen sein. Aufgrund der Lagerung der Backenelemente 104 und 105 können diese zusammen mit dem Werkstück noch nach fester Einspan- nung des Werkstückes verdreht werden. Hierfür wird der Motor 112 in Betrieb gesetzt, wobei dies auch über eine hier nicht dargestellte Steuerung erfolgen kann. Die Drehlage der Backenelemente 104 und 105 und des Werkstückes wird über den Drehgeber 1 13 festgestellt. Nach Erreichen der gewünschten Drehlage wird der Motor 1 12 gestoppt. Nun wird der Dehnspannring 1 14 betätigt, um das Backenelement 104 gegen ein weiteres Verdrehen zu blockieren. Durch Blockieren des Backenelementes 104 wird aufgrund der Einspannung eines Werkstückes auch das Bak- kenelement 105 und das Werkstück gegen weiteres Verdrehen blockiert. Insbesondere bei großen Werkstücken oder großen Einspannkräften kann zusätzlich ein Dehnspannring auf das zweite Backenelement 105 wirken und zusammen mit dem ersten den Spannring 114 betätigt werden.To actuate the clamping device according to the invention, a workpiece is inserted between the two jaw elements 104 and 105. If necessary after the axial displacement of the second clamping block 103 in the direction of the first clamping block 102, the workpiece is turned between the two jaw elements by turning the hand crank 107 104 and 105 firmly clamped. Instead of the hand crank 107, any, in particular motorized drive can of course be provided. Due to the mounting of the jaw elements 104 and 105, they can be rotated together with the workpiece after the workpiece has been firmly clamped. For this purpose, the motor 112 is put into operation, which can also be done via a control system, not shown here. The rotational position of the jaw elements 104 and 105 and the workpiece is determined via the rotary encoder 113. After reaching the desired rotational position, the motor 1 12 is stopped. Now the expansion ring 1 14 is actuated to block the jaw element 104 against further rotation. By blocking the jaw element 104, the jaw element 105 and the workpiece are also blocked against further rotation due to the clamping of a workpiece. In particular with large workpieces or large clamping forces, an expansion clamping ring can additionally act on the second jaw element 105 and the clamping ring 114 can be actuated together with the first.
Nun kann eine Bearbeitung des Werkstückes in der vorgesehenen Drehlage erfolgen, ohne daß der Motor 1 12 belastet wird. Der Motor 1 12 kann dadurch konstruktiv unaufwendig ausgebildet sein, insbesondere als getriebeloser Motor.Now the workpiece can be machined in the intended rotational position without the motor 1 12 being loaded. The motor 1 12 can thus be designed to be structurally uncomplicated, in particular as a gearless motor.
Anstelle eines Drehgebers kann auch jedes andere rotative Meßsystem verwendet werden. Ebenso kann anstelle eines Dehnspannringes eine an- dere über Kraftschluß wirkende Arretierung vorgesehen sein. Wichtig ist, daß die Arretierung im wesentlichen in jeder beliebigen Drehstellung der Backenelemente möglich ist. Nach beendeter Bearbeitung des Werkstük- kes in einer bestimmten Drehstellung kann eine andere Drehstellung für eine nachfolgende Bearbeitung des Werkstückes eingestellt werden, ohne daß die Einspannung des Werkstückes gelöst werden müßte. Die Bearbeitungszeit für das Werkstück wird dadurch vorteilhafterweise gering gehalten. Auch entfallen eventuell erforderliche neue Justierungen.Any other rotary measuring system can also be used instead of a rotary encoder. Likewise, instead of an expansion clamping ring, another locking device that acts by means of a force fit can be provided. It is important that the locking is possible essentially in any rotational position of the jaw elements. After machining of the workpiece in a certain rotary position, another rotary position can be used for a subsequent machining of the workpiece can be set without the clamping of the workpiece having to be released. The processing time for the workpiece is thereby advantageously kept short. Any new adjustments that may be required are also omitted.
Alle Varianten der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung zeichnen sich durch unaufwendige Konstruktion und einfache Bedienbarkeit aus. Sie können sowohl für hochgenaue Winkeleinstellungen als auch für weniger genaue Einstellungen verwendet werden. Ebenso kann die Winkelteilung sehr fein oder nur grob sein. Beispielsweise können auch nur zwei Winkelstellungen vorgegeben sein, um zwei Seiten eines Werkstückes nacheinander ohne Umspannen bearbeiten zu können. All variants of the clamping device according to the invention are characterized by an uncomplicated construction and simple operability. They can be used for both high-precision angle settings and less precise settings. The angular division can also be very fine or only coarse. For example, only two angular positions can also be specified in order to be able to process two sides of a workpiece in succession without reclamping.
BezugszeichenlisteReference list
GrundkörperBasic body
SpannbackeJaw
SpannbackeJaw
BackenelementCheek element
BackenelementCheek element
PinoleQuill
Kurbelcrank
Gewindethread
Gewindethread
Wellewave
Abschnitt von 10Section of 10
StößelPestle
Stirnfläche von 12End face of 12
Umfangsflächenab schnitt von 1 1Circumferential surface section of 1 1
TeilzahnkranzPartial ring gear
Zahntooth
Zahntooth
DrehgeberEncoder
Spitze von 12Top of 12
VollzahnkranzFull gear ring
DehnspanndornExpansion mandrel
AusnehmungRecess
Reiheline
Zahnradgear
AntriebszahnradDrive gear
Motor Hebel Rastscheibe Rastausnehmung Grundkörper Spannblock Spannblock Backenelement Backenelement Pinole Kurbel Gewinde Gewinde erster zylindrischer Abschnitt zweiter zylindrischer Abschnitt Antriebsmotor Drehgeber Dehnspannring Drehachse von 10 Achse engine Lever locking disc locking recess base body clamping block clamping block jaw element jaw element quill crank thread thread first cylindrical section second cylindrical section drive motor encoder rotary clamping ring rotation axis of 10 axis

Claims

Ansprüche Expectations
1. Einspannvorrichtung für Werkstücke mit einem Grundkörper (1) und zwei daran angebrachten, geradlinig gegeneinander spannbaren Spannbacken (2, 3), die an ihren einander zugewandten Seiten Bak- kenelemente (4, 5) aufweisen, welche um eine gemeinsame, parallel zur Einspannrichtung verlaufende Achse (I) derart drehbar gelagert sind, daß eine Verdrehung der Backenelemente (4, 5) auch unter Wirkung der bei eingespanntem Werkstück an den Backenelementen (4, 5) angreifenden Spannkräfte möglich ist, und mit einer Einrich- tung zur Arretierung mindestens eines der beiden Backenelemente (4,1. Clamping device for workpieces with a base body (1) and two clamping jaws (2, 3) attached to it, which can be clamped in a straight line against one another and which have jaw elements (4, 5) on their mutually facing sides, which have a common, parallel to the clamping direction extending axis (I) are rotatably mounted such that the jaw elements (4, 5) can also be rotated under the action of the clamping forces acting on the jaw elements (4, 5) when the workpiece is clamped, and with a device for locking at least one of the two jaw elements (4,
5), dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung über radialen Formschluß zwischen einem mit einem Backenelement (4, 5) drehfest verbundenen ersten Blockiere- lement (11) und einem drehfest mit dem Grundkörper (1) verbundenen zweiten Blockierelement (12, 21) erfolgt, und daß eine Einrichtung (18) zur Bestimmung des Drehwinkels der Backenelemente (4, 5) vorgesehen ist.5), characterized in that the locking takes place via a radial positive connection between a first blocking element (11) connected in a rotationally fixed manner to a jaw element (4, 5) and a second blocking element (12, 21) connected in a rotationally fixed manner to the base body (1), and that a device (18) for determining the angle of rotation of the jaw elements (4, 5) is provided.
2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiereinrichtung einen am Grundkörper (1) gelagerten, radial hin und her verschiebbaren Stößel (12) umfaßt, welcher in einer ersten Stellung mit dem ersten Blockierelement (1 1) in Formschlußeingriff tritt und dieses in einer zweiten Stellung freigibt.2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the locking device comprises a on the base body (1) mounted, radially movable plunger (12), which in one first position with the first blocking element (1 1) engages in positive engagement and releases it in a second position.
3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (12) eine plane Stirnfläche (13) als Formschlußeingriffsfläche aufweist.3. Clamping device according to claim 2, characterized in that the plunger (12) has a flat end face (13) as a positive engagement surface.
4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (12) eine profilierte Stirnfläche (13) als Formschlußeingriffsfläche aufweist.4. Clamping device according to claim 2, characterized in that the plunger (12) has a profiled end face (13) as a positive engagement surface.
5. Einspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (12) eine konische oder kegelstumpfförmige Spitze (19) aufweist.5. Clamping device according to claim 4, characterized in that the plunger (12) has a conical or frustoconical tip (19).
6. Einspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (13) des Stößels (12) als hohler Zahnkranzabschnitt ausgebildet ist.6. Clamping device according to claim 4, characterized in that the end face (13) of the plunger (12) is designed as a hollow ring gear section.
7. Einspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (13) des Stößels (12) als hohle Mehreckform ausgebildet ist. 7. Clamping device according to claim 4, characterized in that the end face (13) of the plunger (12) is designed as a hollow polygonal shape.
8. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blockierelement (1 1) eine mehreckige Außenumfangskontur (14) aufweist.8. Clamping device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the first blocking element (1 1) has a polygonal outer peripheral contour (14).
9. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blockierelement (11) in seinem Außenumfang Ausnehmungen (22) aufweist.9. Clamping device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the first blocking element (11) has recesses (22) in its outer circumference.
10. Einspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blockierelement (1 1) mindestens abschnittsweise als Zahnkranz (15, 20) ausgebildet ist.10. Clamping device according to claim 9, characterized in that the first blocking element (1 1) is formed at least in sections as a ring gear (15, 20).
11. Einspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blockierelement (1 1) Sacklöcher (22) aufweist.11. Clamping device according to claim 9, characterized in that the first blocking element (1 1) has blind holes (22).
12. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei nebeneinander angeordnete Reihen (23) mit zueinander versetzt angeordneten Sacklöchern (22) und eine entsprechende Anzahl zugeordneter Stößel (12) vorgesehen sind.12. Clamping device according to claim 1 1, characterized in that at least two rows (23) arranged side by side with mutually offset blind holes (22) and a corresponding number of associated plungers (12) are provided.
13. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (12) mit Dehnspanndorn (21) ausgebildet ist. 13. Clamping device according to claim 1 1 or 12, characterized in that the plunger (12) is designed with an expansion mandrel (21).
14. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Blockierelement als Abschnitt (1 1) einer Welle (10) aus- gebildet ist, die in der ersten Spannbacke (2) drehbar gelagert ist und an ihrem einen Ende das erste Backenelement (4) trägt.14. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the first blocking element is designed as a section (1 1) of a shaft (10) which is rotatably mounted in the first clamping jaw (2) and the first at one end Cheek element (4) carries.
15. Einspannvorrichtung für Werkstücke mit einem Grundkörper (1) und zwei daran angebrachten, geradlinig gegeneinander spannbaren Spannbacken (2, 3), die an ihren einander zugewandten Seiten Bak- kenelemente (4, 5) aufweisen, welche um eine gemeinsame, parallel zur Einspannrichtung verlaufende Achse (I) derart drehbar gelagert sind, daß eine Verdrehung der Backenelemente (4, 5) auch unter Wirkung der bei eingespanntem Werkstück an den Backenelementen (4, 5) angreifenden Spannkräfte möglich ist, und mit einer Einrichtung zur Arretierung mindestens eines der beiden Backenelemente (4,15. Clamping device for workpieces with a base body (1) and two clamping jaws (2, 3) attached to it, which can be clamped in a straight line against one another and have jaw elements (4, 5) on their mutually facing sides, which have a common, parallel to the clamping direction extending axis (I) are rotatably mounted such that rotation of the jaw elements (4, 5) is possible even under the action of the clamping forces acting on the jaw elements (4, 5) when the workpiece is clamped, and with a device for locking at least one of the two Jaw elements (4,
5), dadurch gekennzeichnet, daß die Backenelemente (4, 5) im Einspannzustand über einen blok- kierbaren Zahnrad- oder Schneckenantrieb verdrehbar sind.5), characterized in that the jaw elements (4, 5) can be rotated in the clamped state via a lockable gear or worm drive.
16. Einspannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb als nicht rücktreibbares Getriebe ausgebildet ist.16. Clamping device according to claim 15, characterized in that the drive is designed as a non-reversible gear.
17. Einspannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine separate Blockiereinrichtung für den Antrieb vorgesehen ist. 17. Clamping device according to claim 15, characterized in that a separate blocking device is provided for the drive.
18. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Backenelement (4, 5) drehfest verbundenes Zahn- rad (24) vorgesehen ist, welches über ein Antriebszahnrad (25) oder eine Zahnstange verdrehbar ist.18. Clamping device according to one of claims 15 to 17, characterized in that a with a jaw element (4, 5) rotatably connected gear (24) is provided, which is rotatable via a drive gear (25) or a rack.
19. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zugleich zur Winkelmessung verwendet wird.19. Clamping device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the drive is also used for angle measurement.
20. Einspannvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel als Funktion der Drehzahl einer Welle bestimmt wird.20. Clamping device according to claim 19, characterized in that the angle of rotation is determined as a function of the speed of rotation of a shaft.
21. Einspannvorrichtung für Werkstücke mit einem Grundkörper (1) und zwei daran angebrachten, geradlinig gegeneinander spannbaren Spannbacken (2, 3), die an ihren einander zugewandten Seiten Bak- kenelemente (4, 5) aufweisen, welche um eine gemeinsame, parallel zur Einspannrichtung verlaufende Achse (I) derart drehbar gelagert sind, daß eine Verdrehung der Backenelemente (4, 5) auch unter Wirkung der bei eingespanntem Werkstück an den Backenelementen (4, 5) angreifenden Spannkräfte möglich ist, und mit einer Einrich- tung zur Arretierung mindestens eines der beiden Backenelemente (4,21. Clamping device for workpieces with a base body (1) and two clamping jaws (2, 3) attached to it, which can be clamped in a straight line against one another and have jaw elements (4, 5) on their mutually facing sides, which have a common, parallel to the clamping direction extending axis (I) are rotatably mounted such that the jaw elements (4, 5) can also be rotated under the action of the clamping forces acting on the jaw elements (4, 5) when the workpiece is clamped, and with a device for locking at least one of the two jaw elements (4,
5), dadurch gekennzeichnet, daß die Backenelemente (4, 5) im Einspannzustand über einen Hebel (27) verdrehbar sind, welcher in mindestens zwei Drehstellungen festlegbar ist.5), characterized in that the jaw elements (4, 5) can be rotated in the clamped state via a lever (27) which can be fixed in at least two rotational positions.
22. Einspännvorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (27) gegen eine Rastscheibe (28) verschwenkbar und an dieser verrastbar ist.22. A clamping device according to claim 21, characterized in that the lever (27) against a locking disc (28) can be pivoted and locked thereon.
23. Einspannvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (27) gegen die Rastscheibe (28) vorgespannt ist.23. Clamping device according to claim 22, characterized in that the lever (27) is biased against the locking disc (28).
24. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel mittels eines Drehgebers (18) bestimmt wird.24. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of rotation is determined by means of a rotary encoder (18).
25. Einspannvorrichtung für Werkstücke mit zwei geradlinig gegeneinander spannbaren Spannbacken (102, 103), die an ihren einander zugewandten Seiten Backenelemente (104, 105) aufweisen, welche um eine gemeinsame, parallel zur Einspannrichtung verlaufende Achse (II) derart drehbar gelagert sind, daß eine Verdrehung der Backenelemente (104, 105) auch unter Wirkung der bei eingespanntem Werkstück an den Backenelementen (104, 105) angrei- fenden Spannkräfte möglich ist, mit einem Drehantrieb (1 12) für mindestens ein Backenelement (104), einer Meßeinrichtung (113) zur Messung des Drehwinkels der Backenelemente (104, 105) und einer über Kraftschluß wirkenden Arretierung (114) für die Drehbewegung der Backenelemente (104, 105).25. Clamping device for workpieces with two clamping jaws (102, 103) which can be clamped in a straight line against one another and have jaw elements (104, 105) on their mutually facing sides, which are rotatably mounted about a common axis (II) running parallel to the clamping direction in such a way that the jaw elements (104, 105) can also be rotated under the action of the clamping forces acting on the jaw elements (104, 105) when the workpiece is clamped, with a rotary drive (112) for at least one jaw element (104), a measuring device (113 ) for measuring the angle of rotation of the jaw elements (104, 105) and a non-positive locking (114) for the rotary movement of the jaw elements (104, 105).
26. Einspannvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein motorischer Antrieb (112) vorgesehen ist.26. Clamping device according to claim 25, characterized in that a motor drive (112) is provided.
27. Einspannvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein getriebeloser Antrieb (112) vorgesehen ist.27. Clamping device according to claim 26, characterized in that a gearless drive (112) is provided.
28. Einspannvorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (112) steuerbar ist.28. Clamping device according to claim 26 or 27, characterized in that the drive (112) is controllable.
29. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehgeber (113) zur Messung des Drehwinkels der Bak- kenelemente (104, 105) vorgesehen ist.29. Clamping device according to one of claims 25 to 28, characterized in that a rotary encoder (113) for measuring the angle of rotation of the jaw elements (104, 105) is provided.
30. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung (114) über radialen Kraftschluß wirkt.30. Clamping device according to one of claims 25 to 29, characterized in that the locking means (114) acts via radial frictional engagement.
31. Einspannvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß zur Arretierung ein Dehnspannring (114) vorgesehen ist. 31. Clamping device according to claim 30, characterized in that an expansion clamping ring (114) is provided for locking.
32. Einspannvorrichtung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Dehnspannrings (114) hydraulisch oder pneumatisch erfolgt.32. clamping device according to claim 31, characterized in that the actuation of the expansion clamping ring (114) is carried out hydraulically or pneumatically.
33. Einspannvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnspannring (114) als fluid-, insbesondere ölgefüllter Metallring mir radial nachgiebiger Innenwand ausgebildet ist.33. Clamping device according to claim 32, characterized in that the expansion clamping ring (114) is designed as a fluid, in particular oil-filled metal ring with a radially flexible inner wall.
34. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß beide Backenelemente (104, 105) mit einer Arretierung (114) versehen sind. 34. Clamping device according to one of claims 25 to 33, characterized in that both jaw elements (104, 105) are provided with a locking device (114).
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