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DE102006036527B3 - Vorrichtung zum Spannen von Teilen, insbesondere von zu schleifenden Werkstücken - Google Patents

Vorrichtung zum Spannen von Teilen, insbesondere von zu schleifenden Werkstücken Download PDF

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DE102006036527B3
DE102006036527B3 DE102006036527A DE102006036527A DE102006036527B3 DE 102006036527 B3 DE102006036527 B3 DE 102006036527B3 DE 102006036527 A DE102006036527 A DE 102006036527A DE 102006036527 A DE102006036527 A DE 102006036527A DE 102006036527 B3 DE102006036527 B3 DE 102006036527B3
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chuck
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Kurt Marti
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Ewag AG
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    • B23B2270/06Use of elastic deformation

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

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Spannen von Teilen (11), insbesondere von zu schleifenden Werkstücken, umfassend eine Spannvorrichtung (12) zum Aufnehmen, Zentrieren und Fixieren der Teile (11), wobei die Spannvorrichtung (12) aus einer Spannposition zum Spannen eines Teiles (11) in eine geöffnete Wechselposition zum Entnehmen und Aufnehmen eines Teiles (11) und umgekehrt bringbar ist, die sich dadurch auszeichnet, dass die Spannvorrichtung (12) zum Spannen des zu bearbeitenden Werkstückes eigenelastisch ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen von Teilen, insbesondere von zu schleifenden Werkstücken, umfassend eine Spannvorrichtung zum Aufnehmen, Zentrieren und Fixieren der Teile, wobei die Spannvorrichtung aus einer Spannposition zum Spannen eines Teiles in eine geöffnete Wechselposition zum Entnehmen und Aufnehmen eines Teiles und umgekehrt bringbar ist, wobei die Spannvorrichtung ein einteiliges Spannfutter und zum Spannen der zu bearbeitenden Teile eigenelastisch ausgebildet ist.
  • Solche Vorrichtungen kommen im Bereich des Maschinenbaus und insbesondere in der Schleiftechnik üblicherweise zum Einsatz. Die Vorrichtungen dienen zum Aufnehmen, Zentrieren und Fixieren von Teilen, beispielsweise von Werkstücken oder Werkzeugen, die z.B. mittels Schleifen, Fräsen oder dergleichen bearbeitet werden sollen. Die Spannvorrichtungen oder Spannsysteme sind in der Regel derart ausgebildet, dass sie in einer Wechselposition geöffnet sind, so dass die zu bearbeitenden Teile aus der Spannvorrichtung entnommen oder in die Spannvorrichtung eingesetzt werden können. Nach der Ersteingabe eines Werkstückes oder dergleichen bzw. dem vollzogenen Wechsel des Werkstücks klemmt die Spannvorrichtung das Werkstück unter gleichzeitiger Zentrierung desselben für die nachfolgende Bearbeitung. Dieses Klemmen bzw. Fixieren wird als der eigentliche Spannprozess betrachtet. Das Öffnen der Spannvorrichtung in die Wechselposition und das Schließen der Spannvorrichtung in die Spannposition ist Bestandteil des Wechselvorganges. Der Wechselvorgang erfolgt bei heute bekannten Ausführungsformen üblicherweise manuell und außerhalb der entsprechenden Bearbeitungsmaschine.
  • Es sind verschiedene Spannvorrichtungen bekannt, bei denen üblicherweise mehrere Elemente der Spannvorrichtung am eigentlichen Spannprozess beteiligt sind. Als Beispiel für eine solche aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsform ist eine Spannvorrichtung genannt, die eine Spannzange mit einer Spannzangenaufnahme umfasst. Dabei ist das zu bearbeitende Teil in der Spannzange aufgenommen. Die Spannzange mit dem darin befindlichen zu bearbeitenden Teil ist wiederum in die Spannzangenaufnahme eingesetzt. Bei diesen Spannvorrichtungen ist das zu spannende bzw. klemmende Teil, beispielsweise ein zu schleifender Bohrer, also mittels mehrerer Elemente fixiert. Nachteilig an den bestehenden Systemen und Vorrichtungen ist ein unzureichender Rundlauf der gespannten bzw. geklemmten Teile. Jedes am Spannprozess beteiligte Element weist eigene (Fertigungs-)Toleranzen auf. Diese Toleranzen addieren sich, so dass bei den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik die Toleranzen der mindestens zwei am Spannprozess beteiligten Elemente den Rundlauf negativ beeinflussen. Ein solches Spannfutter mit mehreren am Spannprozess beteiligten Elementen ist der DE 103 24 670 B4 zu entnehmen. Die DE 10 2004 003 778 A1 befasst sich ebenfalls mit einem Spannfutter für eine Maschinenspindel, wobei die Spannzange von einer Schiebehülse umgeben ist. Mittels Axialverschiebung ist eine formschlüssige Einspannung des Werkzeugschafts gewährleistet. Auch bei dieser Lösung sind mehrere Elemente am Spannprozess beteiligt. Eine andere bekannte Ausführungsform (Hydrodehnspannfutter) weist die Nachteile auf, dass eine relativ große Spanntiefe notwendig ist, dass die Vorrichtung nie ohne Werkstück geschlossen werden darf, und dass in geöffnetem Zustand nur sehr wenig Spiel zum automatischen Laden vorhanden ist, was die Automatisierung sehr schwierig macht.
  • Aus der DE 103 09 015 A1 ist eine Werkzeugschrumpfaufnahme mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bekannt. Allerdings wird die Aufweitung des Spannfutters durch Erwärmung erreicht, was einerseits zu einem aufwendigen Aufweitungs- und Schließvorgang führt und andererseits eine Automatisierung schwierig macht.
  • Es ist daher Ausgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach handhabbare Spannvorrichtung zu schaffen, mittels der Teile besonders präzise und automatisiert spannbar sind.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Spannfutter aus Stahl besteht, wobei das Spannfutter mindestens zwei Spannbacken aufweist, die derart ausgebildet und geformt sind, dass sie eine Federwirkung auf die zu spannenden Teile ausüben. Dadurch wird auf überraschend einfache und besonders präzise Weise eine Klemmung/Fixierung der zu bearbeitenden Teile sichergestellt. Die eigenelastische Ausbildung der Spannvorrichtung ist zum einen eine einfache und zuverlässige Möglichkeit einer Werkstückeinspannung und zum anderen ermöglicht sie eine stark vereinfachte Handhabung, was insbesondere die Automatisierung des Wechselvorganges sowie des eigentlichen Spannprozesses erleichtert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung liegt darin, dass sich die eigenelastische Spannvorrichtung weit öffnen lässt, was die Automatisierung des Wechselvorganges erheblich vereinfacht. Durch die Einteiligkeit des Spannfutters bzw. der Spannvorrichtung sind die sich insbesondere auf den Rundlauf der gespannten/geklemmten Teile auswirkenden Toleranzen reduziert, was zu einer Verbesserung des Rundlaufs der zu bearbeitenden Teile führt. Dadurch ist auch die Bearbeitungsqualität der Teile verbessert. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung ist sowohl das sichere Fixieren als auch das einfache Handhaben in besonders vorteilhafter Weise kombiniert. Insbesondere kann die Spannkraft des Spannfutters unmittelbar bei der Auslegung desselben bestimmt bzw. berechnet werden, was einerseits einen optimalen Halt des Werkstückes im Spannfutter sicherstellt und andererseits eine unnötige Belastung der zu spannenden Teile vermeidet.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die das Spannfutter bildenden Spannbacken auf den einander zugekehrten Seiten ein Profil auf, das an das Profil des zu bearbeitenden Teils angepasst ist. Durch das Schlüssel-Schloss-Prinzip ist eine wirkungsvolle Fixierung der Teile in dem Spannfutter gewährleistet. Insbesondere bei Teilen mit einem Querprofil wird eine optimierte Mittigkeit erreicht.
  • Vorzugsweise weist das Spannfutter zur Aufnahme der Teile eine sich durch das gesamte Spannfutter erstreckende Öffnung auf. Durch die Tatsache, dass das Spannfutter durchgängig quasi hohl ausgebildet ist, können auch Teile mit einer sehr großen Länge bearbeitet werden. Mit anderen Worten ist das Spannfutter für die Länge der Teile nicht limitierend.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannfutter ein Element zum Verändern der Position, nämlich von der Spannposition in die Wechselposition und umgekehrt, zugeordnet ist, wobei das Element am eigentlichen Spannprozess des Teils unbeteiligt ist. Damit ist zum einen sichergestellt, dass das zusätzliche Element für das Öffnen und Schließen des Spannfutters keinen negativen Einfluss auf den Rundlauf der Teile hat. Zum anderen kann dadurch das Laden und Entladen des Spannfutters mit zu bearbeitenden Werkstücken automatisch auf der Maschine durchgeführt werden, was die Stillstandzeiten der Vorrichtung reduziert und zusätzliches Bedienpersonal für den Werkstückwechsel einspart.
  • Zweckmäßigerweise ist das Element ein Öffnungskeil. Durch die Ausbildung des Elementes als Öffnungskeil ist auf besonders einfache Weise eine Wirkverbindung mit dem Spannfutter herstellbar, was zum einen die Handhabung vereinfacht und zum anderen die Automatisierung des Wechselvorganges unterstützt.
  • Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine perspektivische Darstellung des Spannfutters mit gespanntem/geklemmtem Werkstück,
  • 2 eine perspektivische Darstellung des Elementes zum Verändern der Position, also zum Öffnen und Schließen des Spannfutters,
  • 3 eine Seitenansicht des Spannfutters mit gespanntem/geklemmtem Werkstück, und einem Öffnungskeil als Element zum Verändern der Position in zurückgezogener Stellung,
  • 4 eine Ausführungsform des Spannfutters ohne Öffnungskeil und Werkstück,
  • 5 eine Schnittansicht durch das in 3 dargestellte Spannfutter,
  • 6 eine weitere Ausführungsform des Spannfutters in geöffneter Position, wobei die Öffnungsspreizung zu Zwecken der Verdeutlichung übertrieben dargestellt ist und der besseren Übersicht halber der die Öffnungsspreizung bewirkende Öffnungskeil nicht dargestellt ist, und
  • 7 das Spannfutter gemäß 6 in geschlossener Position.
  • Die in den Zeichnungen dargestellten Spannvorrichtungen bzw. Einzelteile derselben dienen vorzugsweise zum präzisen Spannen von Teilen mit kleinen Durchmessern bzw. Querschnitten und sind üblicherweise Bestandteil von Schleifmaschinen. Selbstverständlich sind die Spannvorrichtungen auch zum Spannen anderer Teile mit beliebigem Querschnitt geeignet und als Bestandteil anderer Bearbeitungsmaschinen oder als separate Einheit einsetzbar.
  • Die 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Spannen von Teilen 11 (im folgenden auch als Werkstück bezeichnet), in der beschriebenen Ausführung von zu schleifenden Bohrern, die eine Spannvorrichtung 12 umfasst. Die Spannvorrichtung 12 dient in erster Linie zum Aufnehmen und Fixieren der Teile, also zum Klemmen bzw. Spannen eines Werkstückes 11 während der Bearbeitung. Zusätzlich übernimmt die Spannvorrichtung 12 jedoch quasi zwangsläufig auch eine Zentrierfunktion der zu bearbeitenden Werkstücke 11. Die Spannvorrichtung 12 kann verschiedene Positionen einnehmen, nämlich eine Wechselposition, wie sie z.B. in der 6 dargestellt ist, und eine Spannposition, wie sie z.B. in den 1, 3 und 5 dargestellt ist. In der Wechselposition ist die Spannvorrichtung 12 zum Entnehmen eines zuvor gespanntes Teiles 11 bzw. zum Aufnehmen oder Einlegen eines Teiles 12 geöffnet. In der Spannposition ist die Spannvorrichtung 12 quasi geschlossen, d.h., dass die Spannvorrichtung 12 an dem zu spannenden Teil 11 anliegt und dieses klemmt.
  • Die Spannvorrichtung 12 ist als einteiliges Spannfutter 13 ausgebildet. Das bedeutet, das nur ein einziges Element, nämlich das Spannfutter 13, direkt und unmittelbar am eigentlichen Spannprozess beteiligt ist. Mit anderen Worten ist das einteilige Spannfutter 13 das einzige Element, das das zu bearbeitende Werkstück 11 spannt bzw. klemmt. Man kann auch sagen, dass das Spannfutter 13 derart geformt und ausgebildet ist, dass ausschließlich das Spannfutter 13 am eigentlichen Spannprozess, nämlich dem Fixieren des zu spannenden Werkstücks 11 beteiligt ist. Hierzu ist das Spannfutter 13 eigenelastisch ausgebildet. Das bedeutet, dass mindestens Teilbereiche des Spannfutters 13 reversibel bewegbar sind. Bei Aufbringung einer so genannten Öffnungskraft, die manuell oder maschinell von innen oder außen aufbringbar ist, ist das Spannfutter 13 somit in die geöffnete Wechselposition bringbar. Beim Ausschalten bzw. Zurückziehen der Öffnungskraft schließt sich das Spannfutter 13, so dass dazwischen bzw. innerhalb des Spannfutters 13 befindliche Werkstücke 11 durch die Eigenelastizität des Spannfutters 13 geklemmt werden.
  • Das Spannfutter 13 besteht in der bevorzugten Ausführungsform aus Stahl. Andere entsprechende Eigenschaften aufweisende Materialien können jedoch ebenfalls bei der Herstellung des Spannfutters 13 verwendet werden. Das Spannfutter 13 weist vorzugsweise zwei, in anderen Ausführungsformen auch mehr als zwei, Spannbacken 14, 15 auf, wobei die Spannbacken 14, 15 einstückig mit dem Spannfutter 13 verbunden bzw. Teile desselben sind. Die Spannbacken 14, 15 sind derart geformt und ausgebildet, dass sie eine Federwirkung ausüben. Rein beispielhaft können die Spannbacken 14, 15 durch Materialschwächung oder dergleichen und/oder durch eine stegartige Formgebung derart ausgestaltet sein, dass sie die Wirkung einer Feder oder entsprechender Federelemente aufweisen.
  • Zur sicheren und möglichst spielfreien Aufnahme und Fixierung von Werkstücken 11 in dem Spannfutter 13 weisen die Spannbacken 14, 15 auf den einander zugekehrten (Innen-)Seiten ein Profil 16, 17 auf, das an das Profil 18 des zu bearbeitenden bzw. spannenden Werkstückes 11 angepasst ist. Anders ausgedrückt wird das Profil 16, 17 der Spannbacken 14, 15 bei der Herstellung des Spannfutters 13 an das Profil 18 des Werkstückes 11 angepasst. Dabei können die Profile 18 der Werkstücke 11 eine beliebige Form und Orientierung aufweisen. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für die Profile 16, 17 der Spannbacken 14, 15. Allerdings ist das Profil 16, 17 der Spannbacken 14, 15 zur Erzielung bzw. Unterstützung des Klemm- bzw. Spanneffektes geringfügig abweichend vom Profil 18 des zu spannenden Werkstückes 11, vorzugsweise geringfügig kleiner ausgebildet. In der Ausführung beispielsweise gemäß 1 ist das Profil 18 des Teiles 11 rund. Das Profil 18 kann jedoch auch unrund und beliebig anders geformt sein. Aus der 4 ist beispielsweise ein Spannfutter 13 mit Spannbacken 14, 15 ersichtlich, wobei die Spannbacken 14, 15 ein Profil 16, 17 aufweisen, das zu einem Werkstück 11 mit einem Querprofil korrespondiert.
  • Durch die korrespondierende und aufeinander abgestimmte Profilierung des Werkstückes 11 einerseits und der Spannbacken 14, 15 andererseits ergibt sich in gespanntem/geklemmten Zustand des Werkstückes 11 ein Formschluss zwischen den Spannbacken 14, 15 und dem Werkstück 11. Der Formschluss unterstützt die hauptsächlich durch die Spannung/Klemmung hervorgerufene Fixierung des Werkstückes 11 in dem Spannfutter 13. Idealerweise liegen die Spannbacken 14, 15 flächig an dem Werkstück 11 an. Aber auch punktförmige, linienförmige oder andersförmige Berührungsbereiche zwischen den Spannbacken 14, 15 und dem Werkstück 11 sind möglich.
  • Das Spannfutter 13 weist, wie insbesondere in der 6 zu erkennen, zur Aufnahme eines Werkstückes 11 eine Öffnung 19 auf, die sich durch das gesamte Spannfutter 13 erstreckt. Die Ausrichtung der Öffnung 19 verläuft vorzugsweise in Längsrichtung des Spannfutters 13 und parallel zur Mittelachse M des Spannfutters 13. Andere Verläufe der Öffnung 19, die als Bohrung ausgebildet sein kann, und die einen vollständigen Durchtritt des Werkstückes 11 erlauben, sind ebenfalls möglich. Die Öffnung 19 weist mindestens in Teilbereichen weitere Ausnehmungen 20 auf. Die Ausnehmungen 20 weisen einen größeren Durchmesser bzw. Querschnitt auf als die Öffnung 19 selbst. Die Öffnung 19 ist insbesondere im Bereich der Ausnehmungen 20 leicht konisch ausgebildet, und zwar derart, dass sich die Öffnung 19 bzw. die Ausnehmung 20 zum freien Ende 21 des Spannfutters 13 hin verjüngt. Die äußere Form des Spannfutters 13 ist variabel und kann unterschiedliche Formen annehmen. In der gezeigten Ausführung bildet das Spannfutter 13 bzw. bilden deren Spannbacken 14, 15 einen Kegelstumpf. Anders ausgedrückt verlaufen die Spannbacken 14, 15 zum freien Ende 21 hin ebenfalls konisch zusammen. Das Spannfutter 13 kann in der äußeren Form aber auch zylindrisch oder in anderer Weise üblich geformt sein.
  • Das Spannfutter 13 wird zum Laden, also zum Aufnehmen eines neuen Werkstückes 11, mit einem automatisierbaren Öffnungsmechanismus auseinander gedrückt. Der Öffnungsmechanismus kann zur Bildung einer Spanneinheit Bestandteil der Spannvorrichtung 12 sein. Hierzu ist dem Spannfutter 13 ein Element 22 zum Verändern der Position, nämlich von der Spannposition in die Wechselposition und umgekehrt, zugeordnet. Das Element 22 kann Bestandteil der Vorrichtung 10 sein, ist aber am eigentlichen Spannprozess, also der Spannung/Klemmung des Werkstückes 11, nicht beteiligt. Vielmehr ist das vorzugsweise separate Element 22 eine Art Hilfsmittel zum Öffnen und Schließen des Spannfutters 13. Das Element 22 kann von außen oder von innen am Spannfutter 13 angreifen und manuell oder automatisch bedient werden. Vorzugsweise ist das Element 22 ein Öffnungskeil 23, wie er z.B. in 2 dargestellt ist. Das Element 22 kann aber auch ein Exzenterelement oder ein gleichwirkendes Element sein. Der Öffnungskeil 23 ist innenseitig in das Spannfutter 23 steckbar, und zwar im Bereich der Öffnung 19 bzw. der Ausnehmung 20. Der Öffnungskeil 23 ist manuell oder automatisch, beispielsweise durch hydraulisch, pneumatische oder andere übliche Antriebe, antreibbar bzw. betätigbar. Der Öffnungskeil 23 ist aus einer zurückgezogenen Warteposition, wie sie z.B. in den 3 oder 5 gezeigt ist, in eine vorgeschobene Funktionsposition und zurück bewegbar. Anders ausgedrückt wirkt der Öffnungskeil 23 in der Spannposition des Spannfutters 13 nicht auf das Spannfutter 13, während der Öffnungskeil 23 in der Wechselposition des Spannfutters 12 mit diesem in Wirkverbindung steht. Genauer ist der Öffnungskeil 23 zum Erreichen der Wechselposition des Spannfutters 13 mit den Spannbacken 14, 15 in Wirkverbindung bringbar.
  • Hierzu weist der Öffnungskeil 23 eine so genannte Funktionsspitze 24 auf. Die Funktionsspitze 24 ist in Form und Querschnitt an die Form und den Querschnitt der Ausnehmung 20 angepasst, so dass der Öffnungskeil 23 bzw. dessen Funktionsspitze 24 in seiner Warteposition keine Öffnungskraft auf die Spannbacken 14, 15 ausübt. Beispielhaft ist diese (Warte-)Position in der 7 dargestellt, wobei die Spannbacken 14, 15 aneinander liegen können oder wie in 4 gezeigt einen Abstand voneinander aufweisen, der jedoch kleiner ist als der Querschnitt des zu spannenden/klemmenden Werkstückes 11. Die Darstellung in 7 zeigt das Spannfutter 13 ohne den Öffnungskeil 23 und die tatsächliche Deformation der Spannbacken 14, 15 ist zu Zwecken der Verdeutlichung übertrieben dargestellt.
  • Der Öffnungskeil 23 ist jedoch innerhalb des Spannfutters 13 relativ zum Spannfutter 13 linear verschiebbar angeordnet und ausgebildet. Bei der Bewegung des Öffnungskeils 23 in Richtung des freien Endes 21 des Spannfutters 13 kommt der Öffnungskeil 23 bzw. dessen Funktionsspitze 24 mit den Spannbacken 14, 15 im Bereich der Öffnung 19 bzw. genauer der Ausnehmung 20 in Kontakt. Durch die sich verjüngende Ausbildung der Öffnung 19 im Bereich der Ausnehmung 20 wirkt dadurch eine Öffnungskraft von innen auf die Spannbacken 14, 15 und spreizt diese in ihre Wechselposition. Diese Wechselposition ist wiederum in übertriebener Weise in 6 dargestellt, wobei der Öffnungskeil 23 nicht dargestellt ist. Die Bewegung des Öffnungskeils 23 in Richtung des freien Endes 21 kann durch einen Anschlag 25, der z.B. durch einen Flanschring oder dergleichen gebildet sein kann, begrenzt werden.
  • Entsprechend der Öffnung 19 im Spannfutter 13 weist auch der Öffnungskeil 23 eine sich durch den gesamten Öffnungskeil 23 erstreckende Öffnung 26 auf. Die ebenfalls z.B. als Bohrung ausgebildete Öffnung 26 weist einen Durchmesser oder Querschnitt auf, der größer als der Durchmesser bzw. Querschnitt des Werkstückes 11 ist, so dass sich das Werkstück 11 bei vollständig montierter Vorrichtung 10, also dem Spannfutter 13 mit dem zugeordneten Öffnungskeil 23, durchgängig durch die Vorrichtung 10 erstrecken kann. Selbstverständlich können mit der Vorrichtung 10 auch andere Werkstücke unterschiedlicher Abmessungen in Länge und Durchmesser bzw. Querschnitt gespannt werden.
  • Das Spannfutter 13 ist derart ausgebildet bzw. die Spannbacken 14, 15 des Spannfutters 13 sind derart geformt bzw. zueinander angeordnet, dass Seitenöffnungen 27 entstehen, die einen Eingriff von Werkzeugen quer zur Mittelachse M ermöglichen. Mit anderen Worten ermöglichen die Seitenöffnungen 27 eine seitliche Bearbeitung der Werkstücke durch die Seitenöffnungen 27. Durch die Einspannung des zu bearbeitenden Werkstückes mittels der Spannbacken 14, 15 ist eine zusätzliche Abstützung des Werkstückes nicht notwendig.
  • Im folgenden wird das bevorzugte Funktionsprinzip anhand der Figuren erläutert. Das Spannfutter 13 (z.B. aus 4 oder 7) wird mit dem Öffnungskeil 23 aus der Ausgangsstellung, also der Spannposition in die geöffnete Wechselposition gebracht.
  • Hierzu wird der Öffnungskeil 23 aus seiner Warteposition in Richtung des freien Endes 21 in seine Funktionsposition geschoben. Das Schieben erfolgt vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch. Durch die Bewegung des Öffnungskeils 23 in Richtung des freien Endes 21, kommt die Funktionsspitze 24 bzw. deren äußere Fläche mit der sich konisch verjüngenden Öffnung 19 bzw. Ausnehmung 20 in Eingriff bzw. Wirkverbindung, so dass sich die Spannbacken 14, 15 federnd aufspreizen. Üblicherweise beträgt die Deformation nur wenige Zehntelmillimeter. Es sind jedoch auch kleinere oder größere Deformationen möglich. Sobald die Öffnung 19 einen größeren Durchmesser/Querschnitt aufweist als das zu spannende Werkstück 11, wird das Werkstück 11, beispielsweise mittels eines Roboters oder anderen Handhabungseinrichtungen oder manuell, in die Öffnung 19 eingelegt. Sobald das Werkstück 11 vollständig eingelegt ist, wird der Öffnungskeil 23, wiederum bevorzugt hydraulisch oder pneumatisch, vom freien Ende 21 weg zurück gezogen, so dass die Öffnungskraft nachlässt und schließlich vollständig ausgeschaltet ist. Durch die federnde Wirkung der Spannbacken 14, 15, bedingt durch die Eigenelastizität des Spannfutters 13, schließen sich die Klemmbacken 14, 15 und spannen/klemmen das Werkstück 11 fest und präzise.
  • Der nächste Wechselvorgang kann entsprechend verlaufen. Bis zum nächsten Wechselvorgang kann der Öffnungskeil 23 ganz entnommen werden oder in seiner Warteposition verbleiben. Die genannten Schritte können auf einer Verarbeitungsmaschine automatisch oder halbautomatisch oder manuell durchgeführt oder auch außerhalb einer Verarbeitungsmaschine durchgeführt werden. Anstelle des Öffnens durch den Öffnungskeil 23 können die Spannbacken 14, 15 auch manuell oder mit anderen geeigneten Hilfsmittels geöffnet werden.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (10) zum Spannen von Teilen (11), insbesondere von zu schleifenden Werkstücken, umfassend eine Spannvorrichtung (12) zum Aufnehmen, Zentrieren und Fixieren der Teile (11), wobei die Spannvorrichtung (12) aus einer Spannposition zum Spannen eines Teiles (11) in eine geöffnete Wechselposition zum Entnehmen und Aufnehmen eines Teiles (11) und umgekehrt bringbar ist, wobei die Spannvorrichtung (12) ein einteiliges Spannfutter (13) und zum Spannen der zu bearbeitenden Teile eigenelastisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (13) aus Stahl besteht, wobei das Spannfutter (13) mindestens zwei Spannbacken (14, 15) aufweist, die derart ausgebildet und geformt sind, dass sie eine Federwirkung auf die zu spannenden Teile ausüben.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (13) derart geformt und ausgebildet ist, dass ausschließlich das Spannfutter (13) am eigentlichen Spannprozess, nämlich dem Fixieren des zu spannenden Teiles (11) beteiligt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Spannfutter (13) bildenden Spannbacken (14, 15) auf den einander zugekehrten Seiten ein Profil (16, 17) aufweisen, das an das Profil (18) des zu bearbeitenden Teils (11) angepasst ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (16, 17, 18) der Spannbacken (14, 15) einerseits und des zu spannenden Teils (11) andererseits derart aufeinander abgestimmt sind, dass in gespanntem Zustand des Teils (11) ein Formschluss zwischen Spannbacken (14, 15) und dem Teil (11) besteht.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (14, 15) in geklemmtem Zustand des Teils (11) flächig an dem Teil (11) anliegen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (13) zur Aufnahme der Teile (11) eine sich durch das gesamte Spannfutter (13) erstreckende Öffnung (19) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (19) mindestens abschnittsweise leicht konisch, sich zum freien Ende (21) des Spannfutters (13) hin verjüngend, ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannfutter (13) ein Element (22) zum Verändern der Position, nämlich von der Spannposition in die Wechselposition und umgekehrt, zugeordnet ist, wobei das Element (22) am eigentlichen Spannprozess, nämlich dem Fixieren des Teils (11) unbeteiligt ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (22) im Querschnitt nach Art eines Öffnungskeils (23) ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungskeil (23) innenseitig in das Spannfutter (13) steckbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungskeil (23) in Wirkverbindung mit den Spannbacken (14, 15) bringbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungskeil (23) hydraulisch, pneumatisch oder dergleichen betätigbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungskeil (23) eine sich durch den gesamten Öffnungskeil (23) erstreckende Öffnung (26) aufweist, wobei die Öffnung (26) im Querschnitt größer als das zu spannende Teil (11) ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungskeil (23) eine Funktionsspitze (24) aufweist, die mit dem Spannfutter (13) im Bereich der sich verjüngenden Öffnung (19) zusammenwirkt.
DE102006036527A 2006-07-29 2006-07-29 Vorrichtung zum Spannen von Teilen, insbesondere von zu schleifenden Werkstücken Expired - Fee Related DE102006036527B3 (de)

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