DE20009521U1

DE20009521U1 - Niederzug-Schnellspannvorrichtung

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Publication number: DE20009521U1
Application number: DE20009521U
Authority: DE
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2010-05-27

Description

HOHENSTEIN

Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH

Beschreibung Niederzug-Schnellspannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Niederzug-Schnellspannvorrichtung gemäß Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Der gattungsbildende Stand der Technik bei schnellspannenden Vorrichtungen, wobei das jeweilige auf der Vorrichtung aufliegende, spanend zu bearbeitende, Werkstück, im wesentlichen mittels zweier synchron beweglicher, heb- und absenkbarer Säulen gespannt und entspannt wird, ist durch genormte Lösungen bestimmt.

Nach DIN 6348 sind bei schnellspannenden Bohrvorrichtungen die Säulen als parallel angeordnete Führungssäulen ausgebildet und im Vorrichtungskörper aufgenommen. Am oberen Ende der Führungssäulen sind halsartige Durchmesserverengungen angeordnet, in denen eine Bohrplatte aufgenommen

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und positioniert ist. Mit der Absenkbewegung der Führungssäulen wird die Niederzugspannung realisiert, wobei die Spannung des Werkstückes mit der Fläche auf der Unterseite der Bohrplatte erfolgt. Die lineare Führungssäulen-Bewegung wird durch einen Spannantrieb übernommen, der nach DIN 6348 als Spannhebel ausgebildet ist.

Eine bekannte Ausbildungsform der Trage- und Führungselemente für lineare und wechselseitig gerichtete Bewegungen zum Spannen und Entspannen der Werkstücke ist eine zylindrische axialbewegbare, im Vorrichtungskörper gelagerte, Säule, die neben einer Anwendung als Führungssäule auch als Spannsäule mit, an diesen unmittelbar angeordneten, Spannelementen oder auch als Positionierbolzen, mit radial gerichtet beweglichen Verriegelungs-, Justier- und Spannelementen, ausgestattet sind.

Die Anwendung von Sprengringen nach DIN 7993, als auffedernde Spannringe wirkend, ist nur bedingt als Verriegelungs-, Justier- und Spannelement für Spannsäulen geeignet. Die Dauerhaftigkeit mit der Anwendung von Spann- und Lösekräften ist, bedingt durch die Auswirkungen des ständigen funktioneilen Wechsels - Aufweiten und Zusammengehen - auf das Werkstoffgefüge, zeitlich gering.

Nach DE-Patent Nummer P 197 39460 ist Gegenstand eines Schnell-Paß-Systems für Bauteile von Werkzeugmaschinen ein säulenförmig ausgebildeter Positionierbolzen, der über ein kugel- oder kegelförmiges Ablenkglied, expandierende Justierelemente radial gerichtet bewegt und in Ausnehmungen der Bohrungswand einer Buchse, in der der Positionierbolzen paßgenau aufgenommen ist, die zu verbindenden Bauteile klemmend justiert.

Die zur Anwendung kommenden expandierenden Justierelemente sind dabei als Druckkugeln ausgebildet. Dabei sind die paßgenau zu verbindenden Bauteile von Werkzeugmaschinen mittels geringer Justierkräfte lediglich in genauer Relativlage zueinander zu positionieren. Die so zueinander positionierten Bauteile sind dann durch ergänzende Spannelemente oder auch durch Schraubverbindungen fest und stabil miteinander zu verbinden oder zu verspannen.

Gegenüber diesen Gegenständen bezweckt die Erfindung die dargestellten Lösungen, bezogen auf eine Ausbildung als axial bewegliche Spannsäulen und der für große, spannsichere Spann- und Justierkräfte ausgelegten Verriegelungs-Spannelemente, für eine Niederzug-Schnellspannvorrichtung weiter zu entwickeln.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Niederzug-Schnellspan nvorrichtu ng so zu strukturieren, daß das Werkstück teileunaufwendig positionsgenau aufliegend und spannsicher, lediglich von der Auflagefläche ausgehend, gespannt wird und jeweils fünf Seiten des Werkstückes vollflächig für die spanende Fertigung freigehalten werden.

Dieses Problem wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst: Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Elemente-, der Raum- und der Kostenbedarf für die wiederholbare positionsgenaue und sichere Spannung des Werkstückes minimiert ist und fünf Werkstückseiten vollflächig für die beabsichtigte spanende Fertigung in Fünfseiten-Bearbeitung bereitgestellt wird.

Weitergehende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 und 3 angegeben. Diese betreffen die Ausbildung; die Anordnung und die Betätigung der Verhegelungs-, Justier- und Spannelemente in den Spann- und Positionierbohrungen des Werkstückes während der Spann- und Entspannbewegung der Spannsäulen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Teilansicht im Mittenschnitt einer Niederzug-Schnellspannvorrichtung mit

gespanntem Werkstück

Fig. 2 eine Teilansicht nach Fig. 1 mit Spannsäule in Spannstellung

Fig. 3 eine Teilansicht nach Fig. 1 mit Spannsäule in Lösestellung des Werkstückes.

Die in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 dargestellte Niederzug-Schnellspannvorrichtung ist auf dem Maschinentisch 13 befestigt und besteht im wesentlichen aus dem Vorrichtungsgehäuse 4, in dem, in senkrechter paralleler Lage zueinander, zwei Spannsäulen 1, mit dem oberen Teil in die Spann- und Positionierbohrungen 7 des Werkstückes 5 ragend und darin spannend, aufgenommen sind. Außerdem ist beispielhaft ein rechtkantig ausgebildetes Werkstück 5 dargestellt.

Das Werkstück 5 liegt mit der Werkstück-Auflagefläche 6 auf der oberen Fläche 6 oder stirnseitig auf Zwischenstücken, hier den Paßbuchsen 10, auf der Niederzug-Schnellspannvorrichtung auf und wird mittels der nach unten bewegten Spannsäulen 1, niederziehend, gespannt.

Jede Spannsäule 1 ist axialgerichtet eine Verlängerung der Kolbenstange 2 an einem Hydraulik-Druckzylinder 3. Die zwei Hydraulik-Druckzylinder 3 sind synchron gesteuert und bewegt.

Die Spannsäulen 1 bestehen im einzelnen aus der, mit der Kolbenstange 2 axial durch Verschraubung fest verbundenen, Zug- und Druckstange 14, einem auf dieser bewegten Paßsystembolzen 8 und der auf diesem axial druckfeder-beweglichen Paßbuchse 10. Am oberen, stirnseitigen Ende der Spannsäulen 1 sind die Justier- und Spannelemente 11, hier als vier Druckkugeln 11 ausgebildet, in Öffnungen der Paßbuchse 10 lose gehaltert, angeordnet.

Die Druckkugeln 11 ragen in eine Durchmesseraufweitung der Spann- und Positionierbohrung 7 des Werkstückes 5 und werden in dieser als Spannstellung gehaltert. Die Paßbuchse 10 ist mit ihrem Außendurchmesser in der Spann- und Positionierbohrung 7 des Werkstückes 5 durchmessergleich und positionsgenau aufgenommen und liegt an der Werkstück-Auflagefläche 6 bündig an.

Während der zur Werkstück-Auflagefläche 6 hin gerichteten absenkenden synchron ablaufenden Niederzugspann-Bewegung der Spannsäulen 1 sind die in den Öffnungen des Paßsystembolzens 8 gehalterten Druckkugeln 11 entlang kegeligen Flächen der halsförmigen Schaftrillen der axial bewegten Zug- und Schubstangen 14, um einen geringen Betrag radialgerichtet expandierend bewegt, in den Durchmesseraufweitungen der Spann- und Positionierbohrung 7 zu einer flächigen und formschlüssigen Anlage- und Spannstellung kommend, angeordnet. Damit ist das Werkstück 5 durch die Druckkugeln 11 über beide Spannsäulen 1, synchron niederziehend, gespannt.

Während der anhebenden, schiebenden Lösebewegung der Zug- und Schubstangen 14 an den Spannsäulen 1 werden die Justier- und Spannelemente 11, hier vier Druckkugeln, entlang der kegeligen und zylindrischen Flächen der halsförmigen Schaftrille 9 an der Zug- und Schubstange 14 aus der expandierenden Stellung an den Durchmesseraufweitungen radialgerichtet in die Schaftrillen 9 zurückbewegt. Damit kann das fertig bearbeitete Werkstück 5 vom Bediener nach oben von den Spannsäulen abgezogen und ein noch nicht bearbeitetes Werkstück für die Spannung entsprechend aufgesteckt werden.

HOHENSTEIN Vorrichtungsbau	* · · a t · und Spannsysteme GmbH	Spannsäulen
Bezugszeichenliste	Kolbenstangen
1	Hydraulik-Druckzylinder
2	Vorrichtungsgehäuse
3	Werkstück
4	Werkstück-Auflagefläche
5	Spann- und Positionierbohrung
6	Paßsystembolzen
7	halsförmige Schaftrille
8	Paßbuchse
9	Justier- und Spannelemente / [
10	Druckfeder
11	Maschinentisch
12	Zua- und Schubstanae
13
14

• · &diams; i* i ·

(des Werkstückes)
(an den Spannsäulen) (am Paßsystembolzen) (an den Spannsäulen) jgeln
(zwischen Kolbenstange und Paßbuchse)

(an den Spannsäulen)

Claims

1. Niederzug-Schnellspannvorrichtung für eine effektive spanende Fertigung von positionsgenau auf einer Aufspannfläche der Vorrichtung gespannten Werkstücke jeweils fünf Seiten des Werkstückes vollflächig für die Fertigung freihaltend, bestehend aus zwei parallel angeordneten, durch Hydraulik- Druckzylinder synchron bewegten, in parallele Spann- und Positionier-Bohrungen des Werkstückes ragende und in diesen mit Schnell-Pass-Systemen oder mit verriegelnden Justier- und Spannelementen festspannende Spannsäulen, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Spannsäulen (1), als axiale Verlängerung an den Kolbenstangen (2) der synchron gesteuerten und bewegten Hydraulik-Druckzylinder (3) angeordnet ist, und aus einer mit der Kolbenstange (2) axial fest verbundenen Zug- und Druckstange (14), einem Paßsystembolzen (8), einer auf dem Paßsystembolzen axial druckfedernd beweglichen, Paßbuchse (10) und am stirnseitigen Spannsäulenende angeordnete, in Durchmesseraufweitungen der Spann- und Positionierbohrungen (7) des Werkstückes (5) ragende, gehalterte Justier- und Spannelemente (11) bestehen,
wobei jede der Paßbuchsen (10) in einer Spann- und Positionierbohrung (7) des Werkstückes (5) durchmessergleich und positionsgenau aufgenommen ist und an der Werkstück-Auflagefläche (6) bündig anliegt.

2. Niederzug-Schnellspannvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß während der zur Werkstück-Auflagefläche (6) hingerichteten Niederzugspann-Bewegung der Spannsäulen (1), die in Öffnungen des Paßsystembolzens (8) gehalterten Justier- und Spannelemente (11) mittels entlang kegeliger Flächen der halsförmigen Schaftrille (9) der axial bewegten Zug- und Schubstange (14) um einen geringen Betrag radialgerichtet expandierend bewegt, in einer Durchmesseraufweitung der Spann- und Positionierbohrungen (7) zu einer formschlüssigen Anlage- und Spannstellung kommend, das Werkstück (5) gespannt ist, und
daß während der schiebenden Lösebewegung der Zug- und Schubstangen (14) an den Spannsäulen (1) die Justier- und Spannelemente (11) entlang der kegeligen und zylindrischen Flächen der halsförmigen Schaftrille (9) an der Zug- und Schubstange (8) aus der expandierenden Stellung radialgerichtet zurückbewegbar sind.

3. Niederzug-Schnellspannvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die expandierenden Justier- und Spannelemente () an jeder Spannsäule (1), jeweils als drei oder vier Druckkugeln ausgebildet sind.