DE20202892U1

DE20202892U1 - Spanneinrichtung

Info

Publication number: DE20202892U1
Application number: DE20202892U
Authority: DE
Original assignee: Vischer and Bolli AG
Current assignee: Vischer and Bolli AG
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2012-02-26

Description

Beschreibung; Vischer & Bolli AG, Im Schossacher 17, CH-8600 Dübendorf 1 Spanneinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zur Fixierung eines Einzugsbolzens an einem Maschinentisch, einer Grundplatte oder dergleichen, mit einem Kolben, der in einer Zylinderbohrung unter Bildung eines Druckraums bewegbar angeordnet ist, einer in dem Kolben ausgebildeten Aufnahme, in die ein Einzugsbolzen eingesetzt werden kann, und einem durch den Kolben betätigbaren Spannmechanismus, um einen Einzugsbolzen in der Aufnahme zu fixieren, wobei der Spannmechanismus Klemmelemente aufweist, die zwischen einer radial inneren Spannstellung, in der sie mit einem in die Aufnahme eingesetzten Einzugsbolzen in Eingriff kommen, und einer radial äußeren Freigabestellung bewegbar in einem Halteelement angeordnet sind, welches axial bewegbar in der Aufnahme angeordnet und am Boden der Aufnahme elastisch abgestützt ist.

Mechanisch-hydraulische Spanneinrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der DE 197 57 430 Cl, der DE 100 02 395 Al und der DE 199 01 977 Al bekannt und werden in der Praxis eingesetzt, um ein zu bearbeitendes Werkstück an einem Maschinentisch oder dergleichen zu fixieren.

J · ·&iacgr;&idigr;*&idigr;

Hierzu wird das Werkstück in der Regel zunächst auf einer Trägerpalette befestigt, und anschließend wird die ganze Einheit bestehend aus Trägerpalette und Werkstück über mehrere Einzugsbolzen, die an der Rückseite der Trägerpalette vorgesehen und als Zentrierelemente ausgebildet sind, an der Werkzeugmaschine durch die Spanneinrichtungen festgespannt, indem die Einzugsbolzen in die Aufnahmen der Spanneinrichtungen eingesetzt und darin durch einen Spannmechanismus fixiert werden.

Die Betätigung des Spannmechanismus erfolgt bei den bekannten mechanisch-hydraulischen Spanneinrichtungen, von denen die Erfindung ausgeht, indem der Kolben zwischen einer unteren Spannstellung, in welche er durch Federelemente gedrückt wird, und einer oberen Freigabestellung, in die er durch Beaufschlagung des Druckraums mit einem Hydraulikmittel gebracht werden kann, verstellt wird. Als Spannmechanismus ist hierbei ein Kugelkäfig vorgesehen, der in der Aufnahme des Kolbens axial verstellbar gehalten ist und eine Mehrzahl von radial bewegbaren Kugeln trägt, die in der Öffnungsstellung des Kolbens in eine Nut der Aufnahme radial nach außen ausweichen können, so daß ein Einzugsbolzen in den Kugelkäfig eingesetzt und aus diesem herausgenommen werden kann, und die in der Schließstellung des Kolbens an einem solchen Ausweichen gehindert und in Eingriff mit einer entsprechenden Gegenfläche am Einzugsbolzen gehalten werden, um diesen festzuspannen.

Bei den bekannten Spanneinrichtungen ist der Kugelkäfig durch einen O-Ring am Boden der Aufnahme abgestützt. Dieser O-Ring hat zunächst die Funktion, den Kugelkäfig beim Öffnen des Systems zusammen mit dem Kolben anzuheben und in Kontakt mit dem Einzugsbolzen zu halten, so daß dieser in der ersten Öffnungsphase festgespannt bleibt und mit dem Kolben angehoben wird, um ein Entfernen des Einzugsbolzen aus der Aufnahme zu erleichtern. In einer Endphase des Öffnungsvorgangs ist es dann erforderlich, den Kolben gegenüber dem Kolben vertikal anzuheben, damit der Kugelkäfig radial auf der Höhe der Öffnungskontur des Kolbens liegt und sich die Kugeln frei radial nach außen bewegen können. In dieser Endphase wird der O-Ring zusammengedrückt und schafft so den erforderlichen Raum für die Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Kugelkäfig.

Nachteilig an dieser Anordnung wird zum Teil angesehen, daß die Anfälligkeit des O-Rings gegen Verschmutzung groß ist und bis zur Zerstörung des O-Rings führen kann. Darüber hinaus läßt die Spannkraft des O-Rings durch die ständigen Bewegungen beim Spannen und Lösen nach einer gewissen Zeit nach, so daß sich der Kugelkäfig dann immer weniger verschiebt mit der Folge, daß die einwandfreie Funktion der Spanneinrichtung mit der Zeit nachläßt und der O-Ring ausgetauscht werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine hohe Betriebszuverlässigkeit über einen großen Zeitraum gewährleistet wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Halteelement am Boden der Aufnahme durch wenigstens eine Feder abgestützt ist. Der Erfindung liegt damit die Überlegung zugrunde, anstelle des O-Rings beispielsweise eine Schraubendruckfeder oder eine Tellerfeder bzw. ein Tellerfederpaket einzusetzen, die auch über einen langen Zeitraum eine hohe Spannkraft gewährleisten und zudem wenig anfällig gegen Verschmutzungen oder Beschädigungen sind. Auf diese Weise kann eine hohe Funktionsgenauigkeit der erfindungsgemäßen Spanneinrichtungen über einen langen Zeitraum gewährleistet werden.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Klemmelemente in an sich bekannter Weise als Kugeln ausgebildet sind, die in einem das Halteelement bildenden Kugelkäfig angeordnet sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Spanneinrichtung als Spannzylinder mit einem die Zylinderbohrung definierenden Gehäuse ausgebildet sein. Ein solcher Spannzylinder kann entweder als Aufbauzylinder ausgebildet sein, der entsprechend Befestigungsmittel zur Montage auf einem Maschinentisch, einer Grundplatte oder dergleichen aufweist. Alternativ kann er als Einbauzylinder ausgebildet sein, wobei dann das Gehäuse in eine Ausnehmung eines Maschinentischs einsetzbar ist und an seinem oberen Rand einen radial vorstehenden Befestigungsflansch zur Befestigung am Maschinentisch aufweist.

• ··

Alternativ kann der Kolben direkt in eine die Zylinderbohrung bildende Ausnehmung des Maschinentischs, der Grundplatte oder dergleichen eingesetzt sein, wobei die Ausnehmung dann durch einen Deckel verschlossen ist.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Figur 1 im Längsschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung mit eingesetztem und festgespanntem Einzugsbolzen und

Figur 2 die Spanneinrichtung nach Anspruch 1 mit eingesetztem, aber nicht festgespanntem Einzugsbolzen.

In Figur 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung 1 dargestellt, die dazu dient, einen Einzugsbolzen 2 an einem Maschinentisch 3 oder dergleichen zu fixieren. Zu der Spanneinrichtung 1 gehört ein Kolben 5, der in einer Ausnehmung 4 des Maschinentischs, welche eine Zylinderbohrung bildet, unter Bildung eines Druckraums 6 axial bewegbar eingesetzt ist, wobei der Ringspalt zwischen der Zylinderbohrung 4 und dem Kolben 5 durch einen O-Ring 7 abgedichtet ist.

• · · ■

In den Boden der Zylinderbohrung 4 mündet ein im Maschinentisch ausgebildeter, in der Zeichnung jedoch nicht dargestellter Hydraulikmittelkanal, durch welchen dem Druckraum 6 ein Hydraulikmittel wie beispielsweise Öl zugeführt werden kann.

Die offene Oberseite der Zylinderbohrung 4 ist durch einen Deckel 8 verschlossen, der am Maschinentisch 3 festgeschraubt ist und mit einem Zentrierbund 9, der paßgenau zum Durchmesser der Zylinderbohrung 4 dimensioniert ist, in die letztere eingreift und dadurch positioniert wird.

Zwischen dem Deckel 8 und dem Kolben 5 ist ein Tellerfederpaket 10 angeordnet, das den Kolben 5 in Richtung des Bodens der Zylinderbohrung 4 nach unten beaufschlagt.

In der dem Druckraum 6 gegenüber liegenden Oberseite des Kolbens 5 eine Sackbohrung vorgesehen, die eine Aufnahme 11 für den Einzugsbolzen 2 bildet, welcher in die Aufnahme 11 durch eine im Deckel 8 vorgesehene Öffnung 12 eingesetzt werden kann. Zur Erleichterung und Führung dieses Einsetzvorgangs ist in der Öffnung 12 ein hülsenförmiges Führungselement 13 vorgesehen, und zur exakten Positionierung des Einzugsbolzens 2 in der Spanneinrichtung 1 ist der obere Bereich der Öffnung 12 in Passung zu einem Flansch 2a des Einzugsbolzens 2 dimensioniert.

Zur Fixierung des Einzugsbolzens 2 in der Aufnahme 11 ist ein Spannmechanismus vorgesehen. Dieser umfaßt in an sich

bekannter Weise einen in die Aufnahme 2 eingesetzten Kugelkäfig 14, in dem mehrere Kugeln 15 radial verstellbar gehalten sind und der am Boden der Aufnahme 11 durch eine Schraubendruckfeder 16 abgestützt ist. Die Kugeln 15 können in einer oberen Freigabestellung des Kolbens 5, die in Figur 2 dargestellt ist, in eine Nut 17 in der Wandung der Aufnahme 11 nach außen ausweichen, so daß ein Einzugsbolzen 2 in den Kugelkäfig 14 eingesetzt und aus diesem herausgenommen werden kann, und sie werden in der in Figur 1 dargestellten unteren Spannstellung des Kolbens 6 durch die Wandung der Aufnahme 11 an einem solchen Ausweichen gehindert.

Die in Figur 1 dargestellte Spannstellung nimmt der Kolben 5 dabei ein, wenn der Druckraum 6 drucklos ist und der Kolben 5 durch das Tellerfederpaket 10 nach unten gedrückt wird. In dieser Spannstellung hält eine obere Schrägfläche 18 der Nut 17 die Kugeln 15 in Eingriff mit dem Eingriffsbolzen 2, so daß dieser festgespannt wird. Wenn jetzt der Druckraum über den im Maschinentisch 3 vorgesehenen Hydraulikmittelkanal mit einem Druckmittel beaufschlagt wird, wird der Kolben 5 entgegen der Rückstellkraft des Tellerfederpakets 10 nach oben in die in Figur 2 dargestellte Freigabestellung gedrückt, in der die Nut 17 den Kugeln 16 Raum läßt, radial nach außen auszuweichen, so daß der Einzugsbolzen 2 aus der Spanneinrichtung 1 herausgenommen bzw. auch wieder in diese eingesetzt werden kann. Bei dieser Hebebewegung des Kolbens 5 werden der Kugelkäfig 14 und der Einzugsbolzen 2 mit angehoben, bis der Kugelkäfig 14 an dem Führungsele-

ment 13 in Anlage kommt, und bei einer weiteren Hebebewegung des Kolbens 5, welche die Nut 17 auf die Höhe der Kugeln 15 bringt, so daß diese sich radial nach außen bewegen können, wird die Schraubendruckfeder 16 zusammengedrückt, so daß der Kugelkäfig 14 in der Freigabestellung des Kolbens 5 zwischen dem Führungselement 13 und der Schraubendruckfeder 16 axial positioniert ist und damit die Kugeln 15 gegenüber der Nut 17 eine definierte Lage einnehmen.

Claims

1. Spanneinrichtung zur Fixierung eines Einzugsbolzens (2) an einem Maschinentisch (3), einer Grundplatte oder dergleichen, mit einem Kolben (5), der in einer Zylinderbohrung (4) unter Bildung eines Druckraums (6) bewegbar angeordnet ist, einer in dem Kolben (5) ausgebildeten Aufnahme (11), in die ein Einzugsbolzen (2) eingesetzt werden kann, und einem durch den Kolben (5) betätigbaren Spannmechanismus, um einen Einzugsbolzen (2) in der Aufnahme (11) zu fixieren, wobei der Spannmechanismus Klemmelemente (15) aufweist, die zwischen einer radial inneren Spannstellung, in der sie mit einem in die Aufnahme (11) eingesetzten Einzugsbolzen (2) in Eingriff kommen, und einer radial äußeren Freigabestellung bewegbar in einem Halteelement (14) angeordnet sind, welches axial bewegbar in der Aufnahme (11) angeordnet und am Boden der Aufnahme (11) elastisch abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (14) am Boden der Aufnahme durch wenigstens eine Feder (16) abgestützt ist.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Feder eine Schraubendruckfeder (16) ist.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Feder eine Tellerfeder ist.

4. Spanneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Klemmelemente mehrere Kugeln (15) vorgesehen sind, die in einem das Halteelement bildenden Kugelkäfig (14) angeordnet sind.

5. Spanneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein die Zylinderbohrung definierendes Gehäuse aufweist.

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse Befestigungsmittel zur Montage auf einem Maschinentisch, einer Grundplatte oder dergleichen vorgesehen sind.

7. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in eine Ausnehmung eines Maschinentischs einsetzbar ist und an seinem oberen Rand einen radial vorstehenden Befestigungsflansch zur Befestigung am Maschinentisch aufweist.

8. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in eine die Zylinderbohrung (4) bildende Ausnehmung des Maschinentischs (3), der Grundplatte oder dergleichen eingesetzt ist und die Ausnehmung (11) durch einen Deckel (9) verschlossen ist.