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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung.
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Derartige Spannvorrichtungen werden in unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung von Werkstücken eingesetzt. Insbesondere können derartige Spannvorrichtungen Bestandteile von Fräsmaschinen sein.
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Eine generelle Anforderung an derartige Spannvorrichtungen besteht darin, dass das eingespannte Werkstück in unterschiedlichen Orientierungen gelagert werden kann, um so eine Bearbeitung des Werkstücks an unterschiedlichen Stellen zu ermöglichen. Dabei besteht eine weitere Anforderung darin, dass das Werkstück für die zur Bearbeitung eingesetzten Werkzeuge gut zugänglich sein muss. Dies bedeutet, dass die Spannvorrichtung das Werkstück nicht blockieren oder versperren darf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche bei konstruktiv einfachem Aufbau eine hohe Funktionalität aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung in Form eines 5-Achs-Schraubstocks, wobei dieser eine Breite von maximal 60 Millimeter aufweist.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung wird allgemein zum Spannen von Werkstücken in automatisiert verlaufenden Bearbeitungsmaschinen eingesetzt. Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in Fräsmaschinen eingesetzt.
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Dadurch, dass die Spannvorrichtung als 5-Achs-Schraubstock ausgebildet ist, kann das Werkstück flexibel in unterschiedlichen Positionen angeordnet werden, um unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge an diesem Werkstück durchzuführen.
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Erfindungsgemäß weist der die Spannvorrichtung ausbildende 5-Achs-Schraubstock eine Breite von maximal 60 Millimeter auf. Die Höhe und Tiefe des 5-Achs-Schraubstocks sind an diese Breite angepasst.
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Damit weist der erfindungsgemäße 5-Achs-Schraubstock eine äußerst kleine Baugröße und damit auch ein geringes Eigengewicht auf. Der 5-Achs-Schraubstock kann aufgrund seiner geringen Masse einfach und schnell zur Durchführung von Positionsbewegungen bewegt werden. Da der 5-Achs-Schraubstock eine kleine Baugröße aufweist, versperrt dieser nicht oder nicht nennenswert den Raum, wo Bearbeitungsvorgänge durchzuführen sind, das heißt das im 5-Achs-Schraubstock eingespannte Werkstück ist zur Durchführung von Bearbeitungsvorgängen jederzeit gut zugänglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Spannvorrichtung eine bewegliche Backe und eine feststehende Backe auf, wobei die feststehende Backe in unterschiedlichen Positionen fixierbar ist.
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Die Backen bilden Standardelemente zum Spannen von Werkstücken. Durch die Möglichkeit, die feststehende Backe in unterschiedlichen Positionen zu lagern, wird auf einfache Weise eine Anpassung des 5-Achs-Schraubstocks an unterschiedliche Applikationen ermöglicht.
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Weiter vorteilhaft sind die Backen auf einem Träger gelagert. Der Träger weist ein Raster von zwei in Längsrichtung des Trägers verlaufenden Lochreihen auf, wobei die feststehende Backe wahlweise in einem Paar von Löchern der Lochreihen fixierbar ist.
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Dabei sind zur Fixierung in einem Paar von Löchern der Lochreihen Stellschrauben in der feststehenden Backe gelagert.
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Mit den Lochreihen wird ein Raster für die unterschiedlichen einstellbaren Positionen der feststehenden Backe vorgegeben. Die Abstände der Löcher der Lochreihen geben die Auflösung vor, mit der die Position der feststehenden Backe am Träger variiert werden kann.
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Durch Einführen der Stellschrauben in Löcher der Lochreihen kann die frei wählbare Position der feststehenden Backe am Träger schnell und einfach variiert werden.
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Da zwei parallel zueinander in Längsrichtung des Trägers verlaufende Lochreihen vorgesehen sind und zur Fixierung der feststehenden Backe am Träger mittels zwei Stellschrauben, die in ein Lochpaar von Löchern in unterschiedlichen Lochreihen greifen, wird eine stabile Zweipunktlagerung der feststehenden Backe am Träger erhalten. Dabei ist wesentlich, dass die feststehende Backe so am Träger gelagert ist, dass die feststehende Backe keinerlei Freiheitsgrade für Bewegungen hat, das heißt die feststehende Backe ist durch die Stellschrauben völlig lagegesichert.
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Die Stellschrauben sind in Gewindebohrungen geführt, die in Ausnehmungen der feststehenden Backe integriert sind. Die Köpfe der Stellschrauben liegen dabei bei auf dem Träger aufgesetzter feststehender Backe frei und sind damit frei zugänglich, sodass diese ohne weiteres betätigt werden können.
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Weiter vorteilhaft weist der Träger Gleitführungen auf, an welchen die bewegliche Backe in dessen Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.
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Damit kann die bewegliche Backe gegen die feststehende Backe zur Durchführung von Spannvorgängen verschoben werden.
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Besonders vorteilhaft ist in jeder Backe eine Spannbacke zum Spannen eines Werkstücks gelagert. Jede Spannbacke ist mittels zwei Feststellschrauben in der jeweiligen Backe gelagert.
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Die Spannbacken sind damit auswechselbar in den Backen gelagert. Durch ein Auswechseln der Spannbacken ist auf einfache Weise eine Anpassung an unterschiedliche zu spannende Werkstücke möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft jede Feststellschraube in einem Neigungswinkel zum Träger hin geneigt. Zweckmäßig liegt der Neigungswinkel im Bereich von 10°.
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Durch diesen Neigungswinkel wird bei Betätigen der jeweiligen Feststellschraube die Spannbacke definiert etwas nach unten gezogen. Dadurch wird eine selbsttätige Justage erzielt, da die Spannbacke bei Betätigen der Feststellschrauben in eine definierte Sollposition eingebracht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zur Durchführung von Spannvorgängen eine Spannschraube vorgesehen.
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Dabei ist in bekannter Weise eine Anordnung derart vorgesehen, dass die Spannschraube die bewegliche Backe durchsetzt und mit ihrem freien Ende in der feststehenden Backe gelagert ist.
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Der Einsatz einer Schraube zur Durchführung der Spannvorgänge ist erheblich kostengünstiger als der Einsatz von Spindeln, wie dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtungen der Fall ist.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Spannschraube in einem Feingewinde der beweglichen Backe geführt.
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Das Feingewinde bildet eine stabilere, lösesicherere Führung als herkömmliche Gewinde dar.
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Besonders vorteilhaft sind in der beweglichen Backe Stützschrauben geführt, deren freie Enden auf die feststehende Backe geführt sind.
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Damit wird auf einfache Weise ein unerwünschtes Verkanten der beiden Backen verhindert.
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Zweckmäßig hierbei sind zwei identische Stützschrauben vorgesehen.
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Dabei verlaufen die Stützschrauben parallel zur Spannschraube in einer parallel zur Oberfläche des Trägers orientierten Ebene.
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Mit den beiden Stützschrauben werden die Backen mittels zweier beabstandeter Führungselemente geführt, wodurch besonders sicher und einfach ein Verkanten der Backen verhindert wird. Dieser Effekt wird durch die symmetrische Anordnung von Stützschrauben noch weiter verbessert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: Perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung.
- 2: Spannvorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht von oben.
- 3: Spannvorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht auf eine Stirnseite.
- 4: Spannvorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht von unten.
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Die 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der als 5-Achs-Schraubstock 1 ausgebildeten erfindungsgemäßen Spannvorrichtung. Der erfindungsgemäße 5-Achs-Schraubstock 1 wird zum Spannen von Werkstücken in einer Bearbeitungsmaschine, die automatisiert Bearbeitungsvorgänge der Werkstücke ausführt, eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist die Bearbeitungsmaschine als Fräsmaschine ausgebildet. Das im 5-Achs-Schraubstock 1 eingespannte Werkstück wird so positioniert, dass an diesem mit geeigneten Werkzeuge die Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden.
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Der erfindungsgemäße 5-Achs-Schraubstock 1 weist eine Breite von maximal 60 Millimeter auf. Entsprechend den in den 1 bis 3 dargestellten Größenverhältnissen sind die Höhe und Tiefe des 5-Achs-Schraubstocks 1 entsprechend klein. Damit weist der 5-Achs-Schraubstock 1 ein kleines Bauvolumen auf und dementsprechend ein geringes Eigengewicht.
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Zur Durchführung von Spannvorgängen weist der 5-Achs-Schraubstock 1 in an sich bekannter Weise zwei Backen 2a, 2b auf, wobei eine feststehende Backe 2a und eine bewegliche Backe 2b vorgesehen sind.
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Die Backen 2a, 2b sind auf einem Träger 3 gelagert, der plattenförmig ausgebildet ist und eine ebene Oberseite als Auflagefläche für die Backen 2a, 2b aufweist.
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An der Unterseite des Trägers 3 sind, an gegenüberliegenden Rändern des Trägers 3 in dessen Längsrichtung verlaufend, zwei Aussparungen 4 vorgesehen. Die Aussparungen 4 bilden eine Gleitführung für die Backen 2a, 2b, sodass diese in Längsrichtung auf dem Träger 3 verschoben werden können. Hierzu weisen die Backen 2a, 2b an ihren Unterseiten Führungssegmente 5 auf, die in die Aussparungen 4 greifen.
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In den Träger 3 sind zwei Lochreihen 6 eingearbeitet, die sich parallel zueinander in Längsrichtung des Trägers 3 erstrecken. Jede Lochreihe 6 ist von einer Reihenanordnung von identisch ausgebildeten, äquidistant angeordneten Löchem 7 gebildet.
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Weiterhin ist der Träger 3 von Bohrungen 8 durchsetzt, die zum Anschluss des 5-Achs-Schraubstocks 1 an externe Einheiten dienen.
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Die feststehende Backe 2a kann in unterschiedlichen Positionen am Träger 3 fixiert werden. Hierzu sind in zwei Ausnehmungen 9 mit jeweils einer Gewindeführung Stellschrauben 10 gelagert. Jede Stellschraube 10 wird in ein Loch 7 einer Lochreihe 6 eingeführt, wodurch die feststehende Backe 2a am Träger 3 lagefixiert ist.
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Die Backen 2a, 2b sind im vorliegenden Fall zweiteilig ausgebildet, wobei der jeweils obere Teil mittels Schrauben 11 am unteren Teil fixierbar ist.
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Wie insbesondere aus den 1, 3, 4 ersichtlich, sind an den gegenüberliegenden Innenseiten der Backen 2a, 2b Spannbacken 12 gelagert, die zum Spannen eines Werkzeugs dienen. Die Spannbacken 12 sind mit Feststellschrauben 13 an der jeweiligen Backe 2a, 2b lösbar und damit austauschbar befestigt.
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Die Feststellschrauben 13 verlaufen vom Kopf zum freien Ende in einem Neigungswinkel von etwa 10° auf den Träger 3 zu nach unten. Beim Festschrauben der Spannbacken 12 mittels den Feststellschrauben 13 werden diese somit selbstjustierend nach unten in Sollpositionen an der jeweiligen Backe 2a, 2b gezogen.
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Zur Durchführung von Spannvorgängen ist eine Spannschraube 14 vorgesehen. Der Kopf 14a der Spannschraube 14 liegt an der Rückseite der beweglichen Backe 2b frei. Die Spannschraube 14 durchsetzt ein Feingewinde in der beweglichen Backe 2b. Das Ende der Spannschraube 14 ist in einem Gewinde 15 der feststehenden Backe 2a gelagert. Auch dieses Gewinde 15 kann als Feingewinde ausgebildet sein.
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Durch Betätigen der Spannschraube 14 kann die bewegliche Backe 2b in Richtung der feststehenden Backe 2a bewegt werden, wodurch der Spannvorgang bewirkt wird.
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In der beweglichen Backe 2b sind weiterhin zwei Stützschrauben 16 geführt. Die Stützschrauben 16 verlaufen parallel in Abstand zueinander in einer parallel zur Oberseite des Trägers 3 orientierten Ebene. Die Stützschrauben 16 verlaufen unterhalb der Spannschraube 14, wobei deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen.
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Die Stützschrauben 16 stützen sich gegen die feststehende Backe 2a ab und verhindern so ein unerwünschtes Verkanten der Backen 2a, 2b bei der Durchführung von Spannvorgängen.
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Bezugszeichenliste
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- (1)
- 5-Achs-Schraubstock
- (2a)
- feststehende Backe
- (2b)
- bewegliche Backe
- (3)
- Träger
- (4)
- Aussparung
- (5)
- Führungssegment
- (6)
- Lochreihe
- (7)
- Loch
- (8)
- Bohrung
- (9)
- Ausnehmung
- (10)
- Stellschraube
- (11)
- Schraube
- (12)
- Spannbacke
- (13)
- Feststellschraube
- (14)
- Spannschraube
- (14a)
- Kopf
- (15)
- Gewinde
- (16)
- Stützschraube