DE3102800A1

DE3102800A1 - Spannvorrichtung zum spannen von werkstuecken auf dem tisch einer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE3102800A1
Application number: DE19813102800
Authority: DE
Inventors: André 78430 Louveciennes Carossino
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1982-07-08
Also published as: FR2496530B1; DE3102800C2; FR2496530A1

Description

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Anmelder: Andre CAROSSINO, 88, route de la Princesse F 78430 Louveciennes, Frankreich

Bezeichnung Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken der Erfindung: auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine

Beschreibungseinleitunq

Die Erfindung geht aus von einer Spannvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt sind Spannvorrichtungen (FR-Patentanmeldung Nr. 72 09 940/2169 5/6 vom 28. Januar 1972) zum unverrückbaren Halten eines Werkstückes auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine, wie z.B. einer Fräsmaschine, Rohrmaschine, Schnellhoblsr oder dgl. Die Vorrichtung besteht aus einem Spannblock, dessen Unterseite Befestigungsmittel aufweist, die im Querschnitt die Form eines umgekehrten T haben und in entsprechenden Nuten des Maschinentisches varankerbar sind. Der Block ist nach vorne und zumindest teilweise nach oben offen, damit ein Druck- bzw. Spannorgan, das um oine im Block gelagerte Achse verschwsnkbar ist, sich um einen bestimmten Winkel frei verschwenken läßt. Das eigentliche Druckorgan hat hier die Form eines Spannringes mit einem radial aus dem Block horausragenden Druckfinger.

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Gegenüber dem zum Spannen dienenden Finger weist der Spannring eino Verzahnung auf, die mit einer tangential liegenden Einstellschraube sich im Eingriff befindet.

Die Einstellschraube läßt sich mittels eines aus dem Block herausragenden Mehrkantkopfes drehen, was eine Winkel-Veränderung des Spannarmes bewirkt, die dann auf das auf dem Maschinentisch liegende Werkstück drückt. Die derart mittels der Schraube bewirkte Spannkraft drückt punktuell von oben nach unten auf das Werkstück und hält dieses unverrückbar.

Eine Weiterentwicklung vorbeschriebener Vorrichtung ist aus der FR-PS 77 07 067 vom 10. März 1977 bekannt. Hier ist dem den Spannhebel tragenden Spannring ein Hebel in Form eines mit Verzahnung versehenem Sektors zugeordnet. Dieser ist um die gleiche Achse wie der Spannring um einen bestimmten Winkel verschwenkbar. Der Sektor weist im übrigen zum Stellen dienende Bohrungen auf. Die Bohrungen werden von Hand mit entsprechenden Bohrungen in einer, eine Seite des Spannringes verlängernden Fahne gebracht. Der Spannring selbst hat keine Verzahnung. Der Druckdaumen und der Zahnsektor werden durch einen Satz Stifte mit einander gekoppelt. Durch den Zahnsektor mit seinem Hebelram läßt sich eine drei bis viermal so große Spannkraft als mit der erstgenannten Vorrichtung vom Januar 1972 ausüben.

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Mit den bekannten Vorrichtungen (auch nach dem franz. Zusatzpatent 78 01 765 vom 23. Januar 1978) läßt sich dann keine ausreichende Spannkraft ausüben, wenn sehr große Werkstücke gespannt werden sollen, oder wenn diese keine geeigneten Spannflächen haben. In solchen Fällen ist festzustellen, daß, wenn der Druckpunkt des Spannhebels, der Verankerungspunkt des Spannblockes und der Reaktionspunkt im Niveau der Stellschraube in derselben Ebene liegen und ein Drehmoment auf das Werkstück ausgeübt wird, beim Werkstück eine Neigung zu beobachten ist, sich in bezug auf den Spannpunkt zu drehen, der sich dann wie ein Drehpunkt verhält. Dieses Phänomen ist umso ausgeprägter, je länger das Werkstück ist und so wie ein Hebel wirkt, oder wenn die Spannfläche beschädigt bzw. mit einem Schmiermittel versehen ist. Diese Machteile beruhen auf der Tatsache, daß die Spannkraft nur auf einen Punkt wirkt und daß die Spannkraft, wie groß sie auch immer sei, auf eine im Verhältnis zur zu -bearbeitenden Fläche sehr kleine Zone konzentriert ist. Zwar könnte man diesem Nachteil durch Anwendung mehrerer Spannvorrichtungen begegnen, aber dies ist nicht wirtschaftlich, weil mehrere Vorrichtungen anstelle einer einzigen beschafft und angewandt werden müssen. Es erhöhen sich die verlorenen Zeiten für das Montieren, Einstellen und Spannen der Vorrichtungen. Außerdem ist man auch bei kleinen Werkstücken gezwungen, wenigstens zwei Vorrich-

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tungen anzuwenden, wenn das Werkstück über seine Längsarstreckung unterschiedlich dick bzw. hoch ist. Auch dias erhöht die diversen Verlustzeiten bei den Einzel-Vorrichtungen. Schließlich ist der Raumbedarf des Spannhebels insbesondere in Tieflage vielfach für die Werkzeugführung störsnd bzw. hindernd.

Aufgabe der im Patentanspruch 1 definierten Erfindung ist as demnach, die bekannte Spannvorrichtung so waiter zu
entwickeln, daß sie wenigstens zv/ei räumlich getrennte,
nicht in der Ebene der Verankerung bzw. der Spannschraube liegende Spannpunkte aufweist.

Ein besonderer Vorteil der Lösung wird darin gesehen, daß ein einziges Spanngehäuse mit mindestens zwai räumlich
getrennten, entsprechend den Erfordernissen einstellbaran Spannarmen ausgerüstet ist. Außer den niedrigeren Beschaffungskosten für die geringere Anzahl benötigter Vorrichtung is't die Ersparnis an Rüst- und Einstellzeiten beachtlich.

Den Ansprüchen 2 bis 10 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung und weitere erzielte Vorteile
sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs-

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beispielen sowie der Zeichnung zu entnehmen; in dieser zeigen:

Fig. 1 die Grundausführung der Spannvorrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 die Vorrichtung in Seitenansicht, teilweise geschnitten und

Fig. 3 ain zweites Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung, als lotrechter Mittelquerschnitt.

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Figurenbeschreibung

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient nicht nur zum Spannen von Werkstücken auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine, sondern läßt sich auch zum Ermitteln der Festigkeit von Materialien sowie zum Anbringen von Eindrücken auf Teilen anwenden. Gem. Fig. 1 hat die Vorrichtung zunächst einen an sich bekannten Spannblock 1, der im wesentlichen die Form eines Parallelepipeds aufweist, dessen Vorderfläche und Oberfläche 1_? wenigstens teilweise eine Ausnehmung haben, in der sich ein Spannarm 2 durch eine Stell- bzw. Spanneinrichtung um einen bestimmten Winkel verstellen läßt.

Nach dem aus Fig. 2 ersichtlichen Baispiel kann der Spannarm einen Spannring 3 aufweisen, der um eine Achse 4 sich verdrehen läßt, deren beide Enden in nicht dargestellten Lagern drehbar gehalten sind. Diese Lager ruhen in den beiden Wangen 1., des Blockes 1. Ein bestimmter Umfangsbereich 3.. des Spannringes ist mit einer Verzahnung 6 versehen, die in Eingriff steht mit dem Schraubengewinde einer Spindel 7, welche von der Außenseite des Blockes 1 mittels eines Mehrkantkopfes 8 betätigt werden kann. Verzahnung 5 und Spindel 7 sind derart in Eingriff, daß das Drehen der Spindel 7 im einen oder anderen Sinne ein Ver-

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stellen des ,Spannringes 3 um einen bestimmten Winkel bewirkt. Gegenüber der Verzahnung 5 ragt durch die öffnung in der Vorderfläche 1₁ ein als Vorsprung 9 bezeichneter hebelartiger Lappen. Dieser Lappen ist nahe seinem äußeren Ende völlig von einer querliegenden Bohrung 10 durchsetzt, in der eine Spannwelle 11 gelagert ist. Aufgrund eines Stiftes 12, dessen Ende 12.. in eine Vertiefung in der Welle 11 eingreift, macht die Welle 11 die Schwenkung des Spannringes 3 als verbundenes Bauteil mit. Es ist noch zu bemerken, daß der Vorsprung 9 eine schrägliegende Bohrung 13 zum Einführen des Stiftes 12 aufweist.

Auf der, wie beschrieben, festgelegten Spannwelle 11 sind hier als Spannarme 14 bezeichnete Druck- bzw. Spannorgane gleitbar angeordnet. Dis Spannarmo sind in erster Annäherung sichelähnlich gekrümmt geformt und tragen an ihrem äußeren Ende nach unten gerichtete Spanndaumen 14a, während der auf der Welle 11 gelagerte Bereich seitlich einen Bund 15 aufweist. Dieser ist mit einer Radialbohrung 16 versehen, in der sich ein Sperrorgan 17, beispielsweise eine Schraube, anordnen läßt. Dieses Sperrorgan sichert die axiale und winkelmäßige Lage der Spannarme 14, wie nachfolgend erläutert.

Eine Besonderheit der Spannhebel besteht darin, daß si~ nicht direkt in Kontakt mit der Wells 11 stehen. Tatsächlich

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ist jeder Spannarm 14 mit einer Bohrung 18 versehen, deren Durchmesser größer ist als derjenige der Wells 11. Damit ist das Zwischenfügen eines "Freilauf-Ringes" 19 (roue libre) zwischen Welle und Arm möglich. Dieser Freilauf-Ring steht direkt in Kontakt mit der Spannwelle 11 und ist derart eingebaut, daß der mit der Außenpartie des Freilauf-Ringes 19 verbundene Spannarm 14 um die Welle 11 sich nur in nach unten weisender Richtung verdrehen läßt, weil der Freilauf-Ring 19 ein Verdrehen in Richtung nach oben (Pfeil F) verhindert.

Die Lage der Spannarme 14 läßt sich in axialer Richtung auf der Welle 11 verändern, indem man das Sperrorgan 17 lockert " und nach Belieben die Spannarme 14 verschiebt. Die Anordnung der Spannarme 14 in bezug auf die Quermittelebene PM durch die Mitte des Spannblockes 1 kann je nach Typ und Formgestalt des Werkstückes 20 symmetrisch oder auch nicht sein. In jedem denkbaren Falle bilden die Spannpunkte 14.. der Spannarme 14 mit der Achse der Spannschraube 7,8 ein Dreipunkt-System in Form eines stabilen Spann-Polygons, das ein gutes Spannen des Werkstückes ermöglicht, weil eben die beiden Spannpunkte einen beträchtlichen gegenseitigen Abstand haben und nicht in der Mittelebene PM liegen. Bei den bekannten Vorrichtungen lagen Spannpunkt, Verankerung und Spannglied in der gleichen Ebene.

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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß die gegenüber der Spannwelle 11 verschwenkbaren Spannarme 14 gemäß Fig. 2 unterschiedliche Winkelstellungen einnehmen können. Wenn ein stufenförmiges Werkstück 20 zu bearbeiten ist, ermöglicht es die Vorrichtung, den Spannarm 14.. auf Spannfläche 2O₁ und Spannarm 14„ auf Spannfläche 2O_ dieses einen Werkstückes 20 zur Auflage zu bringen. Hierzu genügt es, die Schrauben zu lockern, die Spannarme in Pfeilrichtung F₁ zu schwenken, um nach Auflage auf den zu spannenden Flächen durch einfaches Anziehen der Schrauben 17 die Spannarme wieder festzustellen. Wenn man danach mittels der Spindel 7,8 die Spannarme betätigt, können sich diese nicht durch ihr Eigengewicht verschwenken. Danach erfolgt das eigentliche Spannen durch Drehen der Spindel 7.8. Durch Drehen der Verzahnung des Spannkranzes 3 spannen mit ein und derselben Bewegung beide Spannarme 14.. und 14„ auf verschiedenen Höhen unter progressiver Drucksteigerung dis beiden Spannflächen 2O₁ und 20„. Durch Betätigen der einen Spindel ist somit ein größeres Werkstück mit unterschiedlichen Spannflachen unverrückbar gespannt. Zur Verbesserung des Spannens können die Spannarme 14 mit selbsteinstellendGn Spanntsilen 21 ausgerüstet sein, deren jedes um einen Zapfen 22 verschwenkbar ist. Wenn ein "Eindruck" (empreinte) auf dem Stück angebracht werden soll, bringt man sina Rolle odar sine Kugal

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"tangential" auf dem Stück zur Auflage; auch eine "^iega" (barceau) mit sphärischer Auflage ist hierfür geeignet.

Am Spannblock befindet sich ferner ein an sich bekannter Ankarschuh 24 mit-T-förmigem Querschnitt, der in einer entsprechend dimensionierten Mut im Tisch der Werkzeugmaschine verankerbar ist.

Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung. Hier beinhaltet die Stellsinrichtung einen Kranz 25, der mittels einem Zapfen 26 sich drehen kann, dessen ^nden in Lagern ruhen, die von den Wangen des Spannblockos getragen sind. Dieser Kranz trägt anstelle der Verzahnung 5 gemäß Fig. 2 hier eine Fahne 27, die in das Innere des Blockes ragt. In dieser Fahne 27 befinden sich verschiedene Bohrungen 28, die zur Deckung mit einer Bohrung 29 gebracht werden können, dia ein Zahnteil 30 völlig durchsetzt. Das Zahnteil 30 hat die Aufgabe eines Hebelarmes, wie er aus der FR-Patentanmeldung 77 07 067 vom 10. *4ärz 1977 bekannt ist.

Nach dieser Anordnung kann man das Zahnteil 30 und den Kranz 25 in verschiedenen gegenseitigen Stellungen unverschiabbar miteinander koppeln, indem man einen dann unbeweglichen Stift 31 in Bohrungen 28 und 29 einführt. Das Zahnteil 30 ist offensichtlich um den gleichen Zapfen 26 wie der

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Kranz 25 drehbar, so daß in der jeweils gakoppelten Stellung beido Teile gemeinsam um diese Achso verschwenkbar sind und derart die Bewegung der Spannarme 14 steuern. Die nach hinten weisende Fläche des Zahnteiles 30 träqt die Verzahnung 32. Diese steht in Eingriff mit einer tangential angeordneten Gewindespindel 8, die wie beim Beispiel gemäß Fig. 2 zum Verstellen der Winkellage der Spannarme 14 dient.

Der Kranz 25 hat ebonfalls in bezug auf die Vorderfläche des Blockes 1 nach außen einen Vorsprung 33, der gegenüber der Achse 26 verschwenkbar ist. Der Vorsprung 33 weist eine Bohrung 34 auf, in der die Spannwelle 11 befestigt ist (mittels Stift 12, wie bei Fig. 2 erwähnt wurde).

Die letztbeschriebene Ausgestaltung erbringt den Vorteil, daß sich die neue Spannvorrichtung unschwer den verschiedensten Gegebenheiten anpassen läßt, wobei immer eine entsprechende Winkellage der Spannarme 14 erzielbar ist.

Offensichtlich lassen sich auf einer Spannwelle auch beispielsweise drei oder vier Spannarme anbringen, die verschiedene Winkellagen einnehmen können. Es ist ein Spannen auch komplizierter Werkstücke an von einander entfernten Spannpunkten möglich. Hierdurch ist das früher gefürchtete

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Kippen und Verschwenken des Werkstückes vermieden, das beim Spannen über einen einzigen Spannpunkt auftrat. Der Abstand zwischen den einzelnen Spannpunkten ermöglicht zwischen diesen eine erleichterte Werkzeugführung, zumal sich die Spannpunkte leichter außerhalb der zu bearbeitenden Fläche vorsehen lassen. Dies war unmöglich, so lange der Spannarm in der Achse des Spannblockes lag. Auch ist man nicht mehr gezwungen, im Interesse der Unbeweglichkeit des Werkstückes ein zu großes Spannmoment anzuwenden. Früher konnte dies sogar zur vorzeitigen Zerstörung des Gewindes der Spannschrauben führen.

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Claims

CO8P-028OO Anmelder: Andre CAROSSINO, 88, route de la Princesse F 78430 Louveciennes, Frankreich Bezeichnung Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken der Erfindung: auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine Patentansprüche

1.j Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine mit einem direkt bzw. über ein Zwischenstück auf dem Maschinentisch bafestigbaren Spannblock, von dem Fußteile in T-Nuten des Maschinentisches verhakt sind, welcher Spannblock eine Stelleinrichtung zum Verändern der Winkeleinstellung von mindestens einem auf eine Spannfläche des Werkstückes drückenden Spannarm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei, in einem gewissen gegenseitigen Abstand sowie in bezug auf die lotrechte Quermittelebene.(PM) des Spannblockes (1) entfernt angeordnete Spannarme (14) vorhanden sind.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand zwischen den Spannarmen (14) einstellbar ist.

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3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß die Spannarme (14) auf einer Spannwelle (11) verschiebbar angebracht sind, daß mit dieser Welle ein drehbewegbares Spannteil (Ring 3; Kranz 25), das Bestandteil einer Stellvorrichtung ist, fest verbunden ist und daß zwischen jedem Spannarm (14) und der Spannwelle (11) je ein Freilaufring (19) angeordnet ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jader die Veränderung der Winkeleinstellung der Spannarme (14) gegenüber der Welle (11) ermöglichende Freilaufring (19) derart eingebaut ist, daß die Abwärtsbewegung des vorderen Spannarmendes frei, die Aufwärtsbewegung hingegen gesperrt ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dia Spannarme (14) in einer angehobenen Bereitschaftsstellung haltbar und gegenüber der Welle (11) sowie in bezug auf die Spannwelle (11) durch ein Sparrorgan (z.B. Schraube 17), das einen seitlichen Bund (15) an jedem Snannarm durchsetzt, einstellbar sind.

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6. Spannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannar^e (14) in bezug auf die lotrechte Ouermittelebene (PM) , eintj stabile Dreieck-Anordnung bildend, versetzt
angeordnet sind.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung einen Spannring (3) beinhaltet, der auf einer Achse (4) beweglich ist, deren beide Enden in von den Wangen (13) des Spannblockes (1) getragenen Lagern gelagert sind, daß dieser Spannring (3) einen außen vorstehenden Vorsprung (9) trägt, der eine von der Spannwelle (11) durchsetzte Bohrung (10) aufweist und daß ein Umfangsbereich O₁) dieses Spannringes (3) mit einer Verzahnung (5) versehen ist, die mit einer von der Außenseite des Spannblockes (1) aus zugänglichen und bedienbaren tangentialen Gewindespindel (7) in Eingriff steht.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung gebildet ist aus: 8.1 einem drehbar gelagerten, mit einem nach außen ragenden Vorsprung (33) versehenen Kranz (15) sowie

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8.1.1 siner von der Spannwelle (11) durchsetzten Bohrung (34) im Vorsprung (33) und mit

8.1.2 einer in die dem Vorsprung diametral entgegengesetzte und ins Innere des Blockes weisende Richtung ragenden, mit Bohrungen (28) versehene Fahne (27) ,

8.2 einem hebelarmförmigen Zahnteil (30) mit Bohrungen (29), die mit den Bohrungen (28) zur Deckung verbringbar sind sowie

8.2.1 einem durch entsprechend den gewünschten

Winkellagen von Zahnteil (30) und Fahne (27) am Kranz (25) zur Deckung gebrachte Bohrungen (28;29) steckbaren, unbeweglichen Stift (31) und aus

8.3 einer am Zahnteil (30) angebrachten Verzahnung

(32) , die

8.3.1 mit einer tangentialen, von außen bedienbaren Gewindespindel (8) in Eingriff steht.

9. Spannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Ende des Spannarmes (14) ein einstellbares Spannteil (21) gelenkig angebracht ist.

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10. Spannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Spannarmes eine im Werkstück Eindrucke bewirkende Rolle bzw. Kugel (23) angebracht ist.

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