DE4025530A1 - Spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Fest­ spannen von Werkstücken auf einer Unterlage gemäß Ober­ begriff des Hauptanspruches.

Eine Spannvorrichtung dieser Art ist nach dem DE-GM 78 06 055 bekannt. Spannvorrichtungen dienen insbeson­ dere zum Festspannen von zu bearbeitenden Werkstücken auf Werktischen oder besonders ausgebildeten Werkstück­ gestellen, insbesondere bei der Serienfertigung. Diese Spannvorrichtungen erfüllen hinsichtlich ihrer Betäti­ gung und Spannfunktion die an sie zu stellenden Forde­ rungen einer einwandfreien und dauerhaften Fixierung des Werkstückes auf ihrer Unterlage. Diese einwandfreie Funktion kann allerdings dann beeinträchtigt werden, wenn am betreffenden Werkstück spanabhebende Bearbei­ tungen vorzunehmen sind, wobei durchaus der Fall ein­ treten kann, daß Bearbeitungsspäne in die Verstellme­ chanik derartiger Spannvorrichtungen geraten. Wenn da­ bei feine Späne zwischen die Gelenkglieder gelangen, kann dies zum Verklemmen der Gelenkglieder oder im krassen Fall sogar zur Beschädigung der betreffenden Spannvorrichtung führen, so daß diese ausgetauscht wer­ den muß. Die Möglichkeit, daß Späne in die Betätigungs­ mechanik derartiger Spannvorrichtungen geraten können ist dadurch gegeben, daß diese zwischen den Gabelteilen eines Spannkopfes der Vorrichtung gelagert ist, und der Spalt zwischen den Gabelteilen völlig freiliegt, was auch notwendig ist, da der Stellweg des Spannhebels von seiner Spannstellung bis zur Rückstellposition frei sein muß, um die Schwenkbewegung des Spannarmes über­ haupt bewirken zu können. Aus diesem Grunde ist nach dem eingangs genannten DE-GM 78 06 055 bereits vorge­ schlagen worden, im Bereich des herausragenden Spannar­ mes zwischen den Seitenflanken eine elastische, mit dem Spannhebel hochbiegbare Abdeckung anzuordnen. Da die Öffnungswinkel der Spannhebel mindestens 90° betragen, in der Regel aber noch wesentlich größer sind (bis zu 120°), ist dieses Abdeckelement extremen Wechselbela­ stungen ausgesetzt, die entweder zum baldigen Bruch führen, oder das Abdeckelement trotz seiner Elastizität derart bleibend verformen, daß es in Spannstellung des Spannarmes seine Abdeckfunktion nicht mehr einwandfrei erfüllt. Vermutlich aus diesem Grunde ist deshalb nach der FR-PS 25 50 115 eine vollständige Abkapselung im Kopfbereich solcher Spannvorrichtungen vorgeschlagen worden, die jedoch nur dadurch ermöglicht ist, daß der Spannhebel auf einem seitlich aus dem Kopfstück heraus­ ragenden Gelenkzapfen sitzt, d. h., man mußte hierbei auf die günstigere Doppellagerung beidseitig neben dem Spannarm verzichten. Gleiches gilt für eine Spannvor­ richtung nach der FR-PS 24 27 179. Nach dem gleichen Prinzip wie die Spannvorrichtung gemäß DE-GM 78 06 055 sind Spannvorrichtungen gemäß DE-GM 89 08 289.3 gestal­ tet, wobei jedoch das Abdeckelement in sich gelenkig ausgebildet und/oder am Kopfstück gelenkig gelagert ist. Übersehen ist dabei, daß beim Zurückschwenken, Zu­ sammenfalten oder Zusammenbiegen des Abdeckelementes seitliche Zugänge zum Raum unter dem Abdeckelement ent­ stehen, in den also dadurch ohne weiteres Späne od. dgl. eindringen können. Eine wesentlich bessere Lösung stellt dazu eine Spannvorrichtung nach der DE-PS 36 02 738 dar, bei der der zu schützende Innenraum mit einem vom Spannhebel ausziehbaren Rollo aus geeignetem Material abgedeckt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spann­ vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß unter Beibehaltung der beidseitigen Doppellagerung des Gelenkzapfens für den Spannarm, ohne elastisches Material für das Abdeckelement verwenden zu müssen, eine sichere Abdeckung erreichbar sein soll.

Diese Aufgabe ist mit einer Spannvorrichtung der ein­ gangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung stellt also das Ab­ deckelement im Prinzip einen Schieber dar, der einfach den Bewegungen des Spannarmes folgt, was dadurch be­ wirkt wird, daß dieser in geeigneter Wirkverbindung mit dem Spannarm steht. Wesentlich ist dabei einerseits die Kreisbogenform des Deckelementes und zum anderen das Merkmal, daß dieser kreisbogenförmige Schieber um die Schwenkachse des Spannarmes bewegbar ist, da diese Schwenkachse der einzig stationäre Ort für den Spannarm am Kopfstück der Spannvorrichtung ist. Aufgrund dieser Ausbildung und Zuordnung des Abdeckelementes zum Spann­ kopf wird trotz ständiger Schließ- und Öffnungsvorgänge die Elastizität des Materials des Abdeckelementes in keiner Weise in Anspruch genommen.

Abgesehen davon, daß man das Abdeckelement bezüglich seiner Kreisbogenführung um die stationäre Achse des Spannarmes auch auf andere Weise sicherstellen kann (beidseitig abgewinkelte und die Achse mit Lageraugen umfassende Führungsfahnen), wird jedoch eine Ausbildung bezüglich der Abdeckelementführung derart bevorzugt, daß an den Innenflanken der Gabelteile des Kopfstückes Führungsnuten angeordnet sind, in die die Ränder des Kreisbogenstückes eingreifen, das dann bei dieser Aus­ führungsform praktisch nur im Spalt zwischen den beiden Gabelteilen bewegt wird. Es ist aber auch möglich, den betroffenen Bereich des Kopfstückes bzw. der Gabelteile selbst entsprechend an die Kreisbogenform anzupassen, d. h., das Kreisbogenstück liegt dann auf den kreisbo­ genförmigen Enden des Kopfstückes auf bzw. wird auf diesen verschoben.

Was die Wirkverbindung des Abdeckelementes mit dem Spannarm betrifft, so könnte dieses mit seinem spann­ armseitigen Ende unmittelbar und in geeigneter Weise direkt mit dem Spannarm gekoppelt sein, was aber beson­ dere und noch zu erläuternde Maßnahmen am Abdeckelement verlangt. Diesbezüglich besteht aber eine vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildung darin, daß am achsnahen Teil des Spannarmes ein Mitnehmerfortsatz angeordnet und das Kreisbogenstück an beiden Enden mit Schleppfah­ nen für den zwischen den Fahnen beweglichen Mitnehmer­ fortsatz versehen ist. Bei dieser Ausbildung drückt also der nicht unmittelbar mit dem Abdeckelement gekop­ pelte Spannarm beim Rückschwenken in Öffnungsstellung das Abdeckelement einfach zurück und zwar erst dann, wenn der Spannarm schon weitgehend seine Rück­ stellbewegung vollzogen hat. Damit das Abdeckelement bei Bewegung des Spannarmes in Spannstellung auch das Abdeckelement wieder in seine der Spannstellung ent­ sprechende Position zurückgestellt wird, ist das spann­ armseitige Ende des Abdeckelementes ebenfalls mit einer Schleppfahne versehen, die dann einfach vom in Spann­ stellung gehenden Spannarm bzw. dessen Mitnehmerfort­ satz mitgezogen wird. Möglich ist aber auch, was noch näher erläutert wird, das Abdeckelement durch eine Fe­ der in geeigneter Anordnung ständig gegen den Spannarm gedrückt zu halten.

Um das Abdeckelement bzw. die Länge des Kreisbogens so kurz wie möglich halten zu können (es darf bei Rück­ stellposition nicht mit dem Betätigungsglied - Kolben­ stange des Betätigungszylinders - kollidieren), ist der Spalt zwischen den Gabelteilen auf der spannarmfernen Seite bis zum dort bei Spannstellung befindlichen Ende des Kreisbogenstückes geschlossen ausgebildet. Diese Verschlußwand kann dabei innenseitig zweckmäßig der Kreisbogenkontur des Abdeckelementes angepaßt sein.

Da es bei derartigen Spannvorrichtungen um eine mög­ lichst komplette Abdeckung des Innenraumes im Kopfstück geht, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung ferner darin, daß der Spalt zwischen den Gabelteilen auf der Spannarmseite bis zum Gelenkfortsatz des Spannarmes ge­ schlossen und der dem Ende dieser Verschlußwand benach­ barte Bereich des Gelenkfortsatzes in Form eines Kreis­ bogens ausgebildet ist, welcher Kreisbogen dabei eben­ falls die Schwenkachse des Spannarmes zum Mittelpunkt hat. Wie noch näher zu erläutern sein wird, ergibt sich dadurch auch zur Spannarmseite des Kopfstückes hin eine vollkommene Abdeckung des Innenraumes zwischen den Ga­ belteilen des Kopfstück. Eine Alternative der Ausbil­ dung des Abdeckelementes besteht darin, daß das Kreis­ bogenstück auch aus mindestens zwei relativ zueinander verschieblichen, miteinander wirkverbundenen Teilen ge­ bildet ist und diese in Führungsnuten der Gabelteile geführt sind.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungs­ beispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 die bevorzugte Ausführungsform der Spannvor­ richtung in Schließstellung und in Seitenan­ sicht;

Fig. 2 die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 in Öffnungs­ stellung;

Fig. 3 die Spannvorrichtung gemäß Fig. 2 von der Spannarmseite her gesehen;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Spannvor­ richtung;

Fig. 5 eine besondere Ausführungsform des Kopfstückes und des Abdeckelementes;

Fig. 6 die alternative Ausführungsform des Abdeck­ elementes und

Fig. 7, 8 perspektivisch weitere Ausführungsformen des Abdeckelementes.

Wie aus den Fig. 1, 2 ersichtlich, besteht die Spann­ vorrichtung aus einem gabelartig ausgebildeten Kopf­ stück 1, zwischen dessen Gabelteilen 2 der um eine Achse 3 schwenkbare Spannarm 4 und die diesen schwen­ kenden Gelenk- und Betätigungsglieder 5, 6 (Zwischen­ glied 5 und Kolbenstange 6) gelagert sind, wobei der Raum zwischen den Gabelteilen 2 im Bereich des oberen Kopfstückes 1 mit einem Abdeckelement 7 abgedeckt ist. Wesentlich für eine solche Spannvorrichtung ist nun, daß das Abdeckelement 7 in Form eines Kreisbogenstückes 8 ausgebildet ist, dessen Mittelpunkt M in der Schwenkachse 3 des Spannarmes liegt. Das um den Mittel­ punkt M schwenkbare Kreisbogenstück 8 ist bei dieser Ausführungsform im Spalt 9 (Fig. 3) zwischen den Gabel­ teilen 2 des Kopfstückes 1 geführt. Die Länge des Kreisbogenstückes 8 ist so bemessen, daß mindestens die beiden Gelenke 10, 11 des Gelenkgliedes 11 überdeckt sind. Um das Abdeckelement 7 bzw. das Kreisbogenstück 8 durch den Spannarm 4 entsprechend bewegen zu können, ist das Kreisbogenstück mit seinem spannarmseitigen Ende 12 in Wirkverbindung mit dem achsnahen Teil 4′ des Spannarmes 4 in Wirkverbindung bringbar bzw. mit diesem in Wirkverbindung stehend ausgebildet. Dargestellt ist dabei in den Fig. 1 die Ausführungsform, bei der das Abdeckelement 7 in Wirkverbindung mit dem Spannarm bringbar ist, d. h., das Kreisbogenstück 8 ist nicht un­ mittelbar mit dem Spannarm 4 gekoppelt, sondern am achsnahen Teil 4′ des Spannarmes 4 ist ein Mitnehmer­ fortsatz 14 vorgesehen und das Kreisbogenstück 8 weist an beiden Enden 12, 12′ Schleppfahnen 15 für den zwi­ schen den Fahnen 15 beweglichen Mitnehmerfortsatz 14 auf. Die spannarmferne Schleppfahne 15 ist dabei noch nicht einmal zwingend notwendig, da das Abdeckelement 7 sowieso beim Rückschwenken des Spannarmes 4 in die Öffnungsstellung gemäß Fig. 2 zurückgedrückt wird. Not­ wendig ist aber die Schleppfahne 15 auf der spannarmna­ hen Seite, da durch diese beim Schwenken des Spannarmes 4 in die Spannstellung das Kreisbogenstück 8 wieder mit in die Stellung gemäß Fig. 1 zurückgezogen werden muß.

Gemäß Fig. 4 ist es aber auch möglich, die Rückstellung des Abdeckelementes 8 in Spannstellung durch eine Feder 21 zu bewirken, die das Ende 8′′ des Abdeckelementes 8 ständig gegen den Spannarm 4 gedrückt hält. Fig. 4 ver­ deutlicht dabei gleichzeitig die Möglichkeit der Anpas­ sung des Kopfstückes 1 an die Kreisbogenform des Ab­ deckelementes, das dann nicht mehr im Spalt 9 bewegt wird, sondern über die kreisbogenförmigen Endflächen der Gabelteile 2, die dann die Führungen 13 bilden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann sich dabei die kreisbogen­ förmige Anpassung des Kopfstückes 1 bzw. der Gabelteile 2 nur auf spaltseitige Ränder beschränken, die die Füh­ rungen 13 bilden und die im Bereich 22 in Führungsnuten 13′ übergehen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1-3 wird die Kreisbogenführung des Kreisbogenstückes durch an den Innenflanken 2′ der Gabelteile 2 des Kopfstückes 1 angeordnete Führungsnuten 13′ gewährleistet, in die die Ränder des Kreisbogenstückes 8 eingreifen. Da das Kreisbogenstück 8 in Rücksicht auf eine Kollisionsver­ meidung mit der Kolbenstange 6 nicht beliebig lang ge­ halten werden kann, andererseits aber für eine mög­ lichst komplette Abdeckung des Innenraumes im Kopfstück 1 gesorgt werden soll, ist der Spalt 9 zwischen den Ga­ belteilen 2 auf der spannarmfernen Seite 16 bis zum dort bei Spannstellung befindlichen Ende 12′ des Kreis­ bogenstückes 8 geschlossen ausgebildet. Die Form der dies gewährleistenden Verschlußwand ist dabei im oberen Bereich der Kreisbogenform des Kreisbogenstückes 8 an­ gepaßt und erstreckt sich unmittelbar neben den Füh­ rungsnuten 13′.

Um auch auf der anderen, also der Spannarmseite 16′ des Kopfstückes 1 den lnnenraum zwischen den Gabelteilen 2 möglichst komplett verschließen zu können, ist vorteil­ haft der Spalt 9 zwischen den Gabelteilen 2 auf der Spannarmseite 16′ bis zum Gelenkfortsatz 17 des Spann­ armes 4 geschlossen und der dem Ende 18′ dieser Ver­ schlußwand 18 benachbarte Bereich des Gelenkfortsatzes 17 in Form eines Kreisbogens 19 ausgebildet, der eben­ falls den Mittelpunkt M der Achse 3 zum Zentrum hat. Dieser Kreisbogen 19 streicht also bei Bewegung des Spannarmes 4 unmittelbar am oberen Ende 18′ der Ver­ schlußwand vorbei, wobei selbstverständlich ein mög­ lichst geringes Spiel vorgesehen wird.

Nach dem gleichen Schließprinzip funktioniert auch die alternative Ausführungsform nach Fig. 6, die sich von der vorbeschriebenen nur dadurch unterscheidet, daß das Kreisbogenstück 8 mindestens aus zwei relativ zueinan­ der verschieblichen, miteinander wirkverbundenen Teilen 8′ gebildet ist, die in Führungsnuten 13′ der Gabel­ teile 2 geführt sind.

Eine weitere Ausführungsform des Abdeckelementes 8 ist in Fig. 7 perspektivisch dargestellt, die Nutführungen an den Gabelteilen 2 entbehrlich macht. Das dabei wie dargestellt ausgebildete Abdeckelement 8 sitzt mit sei­ nen Öffnungen 23 mit auf der Schwenkachse 3. Sofern das Kopfstück 1 im Sinne der Fig. 5 gestaltet ist, kann die eigentliche Spaltabdeckfläche F, wie gestrichelt darge­ stellt, über die seitlichen Führungsstege 24 hinausra­ gen und sich damit auf die kreisbogenförmigen Gabel­ teile bzw. auf die Führungen 13 auflegen. Die Öffnungen 23 können mit entsprechenden Ausnehmungen 25 versehen werden und der Spannarm mit kleinen Seitenzapfen (nicht dargestellt), die in diese Ausnehmungen 25 eingreifen und die das ganze Abdeckelement 8 sinngemäß mit ver­ stellen. Eine Direktankopplung des spannarmseitigen En­ des 8′′ an den Spannarm 4 ist dann möglich, wenn man das Abdeckelement 8 im Sinne der Fig. 8 am spannarmfernen Ende gabelartig ausbildet, wobei die Gabelstücke, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet und in dieser Öff­ nungsstellung an der Kolbenstange 6 vorbeigreifen.

Claims (10)

1. Spannvorrichtung, bestehend aus einem gabelartig ausgebildeten Kopfstück (1), zwischen dessen Ga­ belteilen (2) der um eine Achse (3) schwenkbare Spannarm (4) und die diesen schwenkenden Gelenk- und Betätigungsglieder (5, 6) gelagert sind, wobei der Raum zwischen den Gabelteilen (2) im Bereich des oberen Kopfstückes (1) mit einem Abdeckelement (7) abgedeckt ist, das mindestens die beiden Ge­ lenke (10, 11) des Gelenkgliedes (5) überdeckt und das mit dem achsnahen Teil (4′) des Spannarmes (4) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (7) in Form eines Kreisbo­ genstückes (8) ausgebildet ist, dessen Mittelpunkt (M) in der Schwenkachse (3) des Spannarmes (4) liegt und das an den Gabelteilen (2) des Kopf­ stückes (1) in oder auf angepaßt kreisbogenförmi­ gen Führungen (13) geführt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisbogenstück (8) innerhalb des Spaltes (9) zwischen den Gabelteilen (2) des Kopfstückes (1) angeordnet ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelteile (2) des Kopfstückes (1) im Füh­ rungsbereich für das Abdeckelement (7) mindestens spaltseitig eine der Kreisbogenform des Abdeckele­ mentes (7) angepaßte Form aufweisen, an welche Kreisbogenführungen (13) der Gabelteile (2) sich zu den Innenflanken (2′) der Gabelteile (2) offene kreisbogenförmige Nutführungen (13′) anschließen.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (7) unter Spannung einer Fe­ der (21) mit seinem spannarmseitigen Ende (8′′) ge­ gen den achsnahen Teil (4′) des Spannarmes (4) ge­ halten ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenflanken (2′) der Gabelteile (2) des Kopfstückes (1) Führungsnuten (13) angeordnet sind, in die die Ränder des Kreisbogenstückes (8) eingreifen.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am achsnahen Teil (4′) des Spannarmes (4) ein Mitnehmerfortsatz (14) angeordnet und das Kreisbo­ genstück (8) an beiden Enden (12, 12′) mit Schleppfahnen (15) für den zwischen den Fahnen (15) beweglichen Mitnehmerfortsatz (14) versehen ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) zwischen den Gabelteilen (2) auf der spannarmfernen Seite (16) vom unteren Ende (9′) aus bis zum dort bei Spannstellung befindli­ chen Ende (12′) des Kreisbogenstückes (8) ge­ schlossen ausgebildet ist.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisbogenstück (8) mindestens aus zwei relativ zueinander verschieblichen, miteinander wirkverbundenen Teilen (8′) gebildet ist und diese in Führungsnuten (13′) der Gabelteile (2) geführt sind (Fig. 4).

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) zwischen den Gabelteilen (2) auf der Spannarmseite (16′) bis zum Gelenkfortsatz (17) des Spannarmes (4) geschlossen und der dem Ende (18′) dieser Verschlußwand (18) benachbarte Bereich des Gelenkfortsatzes (4′) in Form eines Kreisbogens (19) ausgebildet ist.

10. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisbogenförmig ausgebildete Abdeckele­ ment (7) mit an der Achse (3) des Spannarmes (4) gelagerten Führungsstegen (24) versehen ist.