DE60313991T2

DE60313991T2 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE60313991T2
Application number: DE60313991T
Authority: DE
Inventors: Yosuke Kobe-shi Haruna
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: EP1552901A4; JP4541144B2; ATE362820T1; CN100577349C; EP1552901B1; DE60313991D1; TW200402345A; AU2003281813A1; WO2004012902A1; EP1552901A1; CN1675026A; US20060055099A1; JPWO2004012902A1; TWI266671B; US7232121B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zum stabilen Befestigen eines beweglichen Elements wie z.B. eines Arbeitswerkstückträgers an einem Bezugselement wie z.B. einem Tisch eines Bearbeitungszentrums durch einen Verjüngungseingriff.
Stand der Technik
Das Dokument JP-A-07-314270 ist ein Beispiel einer Spannvorrichtung dieser Art. Dieser Stand der Technik wird hauptsächlich verwendet, um einen Werkstückträger an einer oberen Oberfläche eines Tischs einer Werkzeugmaschine lösbar zu befestigen.
Ein ringförmiger Steckerteil steht vom Tisch mit einer verjüngten äußeren Umfangsfläche vor, die sich in Richtung seines Vorderendes verschmälert. Andererseits ist der Werkstückträger mit einer verjüngten inneren Umfangsfläche versehen, die mit der verjüngten äußeren Umfangsfläche des Steckerteils in Eingriff kommt. Beim Spannvorgang wird eine in den Steckerteil eingesetzte Stange nach oben getrieben. Dann schiebt der Ausgangsteil der Stange den Werkstückträger über eine Vielzahl von Eingriffskugeln nach unten, so dass die verjüngte innere Umfangsfläche des Werkstückträgers mit der verjüngten äußeren Umfangsfläche des Steckerteils einen Eingriff herstellt.
Im Fall des Standes der Technik wird es, sobald der Werkstückträger beim Spannvorgang einen starken Verjüngungseingriff mit dem Tisch herstellt, zu schwierig, den Verjüngungseingriff beim Ausspannvorgang zu lösen, und daher kann der Werkstückträger nicht vom Tisch getrennt werden.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Bereitstellung einer Spannvorrichtung, mit der ein bewegliches Element wie z.B. ein Werkstückträger leicht von einem Bezugselement wie z.B. einem Tisch getrennt werden kann, und auf die Herstellung einer solchen Spannvorrichtung mit einer kompakten Konstruktion ab.
Das Dokument EP-A-1264658 , das nach dem Prioritätsdatum dieser Anmeldung veröffentlicht wurde, beschreibt eine Spannvorrichtung, bei der eine Zugstange, die mit einem Bezugsring in Eingriff gebracht werden kann, einen scheibenförmigen unteren Teil aufweist, der mit einem Eingriffselement (durch Kugeln gebildet) in Eingriff gebracht werden kann. Eine Übertragungshülse ist zum Bewegen des Eingriffselements zwischen einer gelösten Auswärtsposition und einer Eingriffseinwärtsposition vorgesehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt eine Spannvorrichtung bereit, die eine abzustützende Oberfläche eines beweglichen Elements an einer Stützfläche eines Bezugselements durch Ausrichten des beweglichen Elements auf das Bezugselement befestigt, wobei eine Buchsenbohrung in der abzustützenden Oberfläche des beweglichen Elements mündet, um ein Positionierungsloch und ein Eingriffsloch in dieser Reihenfolge von der Öffnungskante der Buchsenbohrung zu bilden, ein ringförmiger Steckerteil, der in die Buchsenbohrung eingesetzt werden soll, vom Bezugselement in eine Vorderendrichtung vorsteht, ein Pendelelement, das sich diametral ausdehnen und zusammenziehen kann, zwischen dem Steckerteil und dem Positionierungsloch angeordnet ist, und das Pendelelement entweder durch den Steckerteil oder das Positionierungsloch so abgestützt wird, dass es sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs axial hin und herbewegt, und das Pendelelement einen Verjüngungseingriff mit dem anderen durchführt, und eine verjüngte Oberfläche des Pendelelements so ausgebildet ist, dass sie sich in Richtung des Eingriffslochs verschmälert, und ein Vorschubmittel vorgesehen ist, um das Pendelelement in einer solchen Richtung zu bewegen, dass der Verjüngungseingriff festgespannt wird, ein Übertragungselement für eine axiale Bewegung, die in der Vorderendrichtung begrenzt ist, innerhalb eines Vorderendes eines zylindrischen Lochs des Steckerteils montiert ist, wobei eine Stange in das zylindrische Loch so eingesetzt ist, dass sie axial beweglich ist, wobei die Stange in einer Position, die näher am Bezugselement als am Übertragungselement liegt, angeordnet ist, und ein Eingriffselement, das zwischen einer radial äußeren Eingriffsposition und einer radial inneren Löseposition beweglich ist, im äußeren Umfangsraum der Stange angeordnet ist, wobei die Anordnung derart ist, dass:

(a) beim Spannvorgang ein Antriebsmittel, das im Bezugselement vorgesehen ist, die Stange in eine Basisendrichtung zum Bezugselement hin antreibt, wodurch ermöglicht wird, dass ein Ausgangsteil der Stange das Eingriffselement in die Eingriffsposition für den Eingriff des Eingriffselements mit dem Eingriffsloch umstellt, um das bewegliche Element in Richtung des Bezugselements zu bewegen, und ein Übertragungsspalt zwischen einem Schubteil eines Vorderendes der Stange und einem Druckaufnahmeteil des Übertragungselements gebildet wird, und
(b) beim Ausspannvorgang das Antriebsmittel die Stange in die Vorderendrichtung antreibt, wodurch ermöglicht wird, dass das Eingriffselement in die Löseposition umstellt, so dass der Schubteil der Stange eine obere Wand der Buchsenbohrung durch das Übertragungselement schiebt.

Um die vorstehend erwähnten Ziele zu bewerkstelligen, stellt das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Spannvorrichtung bereit, wie nachstehend beschrieben und wie in 1 bis 3, 4A, 4B, 5A und 5B dargestellt.
Das heißt, bei der Spannvorrichtung, die ein bewegliches Element (M) an einem Bezugselement (R) lösbar befestigt, steht ein ringförmiger Steckerteil 21 vom Bezugselement (R) in eine Vorderendrichtung vor. Und eine verjüngte äußere Umfangsfläche 28, 54, die sich zur Vorderendrichtung hin verschmälert, ist an der äußeren Umfangsseite des Steckerteils 21 angeordnet. Das bewegliche Element (M) ist mit einer verjüngten inneren Umfangsfläche 12, 53 versehen, die mit der verjüngten äußeren Umfangsfläche 28, 54 in Eingriff kommt. Ein Übertragungselement 29 wird durch ein Vorderende eines zylindrischen Lochs 21a des Steckerteils 21 abgestützt, so dass es innerhalb eines vorbestimmten Bereichs axial beweglich ist, während eine Stange 31 in das zylindrische Loch 21a so eingesetzt ist, dass sie axial beweglich ist, wobei die letztere in einer Position, die näher am Bezugselement (R) als am Übertragungselement 29 liegt, angeordnet ist. Beim Spannvorgang wird die Stange 31 in eine Basisendrichtung zum Bezugselement (R) hin durch ein Antriebsmittel (D) angetrieben, das im Bezugselement (R) vorgesehen ist, und ein Ausgangsteil 36 der Stange 31 bewegt das bewegliche Element (M) zum Bezugselement (R) hin, und ein Übertragungsspalt (G) wird zwischen einem Schubteil 31a eines Vorderendes der Stange 31 und einem Druckaufnahmeteil 29b des Übertragungselements 29 gebildet. Beim Ausspannvorgang wird die Stange 31 in die Vorderendrichtung durch das Antriebsmittel (D) angetrieben und der Schubteil 31a der Stange 31 schiebt das bewegliche Element (M) durch das Übertragungselement 29.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es beim Ausspannvorgang leicht, das bewegliche Element vom Bezugselement zu trennen, indem der Verjüngungseingriff zwischen der verjüngten äußeren Umfangsfläche und der verjüngten inneren Umfangsfläche gelöst wird, indem das bewegliche Element mit der Stange durch das Übertragungselement geschoben wird.
Da ein Übertragungsspalt zwischen dem Schubteil des Vorderendes der Stange und dem Druckaufnahmeteil des Übertragungselements beim Spannvorgang gebildet wird, läuft außerdem in einer entgegengesetzten Reihenfolge zuallererst die Stange in die Vorderendrichtung durch den Übertragungsspalt ohne irgendeinen zusätzlichen Kontakt beim Ausspannvorgang. Zweitens veranlasst dieser Vorgang, dass die Stange mit dem Übertragungselement in Kontakt kommt, und danach bewegt die Stange das Übertragungselement in die Vorderendrichtung. Mit anderen Worten, beim vorstehend erwähnten Ausspannvorgang soll der Abstand der Bewegung des Übertragungselements, das sich in die Vorderendrichtung bewegt, der Wert sein, der durch Subtrahieren des Abstandes des Übertragungsspalts vom Gesamtabstand, um den sich die Stange in die Vorderendrichtung bewegt, berechnet werden kann. Folglich kann der Vorstehabstand des Übertragungselements verringert werden. Folglich weist das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung den Vorteil auf, dass die Spannvorrichtung in einer niedrigeren und kompakten Konstruktion hergestellt werden kann.
Wie in 2 oder 4A dargestellt, ist es außerdem vorteilhafter, dass ein Passspalt (alpha) zwischen der verjüngten äußeren Umfangsfläche 28, 54 und der verjüngten inneren Umfangsfläche 12, 53 gebildet wird, indem das bewegliche Element (M) beim Ausspannvorgang mit der Stange 31 durch das Übertragungselement 29 geschoben wird.
Wenn der Passspalt (alpha) beim Ausspannvorgang gebildet wird, wie vorstehend beschrieben, kann der Verjüngungseingriff ohne Misserfolg gelöst werden, so dass es leichter wird, das bewegliche Element vom Bezugselement zu trennen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist ferner vorzugsweise ein ringförmiges Pendelelement 23, das sich diametral ausdehnt und zusammenzieht, mit einer inneren Umfangsfläche, die auf den Steckerteil 21 aufgesetzt ist, so dass es sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs axial hin und herbewegt, und einer äußeren Umfangsfläche, die als verjüngte äußere Umfangsfläche 28 dient, versehen, während ein Vorschubmittel 24 vorgesehen ist, um das Pendelelement 23 in einer solchen Richtung zu bewegen, dass der Verjüngungseingriff festgespannt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist alternativ vorzugsweise ein ringförmiges Pendelelement 23, das sich diametral ausdehnt und zusammenzieht, mit einer äußeren Umfangsfläche, die in das bewegliche Element (M) eingesetzt ist, um sich axial innerhalb eines vorbestimmten Bereichs hin und herzubewegen, und einer inneren Umfangsfläche, die als verjüngte innere Umfangsfläche 53 dient, versehen, während ein Vorschubmittel 24 vorgesehen ist, um das Pendelelement 23 in einer solchen Richtung zu bewegen, dass der Verjüngungseingriff festgespannt wird.
Um die vorstehend erwähnten Aufgaben zu bewerkstelligen, stellt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung auch eine Spannvorrichtung bereit, wie nachstehend beschrieben und wie in 1 bis 3, 4A, 4B, 5A und 5B dargestellt.
Das heißt, bei einer Spannvorrichtung, die eine abzustützende Oberfläche (T) eines beweglichen Elements (M) an einer Stützfläche (S) eines Bezugselements (R) durch Ausrichten des beweglichen Elements (M) auf das Bezugselement (R) befestigt, mündet eine Buchsenbohrung 11 in der abzustützenden Oberfläche (T) des beweglichen Elements (M), um ein Positionierungsloch 12 und ein Eingriffsloch 13 in dieser Reihenfolge von der Öffnungskante der Buchsenbohrung 11 zu bilden. Ein in die Buchsenbohrung 11 einzusetzender ringförmiger Steckerteil 21 steht vom Bezugselement (R) in eine Vorderendrichtung vor. Ein Pendelelement 23, das sich diametral ausdehnt und zusammenzieht, ist zwischen dem Steckerteil 21 und dem Positionierungsloch 12 vorgesehen. Das Pendelelement 23 ist durch entweder den Steckerteil 21 oder das Positionierungsloch 12 abgestützt, so dass es sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs axial hin und her bewegt, und das Pendelelement 23 stellt mit dem anderen einen Verjüngungseingriff her. Eine verjüngte Oberfläche 28, 53 des Pendelelements 23 ist so ausgebildet, dass sie sich in Richtung des Eingriffslochs 13 verschmälert, während ein Vorschubmittel 24 vorgesehen ist, um das Pendelelement 23 in einer solchen Richtung zu bewegen, dass der Verjüngungseingriff festgespannt wird. Ein Übertragungselement 29 ist durch ein Vorderende eines zylindrischen Lochs 21a des Steckerteils 21 abgestützt, so dass es innerhalb eines vorbestimmten Bereichs axial beweglich ist, während eine Stange 31 in das zylindrische Loch 21a eingesetzt ist, so dass sie axial beweglich ist, wobei sich die letztere in einer Position, die näher am Bezugselement (R) als am Übertragungselement 29 liegt, befindet. Ein Eingriffselement 34, das zwischen einer radial äußeren Eingriffsposition (X) und einer radial inneren Löseposition (Y) beweglich ist, ist im äußeren Umfangsraum der Stange 31 angeordnet. Ein Antriebsmittel (D), das im Bezugselement (R) vorgesehen ist, treibt die Stange 31 zum Spannen in einer Richtung zum Bezugselement (R) hin an, wodurch ermöglicht wird, dass ein Ausgangsteil 36 der Stange 31 das Eingriffselement 34 in die Eingriffsposition (X) für den Eingriff des Eingriffselements 34 mit dem Eingriffsloch 13 umstellt, um das bewegliche Element (M) zum Bezugselement (R) hin zu bewegen. Andererseits wird ein Übertragungsspalt (G) zwischen einem Schubteil 31a eines Vorderendes der Stange 31 und einem Druckaufnahmeteil 29b des Übertragungselements 29 beim Spannvorgang gebildet. Beim Ausspannvorgang treibt das Antriebsmittel (D) die Stange 31 in die Vorderendrichtung an, wodurch ermöglicht wird, dass das Eingriffselement 34 in die Löseposition (Y) umstellt, gleichzeitig schiebt der Schubteil 31a der Stange 31 eine obere Wand 11a der Buchsenbohrung 11 durch das Übertragungselement 29.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung bewegt sich beim Spannvorgang, das heißt, das bewegliche Element wird am Bezugselement festgespannt, zuerst das bewegliche Element automatisch, während es durch eine Führungswirkung der verjüngten Oberfläche eines Pendelelements ausgerichtet wird, um zu veranlassen, dass eine Achse eines Positionierungslochs des beweglichen Elements mit jener eines Steckerteils des Bezugselements genau zusammenfällt. Zweitens drückt das Pendelelement das Vorschubmittel zusammen und bewegt sich axial, wodurch ermöglicht wird, dass die Stützfläche des Bezugselements die abzustützende Oberfläche des beweglichen Elements aufnimmt und das Pendelelement mit dem Positionierungsloch und dem Steckerteil in engen Kontakt kommt. Folglich wird das bewegliche Element durch den Steckerteil über das Pendelelement sowie durch die Stützfläche eingeschränkt. Folglich kann das bewegliche Element genau positioniert und stabil am Bezugselement befestigt werden.
Außerdem kann beim vorstehend erwähnten Ausspannvorgang das bewegliche Element leicht vom Bezugselement getrennt werden, indem die obere Wand der Buchsenbohrung mit der Stange durch das Übertragungselement geschoben wird, wobei der starke Verjüngungseingriff des Pendelelements gelöst wird.
Da ferner ein Übertragungsspalt zwischen dem Schubteil des Vorderendes der Stange und dem Druckaufnahmeteil des Übertragungselements beim Spannvorgang gebildet wird, läuft in einer entgegengesetzten Reihenfolge zuallererst die Stange in die Vorderendrichtung durch den Übertragungsspalt ohne irgendeinen zusätzlichen Kontakt beim Ausspannvorgang. Zweitens veranlasst dieser Vorgang, dass die Stange mit dem Übertragungselement in Kontakt kommt, und danach bewegt die Stange das Übertragungselement in die Vorderendrichtung. Mit anderen Worten, beim vorstehend erwähnten Ausspannvorgang soll der Abstand der Bewegung des Übertragungselements, das sich in die Vorderendrichtung bewegt, der Wert sein, der durch Subtrahieren des Übertragungsspalts vom Gesamtabstand, um den sich die Stange in die Vorderendrichtung bewegt, berechnet werden kann. Folglich kann der Vorstehabstand des Übertragungselements verringert werden. Folglich weist die zweite Erfindung den Vorteil auf, dass die Spannvorrichtung mit einer niedrigeren und kompakten Konstruktion hergestellt werden kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es vorteilhafter, dass ein Passspalt (alpha) an der verjüngten Oberfläche 28, 53 des Pendelelements 23 gebildet wird, indem das bewegliche Element (M) mit der Stange 31 durch das Übertragungselement 29 geschoben wird, und dass ein Kontaktspalt (beta) zwischen der Stützfläche S und der abzustützenden Oberfläche T gebildet wird.
Wie vorstehend erwähnt, kann mit dem Passspalt an der verjüngten Oberfläche des Pendelelements und dem Kontaktspalt zwischen der Stützfläche und der abzustützenden Oberfläche, die beide beim Ausspannvorgang gebildet werden, der Verjüngungseingriff ohne Misserfolg gelöst werden, so dass das bewegliche Element leicht vom Bezugselement getrennt werden kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist vorzugsweise ferner ein elastisches Element 32 zwischen der Stange 31 und dem Übertragungselement 29 angeordnet, um das Übertragungselement 29 in die Vorderendrichtung zu drücken.
Da es in der letzten Stufe des Spannvorgangs möglich ist, dass das Vorderende des Übertragungselements mit dem beweglichen Element durch das elastische Element in Kontakt steht, kann durch diese Konfiguration die Höhe der Spannvorrichtung verringert werden, indem der Übertragungsspalt vergrößert wird. Da es möglich ist, den Innenraums des Übertragungselements und/oder den Innenraums des Vorderendes der Stange als Raum für das elastische Element zu nutzen, kann ferner die Höhe der Spannvorrichtung weiter verringert werden.
Zusätzlich zu diesem Vorteil ist es bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration bevorzugt, dass das Bezugselement (R) mit einer Zuführungsöffnung 41 für ein Reinigungsfluid versehen ist, dass das Übertragungselement 29 mit einem Ausblasloch 42 für das Reinigungsfluid versehen ist und dass die Stange 31 mit einem Strömungsdurchgang 44 versehen ist, durch den die Zuführungsöffnung 41 und das Ausblasloch 42 miteinander in Verbindung stehen.
Da der Passspalt und der Kontaktspalt zwischen dem Bezugselement und dem beweglichen Element durch das Reinigungsfluid, das durch das Ausblasloch ausgelassen wird, gereinigt werden können, können diese Elemente durch diese Konfiguration ohne Misserfolg miteinander in Eingriff gebracht werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1 ist eine Schnittansicht, bei der ein bewegliches Element beginnt, an einem Bezugselement angebracht zu werden;
2 zeigt, dass das bewegliche Element am Bezugselement angebracht wurde, und diese Figur steht mit 1 in Beziehung;
3 zeigt, dass das bewegliche Element am Bezugselement befestigt wurde, und diese Figur steht mit 1 in Beziehung;
4A und 4B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4A ist eine teilweise Schnittansicht und ist ähnlich zu 2;
4B ist eine teilweise Schnittansicht und ist ähnlich zu 3;
5A und 5B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5A ist eine Schnittansicht ähnlich zu 1;
5B ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptteil von 5A zeigt; und
6A bis 6C sind teilweise Schnittansichten, die jeweils eine erste bis dritte beispielhafte Variation zeigen, wobei diese zu 3 ähnlich sind.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird im Einzelnen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert.
Hier wird ein erstes Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 1 bis 3 erläutert. 1 ist eine Schnittansicht, bei der ein bewegliches Element beginnt, an einem Bezugselement angebracht zu werden. 2 zeigt, dass das bewegliche Element am Bezugselement angebracht wurde. 3 zeigt, dass das bewegliche Element am Bezugselement befestigt wurde.
Zuerst wird die Struktur der Spannvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 erläutert.
Ein Spannwerkstückträger 2 eines Bezugselement (R) wird an einer oberen Oberfläche eines Tischs 1 eines Bearbeitungszentrums sicher installiert. Ein Arbeitswerkstückträger 3 eines beweglichen Elements (M) wird am Spannwerkstückträger 2 durch eine Vielzahl von Spannvorrichtungen 4 mit Bezugsfunktion befestigt. In 1 ist eine der Spannvorrichtungen 4 dargestellt. Obwohl nicht gezeigt, kann eine Vielzahl von Werkstücken an einer oberen Oberfläche des Arbeitswerkstückträgers 3 durch eine Arbeitsklemme befestigt und von dieser gelöst werden.
Die Spannvorrichtung 4 enthält eine Bezugsklemme 5, die am Spannwerkstückträger 2 durch eine Vielzahl von Schrauben (in 1 nicht gezeigt) befestigt ist, und einen Bezugsring 6, der am Arbeitswerkstückträger 3 durch eine Vielzahl von Schrauben (in 1 nicht gezeigt) befestigt ist.
Der Bezugsring 6 weist einen Mittelteil auf, der nach unten vorsteht und dessen untere Oberfläche eine abzustützende Oberfläche (T) bildet, während eine Buchsenbohrung 11 in der abzustützenden Oberfläche (T) mündet. Die Buchsenbohrung 11, die aus dem Bezugsring 6 und dem Arbeitswerkstückträger 3 besteht, enthält das verjüngte Positionierungsloch (verjüngte innere Umfangsfläche) 12 und ein verjüngtes Eingriffsloch 13 in dieser Reihenfolge von der Öffnungskante der Buchsenbohrung 11. Während das verjüngte Positionierungsloch 12 so ausgebildet ist, dass es sich nach oben verschmälert, ist das verjüngte Eingriffsloch 13 so ausgebildet, dass es sich nach unten verschmälert.
Die Bezugsklemme 5 umfasst einen Abdeckungsblock 16, der am Spannwerkstückträger 2 befestigt ist, einen Kolben 17, der hermetisch zwischen den Abdeckungsblock 16 und den Spannwerkstückträger 2 eingesetzt ist, eine hydraulische Kammer 18, die vom Kolben 17 abwärts ausgebildet ist, und eine Spannfeder 19, die zwischen dem Kolben 17 und dem Abdeckungsblock 16 befestigt ist. Hier umfasst die Spannfeder 19 eine Vielzahl von Konustellerfedern, die vertikal übereinander gelagert sind, sie kann jedoch eine Druckschraubenfeder umfassen.
Der Kolben 17, die hydraulische Kammer 18 und die Spannfeder 19 bilden ein Antriebsmittel (D).
Der Abdeckungsblock 16 weist einen Mittelteil auf, von dem ein ringförmiger Steckerteil 21 nach oben vorsteht, und der Steckerteil 21 wird in die Buchsenbohrung 11 eingesetzt. In einer Position radial außerhalb des unteren Abschnitts des Steckerteils 21 steht der Abdeckungsblock 16 geringfügig nach oben vor, von welchem dieser ringförmige Vorsprung eine obere Oberfläche aufweist, die eine Stützfläche (S) bildet.
Der Steckerteil 21 weist einen unteren halben Teil auf, auf den ein ringförmiges Pendelelement 23 aufgesetzt ist, und dieses Pendelelement 23 wird durch eine Vielzahl von Konustellerfedern (Vorschubmittel) 24 nach oben gedrückt und durch einen Haltering 25 begrenzt. Beim ersten Ausführungsbeispiel dienen diese Konustellerfedern 24 als Vorschubmittel.
Insbesondere weist das ringförmige Pendelelement 23 eine innere Umfangsfläche auf, die durch eine gerade Oberfläche 27 gebildet ist, und weist eine äußere Umfangsfläche auf, die durch die verjüngte Oberfläche 28 gebildet ist. Die verjüngte Oberfläche (verjüngte äußere Umfangsfläche) 28 und die gerade Oberfläche 27 können sich diametral ausdehnen und zusammenziehen, indem Schlitze in einer ringförmigen Wand des Pendelelements 23 oder Nuten in der inneren Umfangsfläche desselben (die beide nicht gezeigt sind) vorgesehen sind. Die gerade Oberfläche 27 wird durch eine äußere Umfangsfläche des Steckerteils 21 so abgestützt, dass sie axial beweglich ist. Die verjüngte Oberfläche 28 ist so ausgebildet, dass sie sich nach oben verschmälert, um einen Verjüngungseingriff mit dem verjüngten Positionierungsloch 12 durchzuführen. Ferner ist eine ringförmige Befestigungsnut 26 im Abdeckungsblock 16 entlang des äußeren Umfangs des Steckerteils 21 ausgebildet. Die Konustellerfedern 24 sind in die ringförmige Befestigungsnut 26 eingesetzt und der untere Teil des Pendelelements 23 ist in die Nut 26 eingesetzt.
Ein Übertragungselement 29 ist durch den oberen Endteil eines zylindrischen Lochs 21a des Steckerteils 21 so abgestützt, dass es innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vertikal beweglich ist, und eine Stange 31 ist in das zylindrische Loch 21a unter dem Übertragungselement 29 derart eingesetzt, dass sie sich in der vertikalen Richtung bewegen kann. Der untere Teil der Stange 31 ist mit dem Kolben 17 verbunden.
Das Übertragungselement 29 ist mit einem Federaufnahmeloch 30 mit einer oberen Wand ausgebildet. Eine Vorschubfeder (elastisches Element) 32 ist zwischen der oberen Wand des Übertragungselements 29 und der oberen Stirnfläche der Stange 31 angeordnet. Das Übertragungselement 29 wird durch die Vorschubfeder 32 nach oben gedrückt, ein Flansch 29a schränkt jedoch die Bewegung des Übertragungselements 29 ein, damit sie keinen vorbestimmten Bereich überschreitet. In der Situation, in der das bewegliche Element (M) vollständig vom Bezugselement (R) entfernt ist, wie in 1 gezeigt, steht ein Druckaufnahmeteil 29b, der das untere Ende des Übertragungselements 29 ist, mit dem Schubteil 31a, der das obere Ende der Stange 31 ist, durch das Vorliegen eines Spalts (E) zwischen den beiden nicht in Kontakt.
Der Steckerteil 21 weist einen oberen Teil auf, der mit einer Vielzahl von Eindringlöchern 33 versehen ist, die in einem regelmäßigen Intervall auf dem Umfang beabstandet sind. Jedes der Eindringlöcher 33 stützt eine Eingriffskugel (Eingriffselement) 34 so ab, dass sich die Eingriffskugel 34 zwischen einer radial äußeren Eingriffsposition (X) (siehe 3) und einer radial inneren Löseposition (Y) (siehe 1) bewegen kann.
Das Eindringloch 33 weist einen radial kleineren Teil (in der Figur nicht gezeigt) an seinem äußeren Ende auf, um zu verhindern, dass die Kugeln 34 herausspringen. Eine äußere Umfangsfläche der Stange 31 weist einen oberen Teil auf, an dem eine Ausgangsfläche (Ausgangteil) 36 zum Spannen und eine Rückzugsnut 37 zum Ausspannen mit vertikaler Kontinuität entsprechend jeder der Kugeln 34 ausgebildet sind.
Alternativ können sowohl die Stange 31 als auch der Kolben 17 vielmehr separat ausgebildet und durch Schrauben oder dergleichen verbunden sein als einteilig ausgebildet sein, wie dargestellt.
Ferner ist ein Mittel vorgesehen, das die Passflächen der Spannvorrichtung 4 reinigt. Insbesondere ist der Spannwerkstückträger 2 mit einer Zuführungsöffnung 41 für Druckluft (die als Reinigungsfluid dient) versehen und das Übertragungselement 29 ist mit einem Ausblasloch 42 schräg und nach oben an seinem oberen Teil versehen. Die Zuführungsöffnung 41 steht mit dem Ausblasloch 42 über einen horizontalen Strömungsdurchgang 43 innerhalb der Abdeckungsschraube 16, einen vertikalen Strömungsdurchgang 44 innerhalb der Stange 31 und das Federaufnahmeloch 30 in Verbindung. Der vertikale Strömungsdurchgang 44 ist durch O-Ringe 45 und 46 abgedichtet, die vertikal angeordnet sind. Der horizontale Strömungsdurchgang 43 steht mit der ringförmigen Befestigungsnut 26 in der Mitte in Verbindung.
Es reicht aus, wenn das Ausblasloch 42 in einer Position vorgesehen ist, während vorzugsweise das Ausblasloch 42 in einer Vielzahl von Positionen vorgesehen ist, die auf dem Umfang in einem regelmäßigen Intervall beabstandet sind.
Die Spannvorrichtung 4 arbeitet auf die folgende Weise, wie in 1 bis 3 gezeigt.
In einem durch 1 gezeigten Zustand wird Drucköl durch einen Drucköl-Zuführungs- und -Auslassdurchgang 48 zur hydraulischen Kammer 18 geliefert. Folglich erzeugt die hydraulische Kammer 18 einen Öldruck, durch den der Kolben 17 die Stange 31 gegen die Spannfeder 19 anhebt, und jede Kugel 34 ist der Rückzugsnut 37 zugewandt, so dass sie in die Löseposition (Y) beweglich ist. Außerdem halten die Konustellerfedern (Vorschubmittel) 24 das Pendelelement 23 in einer angehobenen Position.
Und wie in 1 gezeigt, wird, während sich der Arbeitswerkstückträger 3 in Richtung des Spannwerkstückträgers 2 absenkt, ein verjüngtes Führungsloch 11b der Buchsenbohrung 11 durch eine verjüngte Führungsfläche 21b des Steckerteils 21 geführt, was dazu führt, dass veranlasst wird, dass eine Achse der Buchsenbohrung 11 im Wesentlichen mit jener des Steckerteils 21 zusammenfällt.
In dem durch 1 gezeigten Zustand strömt zuerst die Druckluft, die als Reinigungsmittel dient, in die Zuführungsöffnung 41 und tritt dann heftig aus dem Ausblasloch 42 aus. Die ausgelassene Druckluft reinigt eine obere Oberfläche und eine Umfangsfläche der Buchsenbohrung 11 und bläst anschließend nach unten.
Während sich der Arbeitswerkstückträger 3 weiter absenkt, wird das verjüngte Positionierungsloch 12 durch die verjüngte Oberfläche 28 des Pendelelements 23 geführt und anschließend, wie in 2 gezeigt, wird eine obere Wand 11a der Buchsenbohrung 11 mit dem Schubteil 31a der Stange 31 durch das Übertragungselement 29 in Kontakt gebracht, wodurch ermöglicht wird, dass die Stange 31 den Arbeitswerkstückträger 3 aufnimmt.
In einem in 2 gezeigten Zustand strömt die durch das Ausblasloch 42 ausgelassene Druckluft durch den Spalt zwischen der oberen Wand 11a und der oberen Stirnfläche des Steckerteils 21 und reinigt anschließend eine Oberfläche des Eingriffslochs 13, einen Passspalt (alpha) zwischen der verjüngten Oberfläche 28 des Pendelelements 23 und dem verjüngten Positionierungsloch 12 und einen Kontaktspalt (beta) zwischen der Stützfläche (S) und der abzustützenden Oberfläche (T) der Reihe nach und anschließend tritt die Druckluft nach außen aus.
Die in die Befestigungsnut 26 gelieferte Druckluft reinigt auch einen Passspalt der geraden Oberfläche 27 des Pendelelements 23 und einen Passspalt des unteren Teils der verjüngten Oberfläche 28, tritt anschließend nach außen aus.
In dem in 2 gezeigten Zustand tritt das Drucköl in der hydraulischen Kammer 18 durch den Zuführungs- und Auslassdurchgang 48 aus, die Stange 31 senkt sich durch die Spannfeder 19 über den Kolben 17 stark ab. Dann senkt sich zuerst der Arbeitswerkstückträger 3 durch sein Eigengewicht ab, wobei er der sich absenkenden Stange 31 folgt, um das verjüngte Positionierungsloch 12 mit der verjüngten Oberfläche 28 des Pendelelements 23 in Kontakt zu bringen. Dies ermöglicht, dass der Arbeitswerkstückträger 3 die Konustellerfeder 24 durch das Pendelelement 23 geringfügig zusammendrückt und das verjüngte Positionierungsloch 12 bewegt, um zu veranlassen, dass seine Achse mit jener des Steckerteils 21 zusammenfällt.
Im Wesentlichen gleichzeitig, wie in 3 gezeigt, schiebt jede Ausgangsfläche 36 der Stange 31 jede der Kugeln 34 in die radial äußere Eingriffsposition (X) und die radiale Schubkraft wird durch das verjüngte Eingriffsloch 13 in eine Abwärtskraft umgewandelt, so dass sich der Arbeitswerkstückträger 3 durch die starke Abwärtskraft absenkt.
Dann führt das verjüngte Positionierungsloch 12 einen starken Verjüngungseingriff mit der verjüngten Oberfläche 28 des Pendelelements 23 durch, was dazu führt, dass es ausgerichtet wird, wohingegen dies veranlasst, dass die Achse des verjüngten Positionierungslochs 12 genau mit jeder des Steckerteils 21 übereinstimmt und das Pendelelement 23 sich weiter gegen die Konustellerfeder 24 absenkt, wodurch ermöglicht wird, dass die Stützfläche (S) die abzustützende Oberfläche (T) aufnimmt. Folglich wird der Arbeitswerkstückträger 3 durch das Pendelelement 23, das mit dem verjüngten Positionierungsloch 12 durch den Steckerteil 21 radial zusammengezogen wird, horizontal und durch die Stützfläche (S) vertikal eingeschränkt, und folglich kann der Arbeitswerkstückträger 3 genau positioniert und stabil am Spannwerkstückträger 2 befestigt werden.
Dann wird in der Spannsituation, wie in 3 dargestellt, ein Übertragungsspalt (G) zwischen dem Schubteil 31a der Stange 31, die sich durch den Kolben 17 abgesenkt hat, und dem Druckaufnahmeteil 29b des Übertragungselements 29, das sich durch den Arbeitswerkstückträger 3 abgesenkt hat, gebildet.
Um den Ausspannvorgang zu beginnen (siehe 2 und 3), wird das Drucköl zu der in 3 gezeigten hydraulischen Kammer 18 geliefert, um zu veranlassen, dass sich die Stange 31 durch den Kolben 17 anhebt. Das heißt, die Stange 31 läuft nach oben durch den Übertragungsspalt (G) ohne irgendeinen zusätzlichen Kontakt, danach wird ermöglicht, dass jede der Kugeln 34 der Rückzugsnut 37 zugewandt ist, um in die Löseposition (Y) umzustellen (wobei die Kugeln 34 in dieser Figur bereits umgestellt sind), und die Stange 31 wird mit der oberen Wand 11a der Buchsenbohrung 11 durch das Übertragungselement 29 in Kontakt gebracht, um den Arbeitswerkstückträger 3 nach oben zu schieben. Dadurch werden, wie in 2 dargestellt, der Passspalt (alpha), der an einer oberen Seite des Pendelelements 23 gebildet wird, und der Kontaktspalt (beta) an einer oberen Seite der Stützfläche (S) vorgesehen. Folglich kann der Arbeitswerkstückträger 3 leicht vom Spannwerkstückträger 2 entfernt werden.
Beim vorstehend erwähnten Ausspannvorgang soll der Abstand der Bewegung des Übertragungselements 29, das sich nach oben bewegt, der Wert sein, der durch Subtrahieren des Abstandes des Übertragungsspalts (G) (siehe 3) vom Gesamtabstand, um den sich die Stange 31 nach oben bewegt, berechnet werden kann. Folglich kann der Vorstehabstand des Übertragungselements 29 verringert werden. Daher kann die Höhe der Buchsenbohrung 11 auch verringert werden.
Folglich kann die Spannvorrichtung 4 mit einer niedrigeren und kompakten Konstruktion hergestellt werden.
Alternativ können die Vielzahl von übereinander gelagerten Konustellerfedern 24, die das Pendelelement 23 drücken, gegen eine einzelne Feder ausgetauscht werden und ferner können sie gegen eine Druckschraubenfeder oder ähnliche andere Arten von Federn oder Gummi ausgetauscht werden.
4A und 4B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4A ist eine teilweise Schnittansicht, die zeigt, dass der Arbeitswerkstückträger 3 am Spannwerkstückträger 2 angebracht wurde, und ist ähnlich zu 2. 4B ist eine teilweise Schnittansicht, die zeigt, dass der Arbeitswerkstückträger 3 am Spannwerkstückträger 2 befestigt wurde, und diese Figur ist ähnlich zu 3.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind dieselben Bestandteilselemente wie jene beim ersten Ausführungsbeispiel im Prinzip mit denselben Zeichen versehen und dann wird die Erläuterung auf eine von jener des ersten Ausführungsbeispiels verschiedene Konstruktion begrenzt.
Das Positionierungsloch 12 der Buchsenbohrung 11, die im Arbeitswerkstückträger 3 ausgebildet ist, ist gerade. Die gerade Oberfläche an einem Umfang des Pendelelements 23 ist vertikal beweglich und durch das gerade Positionierungsloch 12 abgestützt. Das Pendelelement 23 wird durch das elastische Element 24, das aus Gummi besteht, nach unten gedrückt, und die Absenkung wird durch den Haltering 25, der in einen unteren Teil des Positionierungslochs 12 eingesetzt ist, eingeschränkt. Im Übrigen kann das elastische Element 24 anstelle von Gummi aus einer Feder bestehen.
Das Pendelelement 23 weist eine innere Oberfläche auf, die mit einer verjüngten Oberfläche (verjüngte innere Oberfläche) 53 ausgebildet ist, die einen Verjüngungseingriff mit einer verjüngten äußeren Umfangsfläche 54 des Steckerteils 21 durchführt. Die verjüngte Oberfläche 53 ist so ausgebildet, dass sie sich nach oben verschmälert.
5A und 5B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5A ist eine Schnittansicht ähnlich zu 1. 5B ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptteil von 5A zeigt. Beim dritten Ausführungsbeispiel sind dieselben Bestandteilselemente wie jene im ersten Ausführungsbeispiel im Prinzip mit denselben Zeichen bezeichnet und Konstruktionen, die sich von jener des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden, werden erläutert.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist ein ringförmiger Kolben 70, der als Vorschubmittel dient, unter dem Pendelelement 23 vorgesehen. Insbesondere ist der ringförmige Kolben 70 hermetisch in die Befestigungsnut 26 eingesetzt, die im Abdeckungsblock 16 ausgebildet ist, so dass der ringförmige Kolben 70 vertikal beweglich ist.
Um Druckluft zu liefern, die den ringförmigen Kolben 70 nach oben schiebt, ist eine zweite Zuführungsöffnung 66 im Spannwerkstückträger 2 vorgesehen. Diese zweite Zuführungsöffnung 66 steht mit dem unteren Teil der Befestigungsnut 26 durch einen zweiten horizontalen Strömungsdurchgang 67 in Verbindung, der im Abdeckungsblock 16 ausgebildet ist. Der ringförmige Kolben 70 weist eine Druckaufnahmefläche 72 an seiner unteren Oberfläche auf, die den Druck der von der zweiten Zuführungsöffnung 66 gelieferten Druckluft aufnimmt. Die zweite Zuführungsöffnung 66 ist mit einem Drucksteuermittel (beispielsweise einem Druckregelungsventil) durch eine geeignete Rohrleitung verbunden, die in der Figur nicht gezeigt ist, und dient zum Steuern des Drucks der Druckluft, der auf die Druckaufnahmefläche 72 ausgeübt wird.
Außerdem ist eine Anhebefeder 73 in der unteren Seite des ringförmigen Kolbens 70 vorgesehen. Diese Anhebefeder 73 dient zum Drücken des Pendelelements 23 durch den ringförmigen Kolben 70 nach oben. Die Federkraft dieser Anhebefeder 73 ist jedoch absichtlich schwächer als die Federkraft der Konustellerfedern 24, die beim ersten Ausführungsbeispiel eingeführt wurden.
Gemäß der Konfiguration dieses dritten Ausführungsbeispiels, wie vorstehend erwähnt, ist die Druckaufnahmefläche 72, die den Druck des Druckfluids aufnimmt, am ringförmigen Kolben 70 ausgebildet, der zum Schieben und Bewegen des Pendelelements 23 dient. Mit anderen Worten, der ringförmige Kolben 70 bringt eine Schub- und Bewegungskraft auf das Pendelelement 23 durch Aufnehmen des Drucks der Druckluft, die von der zweiten Zuführungsöffnung 66 geliefert wird, durch die Druckaufnahmefläche 72 auf, so dass sich das Pendelelement 23 anhebt (d.h. die Richtung zum Festpannen des Verjüngungseingriffs zwischen der verjüngten Oberfläche 28 und dem Positionierungsloch 12).
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorschubkraft des Pendelelements 23 von der elastischen Kraft der Konustellerfedern 24 dominiert wird, was dazu führt, dass sie unveränderbar ist, kann folglich beim dritten Ausführungsbeispiel die Vorschubkraft des Pendelelements 23 durch Steuern der Lieferung und des Auslasses der Druckluft an der zweiten Zuführungsöffnung 66 leicht eingestellt werden.
Im Fall des dritten Ausführungsbeispiels ist beispielsweise die folgende Steuerung möglich. Das heißt, beim Starten des Ausspannvorgangs kann die Vorschubkraft des Pendelelements 23 durch Auslassen der Druckluft durch die zweite Zuführungsöffnung 66 verringert werden. Dies verhindert, dass der Arbeitswerkstückträger 3 direkt nach dem Lösen des Arbeitswerkstückträgers 3 von der vertikalen Einschränkung stark geschoben wird und durch das Pendelelement 23 nach oben geschnellt wird. Deshalb erleiden der Arbeitswerkstückträger 3 und ein Werkstück am Arbeitswerkstückträger 3 beim dritten Ausführungsbeispiel keinen unerwarteten Stoß.
Außerdem ist die folgende Steuerung für die Befestigung zwischen dem Arbeitswerkstückträger 3 und dem Spannwerkstückträger 2 beim dritten Ausführungsbeispiel wirksam. Unter der Bedingung, dass die Stützfläche (S) und die abzustützende Oberfläche (T) getrennt sind, wird nämlich angenommen, dass der Druck von der zweiten Zuführungsöffnung 66 aufgehoben wird. Als nächstes wird der Arbeitswerkstückträger 3 zum Absenken gesteuert. Dann führt das Positionierungsloch 12 einen geringfügigen Verjüngungseingriff mit dem Pendelelement 23 durch, das durch eine geringfügige Kraft der Anhebefeder 73 nach oben gedrückt wird, um zu veranlassen, dass sich das Pendelelement 23 absenkt. Anschließend kommen die Stützfläche (S) und die abzustützende Oberfläche (T) miteinander in Kontakt. Danach wird Druckluft zur zweiten Zuführungsöffnung 66 geliefert, um den Druck zu erhöhen, um zu veranlassen, dass sich das Pendelelement 23 durch den ringförmigen Kolben 70 vorschiebt und einen starken Verjüngungseingriff zwischen dem verjüngten Oberflächenteil 28 des Pendelelements 23 und dem Positionierungsloch 12 durchführt. Durch diese Konfiguration wird der Arbeitswerkstückträger 3 horizontal durch den Steckerteil 21 durch das verjüngte Positionierungsloch 12 und das Pendelelement 23 eingeschränkt, das durch den starken Verjüngungseingriff radial zusammengezogen wird.
Mit der Anhebefeder 73 ist es unterdessen möglich, das Pendelelement 23 in einer oberen Position zu halten, selbst wenn die Druckluft nicht gegen den ringförmigen Kolben 70 geliefert wird (d.h. wenn der Druck von der zweiten Zuführungsöffnung 66 nachgelassen wird).
Da die obere Stirnfläche des Pendelelements 23 mit dem Haltering 25 ohne irgendeinen Spalt in Kontakt steht, sollen dadurch Fremdobjekte wie z.B. ein Span nicht zwischen die gerade Oberfläche 27 des Pendelelements 23 und die äußere Umfangsfläche des Steckerteils 21 eintreten. Im Übrigen kann diese Anhebefeder 73 gegen ein Gummielement und dergleichen ausgetauscht werden. Die Anhebefeder 73 kann in Abhängigkeit von der Konfiguration des Spannsystems auch weggelassen werden.
Anstelle der veranschaulichten Druckluft kann ferner Drucköl und ein anderes geeignetes Fluid als Druckfluid verwendet werden, das durch die zweite Zuführungsöffnung 66 geliefert und ausgelassen werden soll.
6A bis 6C sind teilweise Schnittansichten, die jeweils eine erste bis dritte beispielhafte Variation zeigen, die zu 3 ähnlich sind, und die zeigen, dass der Arbeitswerkstückträger 3 am Spannwerkstückträger (in der Figur nicht gezeigt) befestigt wurde. Auch in diesen beispielhaften Variationen sind im Übrigen dieselben Bestandteilselemente wie jene beim ersten Ausführungsbeispiel im Prinzip mit denselben Zeichen bezeichnet und Konstruktionen, die sich von jener des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden, werden hier erläutert.
Die erste beispielhafte Variation von 6A ist folgendermaßen konstruiert.
Das Übertragungselement 29 weist einen unteren Teil auf, der in ein Aufnahmeloch 60 eingesetzt ist, das in einem oberen Teil der Stange 31 ausgebildet ist. Der Schubteil 31a ist durch die untere Wand des Aufnahmelochs 60 ausgebildet und der Druckauf nahmeteil 29b ist durch den unteren Teil des Übertragungselements 29 ausgebildet. Das Übertragungselement 29 ist mit einem Haltering 61 versehen, um zu verhindern, dass sich das Übertragungselement 29 über einen vorbestimmten Bereich hinaus durch die Vorschubfeder (elastisches Element) 32 nach oben bewegt.
Die zweite beispielhafte Variation von 6B wird aus der ersten beispielhaften Variation von 6A mit der folgenden Modifikation gebildet. Das heißt, eine Rückzugsfeder 64 ist zwischen dem oberen Teil des Steckerteils 21 und dem unteren Flansch 63 des Übertragungselements 29 vorgesehen, um das Übertragungselement 29 nach unten zu drücken. Ein oberer Flansch 65 verhindert, dass sich das Übertragungselement 29 über einen vorbestimmten Bereich hinaus nach unten bewegt.
Die dritte beispielhafte Variation von 6C wird durch Weglassen der in 6B dargestellten Rückzugsfeder 64 gebildet und das Übertragungselement 29 wird an der Bewegung über einen vorbestimmten Bereich hinaus durch einen oberen Flansch 65 und einen unteren Flansch 63 gehindert.
Die jeweiligen Ausführungsbeispiele und die jeweiligen beispielhaften Variationen können folgendermaßen modifiziert werden.
Das Bezugselement (R) kann ein Tisch eines Bearbeitungszentrums oder verschiedene Maschinen anstelle des veranschaulichten Spannwerkstückträgers 2 sein. Das bewegliche Element (M) kann auch ein Werkstück anstelle des veranschaulichten Arbeitswerkstückträgers 3 sein. Das Bezugselement (R) und das bewegliche Element (M) können in einer vertikal umgekehrten Weise angeordnet werden und können horizontal oder schräg anstatt vertikal, wie veranschaulicht, miteinander verbunden werden.
Ferner kann eine Spannvorrichtung der vorliegenden Erfindung natürlich nicht nur zum Spannen des Arbeitswerkstückträgers und des Werkstücks, sondern auch einer Metallmatrize, einer Befestigung oder dergleichen verwendet werden. Die Spannvorrichtung kann nicht nur in mehreren Sätzen, sondern auch in nur einem einzigen Satz verwendet werden.
Außerdem kann das Pendelelement 23 der Spannvorrichtung nicht nur aus der veranschaulichten ringförmigen einteiligen Struktur, sondern aus einer Vielzahl von ringförmig angeordneten unterteilten Teilen bestehen.
Außerdem kann das Eingriffselement 34 der Spannvorrichtung eine Klemmhülse, die mit dem geraden Eingriffsloch durch eine Reibungskraft oder eine plastische Verformungskraft in Eingriff steht, anstelle der veranschaulichten Kugel, die mit dem verjüngten Eingriffsloch in Eingriff steht, sein. Die Spannvorrichtung kann zum Spannen durch eine Fluiddruckkraft wie z.B. Öldruck und Luftdruck anstelle der Federkraft angetrieben werden.
Das Pendelelement 23 kann weggelassen werden. In diesem Fall wird im Fall des ersten Ausführungsbeispiels, wie in 1 bis 3 dargestellt, die verjüngte äußere Umfangsfläche 28 einteilig mit der äußeren Umfangsfläche des Steckerteils 21 ausgebildet, während im Fall des zweiten Ausführungsbeispiels, wie in 4A und 4B dargestellt, die verjüngte innere Umfangsfläche 53 einteilig mit der Buchsenbohrung 11 ausgebildet wird.
Sowohl die verjüngte äußere Umfangsfläche 28, die einteilig mit dem Steckerteil 21 ausgebildet ist, als auch die verjüngte innere Umfangsfläche 53, die einteilig mit der Buchsenbohrung 11 ausgebildet ist, sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine elastische Verformung in der axialen und radialen Richtung ermöglichen, indem beispielsweise ein hohler Teil darin vorgesehen wird.

Claims

Spannvorrichtung, die eine abzustützende Oberfläche (T) eines beweglichen Elements (M) an einer Stützfläche (S) eines Bezugselements (R) durch Ausrichten des beweglichen Elements (M) auf das Bezugselement (R) befestigt, wobei eine Buchsenbohrung (11) in der abzustützenden Oberfläche (T) des beweglichen Elements (M) mündet, um ein Positionierungsloch (12) und ein Eingriffsloch (13) in dieser Reihenfolge von der Öffnungskante der Buchsenbohrung (11) zu bilden, ein in die Buchsenbohrung (11) einzusetzender ringförmiger Steckerteil (21) vom Bezugselement (R) in Richtung einer Vorderendrichtung vorsteht, ein Pendelelement (23), das sich diametral ausdehnen und zusammenziehen kann, zwischen dem Steckerteil (21) und dem Positionierungsloch (12) angeordnet ist und das Pendelelement (23) durch entweder den Steckerteil (21) oder das Positionierungsloch (12) so abgestützt wird, dass es sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs axial hin und herbewegt, und das Pendelelement (23) einen Verjüngungseingriff mit dem anderen durchführt, und eine verjüngte Oberfläche (28, 53) des Pendelelements (23) so ausgebildet ist, dass sie sich in Richtung des Eingriffslochs (13) verschmälert, und ein Vorschubmittel (24) vorgesehen ist, um das Pendelelement (23) in einer solchen Richtung zu bewegen, dass der Verjüngungseingriff festgespannt wird, ein Übertragungselement (29) für eine axiale Bewegung, die in der Vorderendrichtung begrenzt ist, innerhalb eines Vorderendes eines zylindrischen Lochs (21a) des Steckerteils (21) montiert ist, wobei eine Stange (31) in das zylindrische Loch (21a) so eingesetzt ist, dass sie axial beweglich ist, wobei die Stange (31) in einer Position angeordnet ist, die näher am Bezugselement (R) als am Übertragungselement (29) liegt, und ein Eingriffselement (34), das zwischen einer radial äußeren Eingriffsposition (X) und einer radial inneren Löseposition (Y) beweglich ist, im äußeren Umfangsraum der Stange (31) angeordnet ist, wobei die Anordnung derart ist, dass: (a) beim Spannvorgang ein Antriebsmittel (D), das im Bezugselement (R) vorgesehen ist, die Stange (31) in einer Richtung zu einer Basisendrichtung zum Bezugselement (R) hin antreibt, wodurch ermöglicht wird, dass ein Ausgangsteil (36) der Stange (31) das Eingriffselement (34) in die Eingriffsposition (X) für den Eingriff des Eingriffselements (34) mit dem Eingriffsloch (13) umstellt, um das bewegliche Element (M) in Richtung des Bezugselements (R) zu bewegen, und ein Übertragungsspalt (G) zwischen einem Schubteil (31a) eines Vorderendes der Stange (31) und einem Druckaufnahmeteil (29b) des Übertragungselements (29) ausgebildet ist, und (b) beim Auspannvorgang das Antriebsmittel (D) die Stange (31) zur Vorderendrichtung hin antreibt, wodurch ermöglicht wird, dass das Eingriffselement (34) in die Löseposition (Y) umstellt, so dass der Schubteil (31a) der Stange (31) eine obere Wand (11a) der Buchsenbohrung (11) durch das Übertragungselement (29) schiebt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei beim Auspannvorgang die Stange (31) das bewegliche Element (M) durch das Übertragungselement (29) schiebt, um einen Passspalt (α) an der verjüngten Oberfläche (28, 53) des Pendelelements (23) und einen Kontaktspalt (β) zwischen der Stützfläche (S) und der abzustützenden Oberfläche (T) zu bilden.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein elastisches Element (32) zwischen der Stange (31) und dem Übertragungselement (29) angeordnet ist, um das Übertragungselement (29) zur Vorderendrichtung hin zu drücken.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bezugselement (R) mit einer Zuführungsöffnung (41) für ein Reinigungsfluid versehen ist, während das Übertragungselement (29) mit einem Ausblasloch (42) für das Reinigungsfluid versehen ist, und die Stange (31) mit einem Strömungsdurchgang (44) versehen ist, durch den die Zuführungsöffnung (41) und das Ausblasloch (42) miteinander in Verbindung stehen.