CH706905B1 - Spannmodul, vorzugsweise für eine Spannvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannmodul mit einem Grundkörper (1) und einer Spannbacke (2), die relativ zum Grundkörper mit einer in diesem eingeschraubten Verspannschraube (3) verstellbar ist, wobei Letztere mit einer zwischen ihr und der Spannbacke (2) angeordneten Druckfeder (14) versehen ist, durch deren Federkraft sich die Spannbacke (2) selbsttätig beim Nachlassen der Verspannkraft nachstellt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Verspannung des Werkstücks auch bei Auftreten von Vibrationen, plastischen Deformationen des Werkstücks und ähnlichen Einflüssen keine Lockerung erfährt, weil die Druckfeder (14) bewirkt, dass die mit dem Federdruck beaufschlagte Spannbacke (2) stets den erforderlichen Verspanndruck auf das eingespannte Werkstück aufrechterhält.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Spannmodul, vorzugsweise für eine Spannvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem Grundkörper und einer Spannbacke, die relativ zum Grundkörper mit einer in diesem eingeschraubten Verspannschraube verstellbar ist.

[0002] Ein bekanntes Spannmodul gemäss der Druckschrift EP-A-1 175 283 wird insbesondere in Mehrfachspannvorrichtungen eingesetzt, mit denen auch geometrisch komplizierte Werkstücke in Werkzeugmaschinen, Bearbeitungszentren oder dergleichen einspannbar sind. Sie ermöglichen mit einfachen Handgriffen eine mehrfache Arretierung an den geeigneten Stellen des Werkstücks. Bei diesem Spannmodul wird die Verspannkraft in der Spannbacke mittels einer Verspannschraube aufgebracht. Das kann zur Folge haben, dass während der Bearbeitung die auf das Werkstück wirkende Verspannkraft abnimmt, weil die dabei auftretenden Kräfte infolge von Vibrationen und/oder plastischen Verformungen des Werkstücks eine Lockerung der Einspannung verursachen. Letzteres ist insbesondere der Fall, wenn die Spannbacke mit einer Prägekontur versehen ist, die beim Verspannungsvorgang in das Werkstück formschlüssig eingreift.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und ein Spannmodul der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen Mitteln eine stets annähernd konstante Verspannkraft gewährleistet.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen der Verspannschraube und der Spannbacke eine diese in Verspannrichtung beaufschlagende Druckfeder angeordnet ist, durch deren Federkraft die Spannbacke stets den erforderlichen Verspanndruck auf das eingespannte Werkstück aufrechterhält.

[0005] Die Druckfeder sorgt dafür, dass die Verspannung des Werkstücks auch bei Auftreten von Vibrationen, plastischen Deformationen des Werkstücks und ähnlichen Einflüssen keine Lockerung erfährt, weil die mit dem Federdruck beaufschlagte Spannbacke selbsttätig den erforderlichen Verspanndruck aufrechterhält.

[0006] Hierbei ist die Druckfeder in einer Ausführungsform der Erfindung mit einem solchen Federhub versehen, dass nach Verspannen des Werkstücks noch ein das Nachspannen ermöglichender Verstellhub vorhanden ist. Die Druckfeder ist vorzugsweise als Tellerfederpaket mit sechs bis zwölf einzelnen Tellerfedern ausgebildet.

[0007] In einer Ausführung der Erfindung ist die Spannbacke im Grundkörper auf einer Stützfläche parallel zur Verspannrichtung verschiebbar. Das bewirkt, dass beim Verspannen des Werkstücks die Spannbacke nur in Längsrichtung, nicht aber höhenmässig, d.h. quer zur Längsrichtung, verstellt wird.

[0008] Zweckmässigerweise sitzt die Druckfeder zwischen dem Schraubenkopf und einer gegen die Spannbacke drückenden Stützscheibe, wobei diese vorzugsweise mit einer annähernd teilkugelförmigen Stützfläche versehen ist, die durch die Druckfeder gegen eine ebenfalls annähernd teilkugelförmige Stützfläche der Spannbacke angedrückt wird. Dadurch ist die Verspannschraube samt Druckfeder winkelmässig relativ zur Spannbacke verstellbar.

[0009] Zu diesem Zweck sieht eine Variante der Erfindung auch vor, dass die Verspannschraube mit radialem Spiel in einer zur Verspannrichtung schrägen Bohrung der Spannbacke geführt ist und in einen annähernd halbkugelförmigen Arretierkörper eingeschraubt ist, der spielfrei in einer ebenfalls annähernd halbkugelförmigen Vertiefung des Grundkörpers gelagert ist.

[0010] Es ist auch zwecks einer sicheren Verspannung des Werkstücks zweckmässig, wenn die Spannbacke mit einer Prägekontur versehen ist, die in das Werkstück eingreift und es damit sicher festhält.

[0011] Der Grundkörper kann auch mit Mitteln zum schnellen Verstellen und Arretieren des Spannmoduls an der Basis einer Mehrfachspannvorrichtung versehen sein.

[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>ein erfindungsgemässes Spannmodul, in der Vorderansicht dargestellt, <tb>Fig. 2<SEP>das Spannmodul nach Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie II–II, <tb>Fig. 3<SEP>eine vergrössert gezeigte Einzelheit der Verspannschraube nach Fig. 2 , <tb>Fig. 4<SEP>einen Schnitt einer Variante des Spannmoduls gemäss Fig. 1 in unverspanntem Zustand, und <tb>Fig. 5<SEP>das Spannmodul nach Fig. 4 in verspanntem Zustand.

[0013] Das Spannmodul gemäss Fig. 1 bis Fig. 3 besteht aus einem Grundkörper 1 und einer Spannbacke 2, die relativ zum Grundkörper 1 mittels einer Verspannschraube 3 verstellbar ist. Der Grundkörper 1 weist Mittel auf, bestehend aus einer Spindel 4 und zwei durch diese festspannbaren Greifbacken 5 und 6 zum schnellen Verstellen und Arretieren des Spannmoduls an der Basis 7 einer Mehrfachspannvorrichtung, wie es beispielsweise in der EP 1 175 283 beschrieben ist.

[0014] Die Verspannschraube 3 ist als Inbusschraube ausgebildet, deren Schraubenkopf 8 mit einem versenkten Sechskantprofil 9 zum Betätigen der Verspannschraube versehen ist. Diese ist mit radialem Spiel in einer schrägen Bohrung 10a, 10b des Grundkörpers 1 geführt und in einem halbkugelförmigen Arretierkörper 11 eingeschraubt, der in einer ebenfalls halbkugelförmigen Vertiefung 12 des Grundkörpers 1 eingebaut und dort mit einer Distanzbüchse 13 gehalten ist.

[0015] Im Bohrungsabschnitt 10a ist zwischen der Verspannschraube 3 und der Spannbacke 2 eine als Tellerfederpaket ausgebildete Druckfeder 14 eingelegt, die sich aus vorzugsweise sechs bis zwölf einzelnen Tellerfedern 15 zusammensetzt. Sie ist einerseits gegen den Schraubenkopf 8 und andererseits gegen die Spannbacke 2 unter Zwischenlegung einer Stützscheibe 16 abgestützt, deren annähernd teilkugelförmige Stützfläche mit dem gleichen Krümmungsradius wie die teilkugelförmige Stützfläche der Spannbacke 2 versehen ist.

[0016] Durch Einschrauben der Verspannschraube 3 in den Arretierkörper 11 des Grundkörpers kann die Spannbacke 2 auf einer in Verspannrichtung verlaufenden Ebene 17 verstellt werden, bis das einzuspannende Werkstück festgespannt ist. Der maximale Verstellhub der Spannbacke 2 ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, in denen die Spannbacken 2 in den beiden Endstellungen des Verstellhubs dargestellt sind.

[0017] Die die Spannbacke 2 beaufschlagende Druckfeder 3 sorgt dafür, dass bei einer Lockerung der Verspannung etwa infolge Vibrationen oder plastischer Verformungen die Spannbacke 2 selbsttätig innerhalb des maximalen Verstellhubs nachgestellt wird, bis die Verspannkraft die von der Druckfeder 3 vorgegebene Stärke wieder erreicht. Dabei ist die Druckfeder so ausgelegt, dass ihre Federkraft auf jeden Fall grösser ist als die Kräfte, die bei der spanabhebenden Bearbeitung des eingespannten Werkstücks entstehen können. Damit ist sichergestellt, dass während des Betriebs das Werkstück sich nicht durch Überwindung der Federkraft lösen kann.

[0018] Andererseits ist der Federhub der Druckfeder so bemessen, dass nach Verspannen des Werkstücks noch ein restlicher Verstellhub vorhanden ist und die Tellerfedern 15 nicht so zusammengedrückt sind, dass sie anschlagen und sich nicht mehr weiter in Verspannrichtung verschieben können.

[0019] Beim Verspannen des Werkstücks bringt es die Verschiebung der Spannbacke 2 auf der waagerechten Ebene 17 mit sich, dass sich die Verspannschraube 3 relativ zur Mittelachse der Bohrung 10a, 10b winkelmässig leicht verstellt, wobei diese Verstellung durch den vorhandenen Spielraum und das Zusammenwirken der teilkugelförmigen Stützscheibe 16 und des halbkugelförmigen Arretierkörpers 11 mit den entsprechenden Stützflächen der Spannbacke 2 und des Grundkörpers 1 ermöglicht wird. Der Umfang der Verstellung ist ersichtlich aus einem Vergleich zwischen den Darstellungen gemäss Fig. 4 und Fig. 5 .

[0020] Das Spannmodul gemäss Fig. 4 und Fig. 5 unterscheidet sich vom Spannmodul nach den Fig. 1 bis Fig. 3 lediglich dadurch, dass bei ersterem die Spannbacke 2 stirnseitig abgestuft ist, wobei die obere Abstufung mit einer Prägekontur 18 versehen ist, die in das einzuspannende Werkstück eindringen kann, um die Verspannung des Werkstückes zu verstärken.

[0021] Es ist ohne weiteres im Rahmen der Erfindung möglich, anstelle des Tellerfederpakets etwa eine schraubenfederartig ausgebildete Druckfeder zu verwenden, sofern sie mit der gleichen Federkraft und dem gleichen Federhub wie das Tellerfederpaket ausgelegt ist. Die Druckfeder kann mit geringem Aufwand in vorhandene Spannmodule eingebaut werden. Es ist auch im Rahmen der Erfindung möglich, sie bei Spannmodulen mit auf einer schrägen Ebene verstellbaren Spannbacken einzusetzen.

[0022] Bei den beschriebenen Ausführungsformen weist die Verspannschraube 3 einen Neigungswinkel von ca. 45° auf relativ zur waagerechten Stützebene 17, auf der die Spannbacke 2 verstellbar ist. Dieser Neigungswinkel kann innerhalb bestimmter Grenzen variieren.

Claims (10)

1. Spannmodul, vorzugsweise für eine Spannvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem Grundkörper (1) und einer Spannbacke (2), die relativ zum Grundkörper mit mindestens einer in diesem eingeschraubten Verspannschraube (3) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verspannschraube (3) und der Spannbacke (2) eine diese in Verspannrichtung beaufschlagende Druckfeder (14) angeordnet ist, durch deren Federkraft die Spannbacke (2) stets den erforderlichen Verspanndruck auf das eingespannte Werkstück aufrechterhält.

2. Spannmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) einen solchen Federhub aufweist, dass nach Verspannen des Werkstücks noch ein das Nachspannen ermöglichender Verstellhub vorhanden ist.

3. Spannmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) durch ein vorzugsweise aus 6 bis 12 Einzelfedern (16) bestehendes Tellerfederpaket gebildet ist.

4. Spannmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacke (2) im Grundkörper (1) auf einer Stützfläche (17) parallel zur Verspannrichtung verschiebbar ist.

5. Spannmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) zwischen einem Schraubenkopf (8) der Verspannschraube (3) und einer gegen die Spannbacke (2) drückenden Stützscheibe (16) eingebaut ist.

6. Spannmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (16) mit einer annähernd teilkugelförmigen Stützfläche versehen ist, die durch die Druckfeder (14) gegen eine ebenfalls annähernd teilkugelförmige Stützfläche der Spannbacke (2) angedrückt wird.

7. Spannmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannschraube (3) mit radialem Spiel in einer zur Verspannrichtung schrägen Bohrung (10a, 10b) der Spannbacke (2) geführt ist und in einen annähernd halbkugelförmigen Arretierkörper (11 eingeschraubt ist, der spielfrei in einer ebenfalls annähernd halbkugelförmigen Vertiefung (12) des Grundkörpers (1) gelagert ist.

8. Spannmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannschraube (3) einen Schraubenkopf (8) mit einem versenkten Sechskantprofil (9) zum Betätigen derselben aufweist.

9. Spannmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacke (2) stirnseitig mit einer Prägekontur (18) versehen ist.

10. Spannmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) mit Mitteln (4, 5, 6) zum Verstellen und Arretieren des Spannmoduls an der Basis (7) der Spannvorrichtung, insbesondere einer Mehrfachspannvorrichtung versehen ist.