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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum reproduzierbar, lagengenauen Festspannen von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Spannvorrichtungen sind bereits beispielsweise als Nullpunktspannsysteme bekannt, welche Rüstkosten reduzieren und Fertigungszeiten minimieren können, da sich mit ihnen Werkstücke, Vorrichtungen und Spannmittel in einem Arbeitsgang schnell und präzise positionieren, fixieren und spannen lassen. Besonders bei Kleinserien und großer Variantenvielfalt der Werkstücke kommt dieser Vorteil zum Tragen.
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Eine Spannvorrichtung ist beispielsweise mit dem Gegenstand der Gebrauchsmusterschrift
DE 90 01 903 U1 bereits bekannt geworden. Hierbei wird zum Festspannen von Formplatten eine lagengenaue Verbindung zu einer Grundplatte mithilfe einer Zentrierhülse und einem Zentrierkörper hergestellt. Mit der
2 wird eine Grundplatte gezeigt, welche Bohrungen zur Aufnahme der Zentrierkörper aufweist. Durch die zahlreiche und unterschiedliche Anordnung der Bohrungen in der Grundplatte ist es nun möglich, die Zentrierkörper zusammen mit der Formplatte zu verbinden. Dies ist immer dann notwendig, wenn unterschiedliche Formplatten auf der gleichen Grundplatte lagengenau angeordnet werden sollen. So kann stets die gleiche Grundplatte für unterschiedliche Formplatten verwendet werden.
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Mit der Druckschrift
DE 199 21 270 A1 wird ein Spannsystem mit Einzugnippel und Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken gezeigt. Gemäß den Figuren ist stets ein Nippel dargestellt, welcher in einer Formplatte gehalten wird. Alle Ausführungsformen zum Spannen von Platten sehen vor, dass in der Platte mindestens eine Durchgangsbohrung angeordnet ist, in welche der Nippel durch unterschiedliche Anzugselemente gehalten wird. Dies stellt den wesentlichen Nachteil dar, dass bei diesen Ausführungsformen aufgrund der Durchgangsbohrung beide Seiten beansprucht sind. Wird nun beispielsweise die Platte als Formeneinsatz verwendet, so kann die gesamte obere Fläche der Spannplatte nicht für Formkonturen verwendet werden, da sie durch die Durchgangsbohrungen unterbrochen ist.
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Mit der
DE 197 16 800 wird eine Vorrichtung zur Befestigung eines Werkstückes mittels eines Einzugsnippels und einem Schnellspannzylinder offenbart. Ein Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, dass auf eine Palette mit den zugeordneten Spannmitteln verzichtet werden kann. Der Schnellspannzylinder weist ein Federpaket auf, welches den Einzugsnippel nicht nur festhält, sondern auch einzieht. Hierfür bedarf es jedoch eine sehr aufwendige Federpaket-Konstruktion, welche insbesondere viel Bauraum beansprucht. Auch lässt die Federkraft mit der Zeit nach, so dass ein gleich bleibendes Anzugsmoment nicht gewährleistet ist.
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Mit der Druckschrift WO 2014 / 023 442 A1 wird eine Verbindungsvorrichtung beschrieben, welche aus einer Spannvorrichtung und einem Nippel besteht. Zur sauberen Fixierung der beiden Bauteil wird eine erste Passung benötigt, welche mit dem unteren zylindrischen Abschnitts und der Bohrung der Spannplatte zusammenwirkt und eine zweite Passung im kegelstumpfförmigen oberen Abschnitt benötigt, welche mit einer weitere Passung für das Bauelement zusammenwirkt. Insbesondere die Passung im kegelstumpfförmigen Abschnitt ist sehr aufwändig herzustellen. Die Passung sollte hierbei stets so ausgeführt sein, dass die Buchse das Bauelement sowohl in der Höhe (vertikal), als auch in horizontaler Richtung genau gegenüber der Spannplatte ausrichtet. Für ein „sattes“ Aufliegen der Spannvorrichtung auf der Spannplatte müsste der Konus der Buchse null Toleranzen aufweisen. Dies ist jedoch fertigungstechnisch nicht möglich.
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Mit der US 2005 / 0 056 985 A1 wird eine Spannvorrichtung offenbart, welche zum reproduzierbaren, lagengenauen Festspannen von Werkstücken geeignet ist. Die Spannvorrichtung besteht aus einem Zentrierkörper, in welchen ein Nippel eingreift und durch Arretierelemente lösbar mit diesem verbunden ist, wobei der Nippel mit dem Werkstück und der Zentrierkörper mit einer Grundplatte verbunden ist. Bei allen Ausführungsbeispielen sind mindestens vier Schrauben für die Befestigung des Zentrierkörpers in der Grundplatte notwendig. Betrachtet man beispielsweise die 17, so sind für die Anordnung der Spannvorrichtung auf der Grundplatte mindestens vier Gewindebohrungen notwendig, welche radial versetzt sind, um die Spannvorrichtung auf der Grundplatte anzuordnen. Dies stellt ein Nachteil dar, denn somit wird viel Platz und ein aufwändiges Bohrbild benötigt, um dort beschriebene Spannvorrichtung auf der Grundplatte anzuordnen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Spannvorrichtung bereit zu stellen, mit welcher auf einfache Weise eine Werkstückplatte bzw. ein Werkstück nur über eine Fläche zentrierbar und spannbar gegenüber einer Grundplatte ist.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass eine Spannvorrichtung mindestens drei Passungen aufweist, wobei die erste Passung zwischen einer Grundplatte und einem Zentrierkörper, die zweite Passung zwischen dem Zentrierkörper und einem Nippel und die dritte Passung zwischen dem Nippel und einem Werkstück angeordnet ist.
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Dadurch ist es möglich ein Nullpunktspannsystem bereit zustellen, welches eine flexible und besonders lagengenaue Anordnung eines oder mehrere Werkzeuge auf einer Grundplatte ermöglicht.
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Bei den Passungen handelt es sich um radiale Passungen, welche die einzelnen Bauteile in radialer Richtung ausrichten. Die axiale Befestigung erfolgt über Gewinde.
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Durch den Einsatz von Sacklochbohrungen mit Passungen und Gewinden, sowohl auf der Grundplattenseite, als auch auf der Werkstückseite ist eine einfache und kostengünstige Montage der Spannvorrichtung möglich. Dies ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt, da dieser Federpaketsysteme vorsah, welche sehr aufwändig in speziellen Ausnehmungen gehalten werden.
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In einer ersten Ausführungsform ist ausgehend von einer Grundplatte ein Zentrierkörper über ein Gewinde und eine radiale Passung innerhalb der Grundplatte lagengenau gehalten. Der Zentrierkörper weist mindestens ein Arretierelement und eine Passung für die lagengenaue Halterung eines Nippels auf. Der Nippel weist wiederum auf seiner gegenüber liegenden Seite eine weitere Passung und einem Gewinde auf, welche mit einer Passung und einem Gewinde eines Werkstückes zusammen wirken.
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Durch das Vorhandensein von drei Passungen, welche zwischen Grundplatte - Zentrierkörper, Zentrierkörper - Nippel und Nippel - Werkstück angeordnet sind, wird eine sichere und lagengenaue Halterung des Werkstückes auf der Grundplatte erreicht.
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Die vorliegende Erfindung möchte sich keinesfalls auf jeweils einen Nippel und einen Zentrierkörper beschränken. Vielmehr können eine Vielzahl von Nippeln und Zentrierkörpern vorliegen. Durch die Anordnung von mehreren Zentrierkörpern, welche mit mehreren Nippeln zusammenwirken, wird die einwirkende Kraft verteilt. Dies ermöglicht eine Reduzierung des Bauraumes und des Gewichts.
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Des Weiteren kann die Bauhöhe eingespart werden, denn das Werkstück kann nun unmittelbar klemmend mit dem Einzugsnippel verbunden werden - eine zwischenliegende Werkstückpalette kann entfallen.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es nun möglich, einen Nippel nur einseitig in dem Werkstück zu halten, wodurch das Werkstück an allen übrigen Seiten frei ist. Dies war aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt, da hier der Nippel stets in einer Durchgangsbohrung angeordnet war und somit mindestens zwei Seiten belegt waren.
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In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Nippel als Einzugsnippel ausgebildet und ist geeignet in einen Zentrierkörper einzugreifen. Der Nippel weist einen unteren Teil mit einer ringnutartigen Ausnehmung auf, in welche das mindestens eine Arretierelement eingreifen kann. Im oberen Teil des Nippels weist dieser ein Aussengewinde und einen Abschnitt mit einer Passung auf.
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Durch die Anordnung von radialen Arretierelementen innerhalb eines Zentrierkörpers, welche mit der Ringnut an dem Nippel zusammenwirken, ist es nun möglich eine sichere Anordnung des Werkstückes gegenüber der Grundplatte zu erreichen.
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Die Klemmung ist zwischen dem Nippel und den Arretierelementen einfach lösbar ausgebildet, so dass der Nippel innerhalb kürzester Zeit aus dem Zentrierkörper herausgezogen werden kann.
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Der obere Nippelkörper weist eine Passung und ein Gewinde auf, welche mit einer Passbohrung und einem Gewinde im Werkstück zusammenwirken. Hierdurch wird der Nippel gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück exakt ausgerichtet.
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Der Nippel wird in ein Werkstück eingesetzt, welches sämtliche Formen aufweisen kann. Bevorzugt ist das Werkstück plattenförmig ausgebildet. Dies können beispielsweise Formplatten, Formeinsätze oder Schieberplatten sein. Entscheidend ist, dass durch die erfindungswesentliche Spannvorrichtung lediglich eine Fläche des Werkstückes zum Spannen verwendet wird.
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Ferner können die Werkstücke in sämtlichen Materialien ausgefertigt sein, beispielsweise sieht die Erfindung eine Ausfertigung aus Stahl, Aluminium, Kunststoff oder dergleichen vor.
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Das Werkstück weist mindestens eine Passbohrung auf, welche mit einer Passung des Nippels zusammenwirkt. Darüber hinaus ist im Bereich der Passbohrung des Werkstückes ein Innengewinde angeordnet, welches mit einem Aussengewinde des Nippels zusammenwirkt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Arretierelemente als Kugeln ausgebildet, welche in die ringnutartige Ausnehmung des Nippels eingreifen. Es sind jedoch auch andere Arretierelemente, wie beispielsweise Gewindestifte möglich. Generell können alle Arretierelementformen eingesetzt werden, welche mit der Ausnehmung des Nippels zusammenwirken.
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Der Zentrierkörper ist bevorzugt als Schnellspannzylinder und zweiteilig ausgebildet. Er kann als Einbau- oder Aufbau-Schnellspannzylinder vorliegen. Ausgehend von einem zylindrischen Zentrierkörper ist axial verstellbar eine Hülse angeordnet. Die Verstellung erfolgt bevorzugt über ein Gewinde. So weist der Zentrierkörper ein Außengewinde auf, während die Hülse ein Innengewinde aufweist.
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Es sind jedoch auch andere Verstellmechanismen, wie beispielsweise eine Federkraft, eine pneumatische oder hydraulische Verstellung möglich.
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Die Verstellung kann über Ausnehmungen in der Hülse erfolgen, in welche ein Werkzeug einsteckbar ist. Durch eine radiale Verdrehung der Hülse gegenüber dem Zentrierkörper findet eine fortlaufend wendelartige Bewegung statt. Die Hülse bewegt sich dann gegenüber dem Zentrierkörper entweder nach oben oder unten.
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Durch die manuelle, axiale Verstellung der Hülse gegenüber dem Zentrierkörper wird das Arretierelement aufgrund der besonderen Ausbildung der Hülseninnenseite gezielt in die Ausnehmung im Nippel gedrängt bzw. bewegt. Dadurch ist die Spannkraft des Nippels innerhalb des Zentrierkörpers variable einstellbar.
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Der Zentrierkörper weist im unteren Bereich ein Aussengewinde auf und die Grundplatte eine zylindrische Ausnehmung mit einem Innengewinde.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Zentrierkörper und der Grundplatte eine Verlängerung angeordnet, wodurch der Abstand des Werkstückes gegenüber der Grundplatte vergrößert wird. Diese Verlängerung wird beispielsweise bei einer 5-Seiten-Bearbeitung des Werkstückes verwendet, da somit eine erforderliche Beabstandung zwischen der Grundplatte und dem Werkstück erreicht wird.
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Der Zentrierkörper weist sowohl im oberen Bereich, als auch im unteren Bereich Passungen auf, welche mit dem Nippel und der Grundplatte zusammenwirken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Bohrungen schmetterlingsartig auf der Grundplatte angeordnet. Damit ist es nun möglich, unterschiedliche Formplatten lagengenau und wiederholbar auf der Grundplatte zu positionieren. So kann die Grundplatte stets auf der Maschine verbleiben, während unterschiedliche Formplatten bzw. unterschiedliche Werkzeugplatten auf der Grundplatte über die erfindungswesentliche Spannvorrichtung angeordnet werden.
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Allen Ausführungsbeispielen ist im Übrigen gemeinsam, dass das Werkstück Nullpunkt-orientiert gespannt wird, d. h., dass das Werkstück lagerichtig zu der Montagelage des Zentrierkörpers gespannt wird. Es wird somit eine Referenzlinie oder eine Bezugslinie geschaffen, die sowohl dem Zentrierkörper als auch dem Einzugsnippel als auch dem Werkstück gemeinsam ist, und als deren Längsmittenlinien ausgebildet sind, wodurch eine einzige Referenzlinie ausreicht, das Werkstück hochgenau zu bearbeiten. Diese Referenzlinie stimmt mit der Bearbeitungsreferenzlinie in der Werkstückbearbeitungsmaschine überein, und diese wiederum wird von der Steuerung erfasst und als Referenzlinie angesehen. Durch den Einsatz von mindestens 2 Spannvorrichtungen wird zusätzlich eine Verdreh- Sicherung des Werkstückes erreicht.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: schematische Darstellung der erfindungswesentlichen Spannvorrichtung
- 2: schematische Darstellung der Spannvorrichtung zwischen einem Werkstück und der Grundplatte
- 3: Darstellung der Spannvorrichtung, wobei die Grundplatte vorbereitet ist, zur Aufnahme der beabstandeten Werkzeugplatte
- 4: mit der 4 wird die Spannvorrichtung gezeigt, wobei die Nippel des Werkstückes in den Zentrierkörper eingesetzt sind
- 5: mit der 5 wird die Spannvorrichtung gezeigt, wobei die Arretierelemente in die Ausnehmung des Nippels fixiert sind
- 6: mit der 6 wird eine Draufsicht des Werkstückes bzw. der Grundplatte dargestellt
- 7: mit der 7 wird die erfindungswesentliche Spannvorrichtung mit einer Verlängerung dargestellt
- 8: Darstellung der Spannvorrichtung mit Nippel und Zentrierkörper
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Mit der 1 wird die erfindungswesentliche Spannvorrichtung 1 gezeigt, welche aus einem Nippel 3 und dem Zentrierkörper 10 besteht. Der Nippel 3 ist zylindrisch ausgebildet und greift in eine Ausnehmung in den Zentrierkörper 10 ein.
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Der bevorzugt zylindrisch ausgebildete Zentrierkörper 10 weist in seinem unteren Bereich eine Passung 12 auf, welche mit einer Passbohrung 6 in der Grundplatte 4 zusammenwirkt. Unterhalb der Passung 12 des Zentrierkörpers 10 befindet sich ein Aussengewinde 13, welches so ausgebildet ist, dass es mit einem Gewinde 7 im Bereich der Bohrung 6 in der Grundplatte 4 zusammenwirkt. Durch die Passbohrung 6 und die Passung 12 und die Gewinde 13, 7 findet eine lagengenaue Positionierung des Zentrierkörpers 10 im Bereich der Grundplatte 4 statt.
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Der zylindrische Zentrierkörper 10 ist über eine Gewinde 32 mit dem Gewinde 14 einer Hülse 15 verbunden. Die Hülse 15 ist somit axial gegenüber dem Zentrierkörper 10 verbunden. Durch die axiale Verschiebung der Hülse 15 werden die Arretierelemente 5 festgelegt bzw. freigegeben.
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Die Hülse 15 weist in ihrem Innenraum eine Konturfläche 16 auf, wodurch eine gezielte radiale Bewegung des Arretierelementes 5 gesteuert wird. Findet nun eine Verschiebung der Hülse 15 nach unten gegenüber dem Zentrierkörper 10 über die Gewinde 14, 32 statt, so werden aufgrund der Ausbildung der Konturfläche 16 die Arretierelemente 5 in eine Ausnehmung 17 des Nippels 3 hineingedrückt.
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Ist die Hülse 15 gegenüber dem Zentrierkörper 10 in ihrer oberen Stellung, so befinden sich die Arretierelemente 5, aufgrund der besonderen Ausbildung der Konturfläche 16, radial beabstandet von der Längsachse des Zentrierkörpers 10. In dieser Position kann nun der Nippel 3 in den Zentrierkörper 10 eingesetzt werden.
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Selbstverständlich kann in einer weiteren Ausführungsform eine Federkraft auf die Arretierelemente
5 wirken, so dass der Nippel
3 gegen die Federkraft in die Zentrierkörper
10 einschiebbar ist. Hierzu weist die Ausführungsform ein ähnliches Federpaket auf, wie es bereits aus der Druckschrift
DE 197 16 800 bekannt ist.
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Durch die besondere Ausbildung der Konturfläche 16 werden die Arretierelemente 5 derart in die Ausnehmung 17 des Nippel hineingedrückt, dass ein Anzugsmoment erreicht wird und somit eine lagengenaue Positionierung des Nippels 3 innerhalb des Zentrierkörpers 10 stattfindet. Die Konturfläche 16 weist einen Winkel gegenüber der Längsachse des Zentrierkörpers 10 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Konturfläche 16 in einem Winkelbereich zwischen 15-45° gegenüber der Längsachse geneigt, wodurch beim Verdrehen der Hülsen 15 in Richtung der Grundplatte 4, das mindestens eine Arretierelement 5 nach unten und in Richtung der Ausnehmung 17 des Nippels 3 gedrückt wird.
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Neben der Zentrierung über die Arretierelemente 5 und der Ausnehmung 17 findet gleichzeitig ein passgenaues Einfahren des Nippels im Bereich seines Passdurchmessers 18 und der Passbohrung 23 des Zentrierkörpers statt. So wird der Nippel 3 nicht nur über die Arretierelemente 5 und die Ausnehmung 17 lagengenau innerhalb des Zentrierkörpers 10 gehalten, sondern auch über eine Passungen 18, 23 im oberen Bereich des Zentrierkörpers 10. Durch diese Anordnung ist es nun möglich einen Nippel 3 lagengenau und sehr stabil innerhalb eines Zentrierkörpers 10 zu positionieren.
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Mit der 2 wird die erfindungswesentliche Spannvorrichtung 1 dargestellt, welche zwischen einer Grundplatte 4 und einem Werkstück 2 angeordnet ist. Der Nippel 3 greift mit seinem oberen Teil in eine Ausnehmung des Werkstückes 2 ein. Die Verbindung zwischen dem Nippel 3 und dem Werkstück 2 erfolgt sowohl über die Gewinde 8, 9, als auch über einen Passdurchmesser 19 des Nippels 3 und einer Passbohrung 20 in dem Werkstück 2. Bei dem Gewinde 9 handelt es sich um ein Innengewinde, welches in einem Sackloch im Werkstück 2 angeordnet ist. Und bei dem Gewinde 8 ist ein Aussengewinde, welches im oberen Teil des Nippels 3 angeordnet ist.
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So findet innerhalb des Werkstückes zum einen eine axiale Verbindung des Nippels 3 über die Gewinde 8, 9 statt und zum Anderen eine lagengenaue, radiale Anordnung des Nippels 3 über die Passungen 19, 20. Der Nippel 3 ist somit über ein Sacklochgewinde 8, 9 mit dem Werkstück 2 verschraubt. Bevorzugt weist das Werkstück mindestens zwei Nippel auf, wodurch eine lagengenaue Positionierung erreicht wird.
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Das Werkstück 2 und der dort lagengenau positionierte Nippel 3 wird in den Zentrierkörper 10 eingesetzt, wobei eine Verbindung des Nippels 3 über Arretierelemente 5 stattfindet. Die lagengenaue Positionierung des Nippels 3 innerhalb des Zentrierkörpers findet sowohl über die Arretierelemente 5 und die Ausnehmung 17, als auch über die Passungen 18, 23 statt. Der Zentrierkörper 10 ist hierbei über ein Gewinde 7, 13 innerhalb der Grundplatte 4 angeordnet, wobei eine lagengenaue Positionierung des Zentrierkörpers 10 über das Gewinde 7, 13, als auch über die Passungen 6, 12 stattfindet.
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Damit ist es mit der erfindungswesentlichen Spannvorrichtung 1 erstmals möglich, über drei Passungen, nämlich eine erste Passung 19, 20 und einer zweiten Passung 18, 23 und einer dritten Passung 6, 12 den Nippel 3 mit einem Werkstück 2 lagengenau gegenüber einer Grundplatte 4 zu positionieren.
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Die Auflagefläche 36 des Werkstückes 2 liegt im verriegelten Zustand lagengenau auf einer stirnseitigen Auflagefläche 11 des Zentrierkörpers 10 aufliegt. Die beiden Auflageflächen 36 und 11 bilden somit eine Führungsfläche aus, mit welcher ein Verkippen oder Verkeilen des Werkstückes 2 gegenüber dem Zentrierkörper 10 verhindert wird. Durch die lagengenaue Positionierung des Werkstückes 2 gegenüber dem Zentrierkörper 10 können höhere Bearbeitungskräfte von der Spannvorrichtung 1 aufgenommen werden.
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Des Weiteren geht aus der 2 hervor, dass die erfindungsgemäße Spannvorrichtung lediglich eine Fläche von dem Werkstück 2 benötigt, um eine lagengenaue Positionierung gegenüber der Grundplatte 4 zu erreichen. Dies bedeutet, dass das Werkstück 2 an fünf Seiten eine ebene, plane Fläche aufweist, sodass die freien Seitenflächen für andere Bauelemente bzw. Formkonturen verwendet werden können.
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Mit der 3 wird die erfindungswesentliche Spannvorrichtung gezeigt, wobei der Nippel 3 mit den Gewinden (8, 9) und Passungen (19, 20) mit dem Werkstück 2 verbunden ist. Das Werkstück 2 ist beabstandet von der Grundplatte 4 dargestellt. Der Zentrierkörper 10 ist hierbei lagengenau über die Gewinde 7, 13 und die Passungen 6, 12 in der Grundplatte 4 angeordnet. Um das Werkstück 2 mit der Grundplatte 4 zu verbinden, muss dieses in Pfeilrichtung 31 nach unten verschoben werden.
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Mit der 4 wird die eingesetzte Position des Nippels 3 innerhalb des Zentrierkörpers 10 dargestellt. Der Nippel 3 ist dergestalt in den Zentrierkörper 10 eingesetzt, dass die Arretierelemente 5 noch nicht in ihrer Anzugsrichtung verfahren sind. Dies bedeutet, dass sich die Arretierelemente in Pfeilrichtung 29 befinden, wobei in einem nächsten Schritt die Hülse 15 über die Gewinde 14, 32 in Längsrichtung gegenüber dem Zentrierkörper 10 in Pfeilrichtung 31 nach unten verschoben wird.
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Mit der 5 hat eine wendelartige Verschiebung der Hülse 15 gegenüber dem Zentrierkörper 10 stattgefunden, wobei das Arretierelement 5, in der Ausnehmung 24, in Pfeilrichtung 30 dergestalt in die Ausnehmung 17 des Nippels 3 eingreift, sodass eine Anzugsrichtung in Pfeilrichtung 31 stattfindet. Entscheidend ist, dass die Hülse 15 an ihrer Innenseite eine besondere Konturfläche 16 aufweist, welche eine geführte Bewegung des Arretierelementes 5 ermöglicht.
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Darüber hinaus weist der Nippel 3 im Bereich der Ausnehmung 17 eine Anzugsfläche 21 auf. Wird nun das Arretierelement 5 von der Hülse 15 bzw. der Konturfläche 16 in die Ausnehmung 17 gedrückt, so findet aufgrund der besonderen Ausbildung der Anzugsfläche 21 eine gezielte Bewegung des Nippels 3 in Pfeilrichtung 31 statt. Der Nippel 3 wird somit nicht nur von dem Arretierelement 5 gehalten, sondern gleichzeitig auch innerhalb des Zentrierkörpers 10 nach unten gezogen.
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Durch die axiale Verschiebung der Hülse 15 lässt sich somit die Klemmung des Arretierelementes 5 beeinflussen bzw. kontrollieren. Die Spannkraft ist variable einstellbar. Dies ist entscheidend, denn beim Stand der Technik ist die Klemmung bzw. die Spannkraft stets durch eine Federkraft erreicht worden.
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Die manuelle, axiale Drehung der Hülse 15 und somit die Verschiebung der Hülse 15 über die Gewinde 14, 32 gegenüber des Zentrierkörpers 10 kann bevorzugt über einen Drehmomentschlüssel erfolgen. Hierfür weist die Hülse 15 eine Ausnehmung 28 für ein Werkzeug auf, welches dort eingreift.
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Gemäß der 6 wird eine mögliche Anordnung eines Werkstückes 2 auf einer Grundplatte 4 dargestellt. Die Grundplatte 4 weist hierfür eine unterschiedliche Anordnung von Ausnehmungen 6 auf, in welche bevorzugt ein Zentrierkörper 10 eingesetzt werden kann.
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Mit der 7 wird die erfindungswesentliche Spannvorrichtung 1 dargestellt, wobei der Zentrierkörper 10 in eine zusätzliche Verlängerung 25 eingeschraubt ist. Die Verlängerung 25 ist dergestalt ausgebildet, dass sie im Innenraum ein Gewinde 33 aufweist, welches mit dem Gewinde 13 des Zentrierkörpers zusammenwirkt. Neben dem Gewinde 13, 33 weist die Verlängerung 25 im oberen Bereich eine Passung(-bohrung) 34 auf, welche mit der Passung 12 des Zentrierkörpers 10 zusammen wirkt.
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Durch die Gewinde 13, 33 und die Passungen 12, 34 findet somit eine lagengenaue Positionierung des Zentrierkörpers innerhalb der Verlängerung 25 statt.
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Die Verlängerung 25 kann wiederum über einen Passdurchmesser 26 mit der Passbohrung 6 der Grundplatte 4 zusammen. Darüber hinaus findet eine Verbindung im unteren Bereich der Verlängerung über ein Gewinde 27 und dem Gewinde 7 der Grundplatte statt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verlängerung 25 am radialen Umfang mindestens eine Ausnehmung 28 auf, in welche ein Werkzeug eingreifen kann, wodurch ein Drehmoment bzw. ein Anzieh- bzw. Lösevorgang der Verlängerung gegenüber der Grundplatte erreicht werden kann.
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Mit der 8 wird die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 gezeigt, welche ein manuelles festklemmen der Arretierelemente 5 durch ein axiales Verschiebung der Hülse 15 vorsieht. Die Hülse 15 weist bevorzugt an ihrer Innenseite eine Konturfläche 16 auf, wodurch die Arretierelemente 5 geführt in die Ausnehmung 17 des Nippels 3 gedrückt werden. Des Weiteren weist die Hülse 10 an ihrer Außenseite mindestens eine Ausnehmung 28 auf, in welche ein Werkzeug einsteckbar ist, welches eine radiale Bewegung 35 ausführen kann. Mithilfe des Werkzeuges lässt sich die Hülse durch die Gewinde 14 und 32 gegenüber dem Zentrierkörper 10 wendelartige bewegen, was ein manuelles Festklemmen bzw. Lösen der Spannvorrichtung 1 ermöglicht.
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Zusammenfassend ist zu sagen, dass mit der erfindungswesentlichen Spannvorrichtung nun es erstmals möglich ist, eine lagengenaue Positionierung, eine einseitige Befestigung an dem Werkstück, sowie eine unterschiedliche Anordnung des Werkstückes 2 auf einer Grundplatte 4 zu erzielen.
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So sieht die erfindungswesentliche Spannvorrichtung 1 vor, mindestens einen Nippel 3 mit einem Zentrierkörper 10 zusammen wirken zu lassen, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, es können so auch mehrere Nippel 3 mit mehreren Zentrierkörpern 10 in unterschiedlichen Anordnungen auf der Grundplatte 4 mit einem Werkstück 2 zusammenwirken.
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Wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, dass die Spannvorrichtung (1) in Sackbohrungen einsetzbar ist. Dies war aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt, da dieser aufwändige Federpakete zum Festklemmen und Lösen der Arretierung vorsah. Diese Federpakte mussten in spezielle Ausnehmungen eingesetzt und dort gehalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannvorrichtung
- 2
- Werkstück
- 3
- Nippel
- 4
- Grundplatte
- 5
- Arretierelement
- 6
- Bohrung (Passbohrung) für 12
- 7
- Gewinde von 6
- 8
- Gewinde von 3
- 9
- Bohrung von 2
- 10
- Zentrierkörper
- 11
- Auflagefläche
- 12
- Passdurchmesser von 10 für 6
- 13
- Gewinde von 10 für 7, 13
- 14
- Gewinde für 15
- 15
- Hülse
- 16
- Konturfläche für 5
- 17
- Ausnehmung für Arretierelement 5
- 18
- Passdurchmesser von 3 für 10
- 19
- Passdurchmesser von 3 für 2
- 20
- Passbohrung von 2 für 19
- 21
- Anzugsfläche für 5
- 22
- Schlüsselseite
- 23
- Passbohrung von 10 für 18
- 24
- Ausnehmung im Zentrierkörper für 5
- 25
- Verlängerung für 10
- 26
- Passdurchmesser von 25 für 6
- 27
- Gewinde von 25 für 7
- 28
- Ausnehmung für Werkzeug
- 29
- Pfeilrichtung
- 30
- Pfeilrichtung
- 31
- Pfeilrichtung unten (Auszugsrichtung)
- 32
- Gewinde von 10 für 14
- 33
- Gewinde von 25 für 13
- 34
- Passbohrung von 25 für 12
- 35
- Radiale Bewegung
- 36
- Auflagefläche vom Werkstück
