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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet Laserbearbeitungsanlagen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung für rohr- oder stangenförmige Werkstücke in einer Laserbearbeitungsanlage, insbesondere einer Laserschneidanlage.
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Stand der Technik
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Laserbearbeitungsanlagen zur Bearbeitung von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken sind im Stand der Technik bekannt. Gattungsgemäße Anlagen sind beispielsweise in der
JP 2010-201465 A oder der JP 2005-152947 beschrieben.
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Zur Bearbeitung der rohr- oder stangenförmigen Werkstücke werden diese in einer drehbar gelagerten Spannvorrichtung eingespannt. Mittels der Spannvorrichtung können die zu bearbeitenden Werkstücke bei der Bearbeitung durch einen Laserstrahl um ihre Längsachse gedreht und ggf. zusätzlich in Längsrichtung verfahren werden.
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Die Einspannung eines Werkstücks an der Spannvorrichtung erfolgt über wenigstens zwei Spannbacken, die das Werkstück von innen (Hohlprofil) oder von außen greifen und fixieren. Die Spannbacken sind dazu im jeweils gleichen radialen Abstand um eine Rotationsachse der Spannvorrichtung herum angeordnet und mittels einer Antriebsmechanik, die zum Beispiel eine Planspirale umfasst, in radialer Richtung synchron verfahrbar. Die Spannbacken weisen jeweils eine gezahnte Rückseite auf, die in die Planspirale eingreift. Durch Drehung der Planspirale werden die Spannbacken radial wahlweise nach innen oder nach außen verfahren.
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Ein Nachteil der herkömmlichen Spannvorrichtungen besteht darin, dass die Antriebsmechanik nicht ausreichend abgedichtet ist. Je nach radialer Positionierung der Spannbacken auf der Spannvorrichtung liegen Teile der Antriebsmechanik während der Bearbeitung des eingespannten Werkstücks frei und sind durch Bearbeitungsstaub zugänglich. Die 2a und 2b zeigen exemplarisch eine ringförmige Spannvorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Die Spannbacken sind hier nach innen verfahren, sodass die gezahnte Rückseite der Spannbacken an der Innenseite der Spannvorrichtung hinausragt und die Planspirale in radial äußeren Bereichen der Spannvorrichtung offen liegt. Bei großen Durchmessen (z.B. bis zu 370 mm) der einzuspannenden Werkstücke fahren die Spannbacken weit nach außen, sodass die gezahnte Rückseite der Spannbacken über den Außenumfang der Spannvorrichtung hinausragt und die Planspirale an der Innenseite der Spannvorrichtung freigelegt wird. Auch bei dem Wechsel von Spannbacken an der Spannvorrichtung kann Schmutz von den Spannbacken in die Antriebsmechanik transportiert werden.
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Eine Verschmutzung der Antriebsmechanik wird noch verstärkt, wenn die Absaugung des Bearbeitungsstaubs bei der Bearbeitung eines rohrförmigen Werkstücks durch das Werkstück und die ringförmige Spannvorrichtung hindurch erfolgt.
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Der abrasive Bearbeitungsstaub, z.B. Eisenoxid oder Aluminiumoxid (Korund) kann zum Frühausfall der Spannvorrichtung führen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll eine Spannvorrichtung bereitgestellt werden, bei der die Antriebsmechanik besser vor Verschmutzung geschützt ist.
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Die Erfindung
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Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt eine Spannvorrichtung zum Einspannen von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken in einer Laserbearbeitungsanlage bereitgestellt. Mit rohr- oder stangenförmigen Werkstücken sind hier Werkstücke gemeint, die eine viel größere Länge im Vergleich zu ihrem Querschnitt aufweisen. Rohr- oder stangenförmige Werkstücke können Vollprofile oder Hohlprofile (z.B. mit rundem oder polygonalem geschlossenem oder offenem Profil) umfassen.
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Die Spannvorrichtung umfasst einen um eine zentrale Rotationsachse gelagerten ringförmigen Grundkörper, der eine Spannbacken-Antriebseinrichtung wenigstens teilweise beherbergt und der an seiner einem Bearbeitungsbereich der Laserbearbeitungsanlage zugewandten Vorderseite wenigstens zwei nutförmige Ausnehmungen aufweist, die sich in radialer Richtung, vorzugsweise von einer Innenseite bis zu einer Außenseite des ringförmigen Grundkörpers, erstrecken. Die Formulierung „ringförmig““ ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung so zu verstehen, dass davon auch polygonale Profile umfasst sind, die eine Öffnung in der Mitte aufweisen. Die Spannbackenantriebseinrichtung kann mehrere Antriebselemente umfassen, von denen wenigstens ein Teil innerhalb des Grundkörpers der Spannvorrichtung angeordnet ist.
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Pro nutförmiger Ausnehmung umfasst die Spannvorrichtung zwei Dichtungselemente, wobei jeweils ein erstes der Dichtungselemente an einem inneren radialen Ende einer der nutförmigen Ausnehmungen und ein zweites der Dichtungselemente an einem äußeren radialen Ende dieser nutförmigen Ausnehmung angebracht ist.
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Die Spannvorrichtung umfasst ferner wenigstens zwei, vorzugsweise riegelförmige, Spannbackenhalter, die in die wenigstens zwei nutförmigen Aussparungen aufnehmbar und mittels der Spannbacken-Antriebseinrichtung radial verfahrbar sind. Dabei stehen die Spannbackenhalter in jeder radialen Position jeweils am inneren radialen Ende und am äußeren radialen Ende der nutförmigen Aussparungen mit den entsprechenden Dichtungselementen in Kontakt. Mit anderen Worten ist der Bewegungsspielraum der Spannbackenhalter in radialer Richtung derart begrenzt vorgesehen, dass diese die jeweilige nutförmige Ausnehmung im Betrieb sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite abdichten. Die Spannbackenhalter können vorzugsweise so geformt sein, dass sie den Zugang zu der Spanbacken-Antriebseinrichtung an der Vorderseite der Spannvorrichtung verdecken.
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Die Spannvorrichtung umfasst ferner wenigstens zwei Spannbacken, die an der Vorderseite des Grundkörpers auf den wenigstens zwei Spannbackenhaltern befestigbar sind.
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Durch eine erfindungsgemäße Anordnung der Spannbackenhalter in den nutförmigen Ausnehmungen und die Abdichtung an den radialen Enden der nutförmigen Ausnehmungen kann die Spannbackenantriebsvorrichtung effizient vor Verunreinigungen geschützt werden. Gegenüber herkömmlichen Spannvorrichtungen, bei denen die Spannbacken unmittelbar in entsprechende Führungsschienen aufgenommen werden, besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass die nutförmigen Ausnehmungen bei einem Wechsel der Spannbacken nicht freigelegt werden, sondern durch die Spannbackenhalter verdeckt bleiben.
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Gemäß einer bevorzugten Variante kann die Spannbacken-Antriebseinrichtung eine Planspirale umfassen, die insbesondere innerhalb des Grundkörpers der Spannvorrichtung angeordnet ist. Jeder der Spannbackenhalter kann in diesem Fall an seiner dem Grundkörper zugewandten Seite einen gezahnten Bereich aufweisen, der mit der Planspirale in Eingriff bringbar ist, um durch eine Drehung der Planspirale in radialer Richtung verfahrbar zu sein. Der gezahnte Bereich erstreckt sich dabei nur in einem mittleren Abschnitt über die Länge jedes Spannbackenhalters. Zwischen dem gezahnten Bereich und dem jeweiligen Längsende eines Spannbackenhalters weisen die Spannbackenhalter an ihrer jeweiligen Rückseite keine Verzahnung auf. Die nicht verzahnten Bereiche an der Rückseite jedes Spannbackenhalters erstrecken sich über eine Länge, die mindestens der Länge des maximalen Verfahrweges des Spannbackenhalters in radialer Richtung entspricht. Es versteht sich, dass die Verzahnung an jedem der Spannbackenhalter entsprechend seiner Lage in Umfangsrichtung auf der Planspirale angepasst ist, sodass die Spannbackenhalter radial im gleichen Abstand um die zentrale Rotationsachse der Spannvorrichtung angeordnet sind.
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Die wenigstens zwei Spannbackenhalter können jeweils einen im Wesentlichen kreuzförmigen, bzw. „+“-förmigen Querschnitt aufweisen. Es versteht sich, dass in diesem Fall die nutförmigen Ausnehmungen einen dazu korrespondierenden, ebenfalls im Wesentlichen kreuzförmigen bzw. „+“-förmigen Querschnitt aufweisen. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine definierte Führung der Spannbackenhalter in den nutförmigen Ausnehmungen gewährleistet werden. Ferner wird der Zugang von Bearbeitungsstaub an den Spalten zwischen Spannbackenhalter und nutförmiger Aussparung jeweils erschwert.
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Bei der Spannvorrichtung können die wenigstens zwei nutförmige Ausnehmungen gleichmäßig über den Umfang des Grundkörpers verteilt angeordnet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Variante kann der Grundkörper wenigstens drei, vorzugsweise vier, nutförmige Ausnehmungen und eine mit der Anzahl der nutförmigen Ausnehmungen korrespondierende Anzahl an Spannbackenhaltern aufweisen.
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Jedes der Dichtungselemente kann einen, vorzugsweise metallischen, Rahmen aufweisen, sowie eine Dichtungsschicht aus einem elastischen Material, zum Beispiel aus einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk bzw. Nitrile Butadiene Rubber (NBR), wobei die Dichtungsschicht dazu ausgebildet ist, mit einem jeweiligen Spannbackenhalter in Kontakt zu treten. Ein Dichtungselement gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen schichtartigen Aufbau aufweisen, wobei die Dichtungsschicht zwischen zwei Rahmenschichten fixiert ist. Gemäß einer weiteren Variante kann jedes Dichtungselement ferner eine, insbesondere metallische, Zwischenschicht aufweisen, die zwischen der Dichtungsschicht und der äußeren (ersten) Rahmenschicht angeordnet ist. Diese Zwischenschicht dient der Erfassung und Entfernung grober Schmutzablagerungen auf den Spannbackenhaltern beim radialen Verfahren der Spannbackenhalter. Es versteht sich, dass die Dichtungsschicht um einen kleinen Betrag zum Inneren des Dichtungselements hin über die Zwischenschicht hinausragt. Nur so kann eine adäquate Dichtung durch die Dichtungsschicht gewährleistet werden.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt eine Laserbearbeitungsanlage zur Bearbeitung von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken bereitgestellt. Die Laserbearbeitungsanlage kann vorzugsweise eine Laserschneidanlage sein. Die Laserbearbeitungsanlage umfasst einen Bearbeitungsbereich mit einer Laserbearbeitungseinheit zur Bearbeitung des rohr- oder stangenförmigen Werkstücks, sowie eine oder mehrere Stützeinrichtungen zur Lagerung des rohr- oder stangenförmigen Werkstücks während der Bearbeitung durch die Laserbearbeitungseinheit. Ferner umfasst die Laserbearbeitungsanlage eine Spannvorrichtung nach einer der oben beschriebenen Varianten, wobei die Spannvorrichtung dazu ausgebildet ist das zu bearbeitende Werkstück einzuspannen und während der Bearbeitung durch die Laserbearbeitungseinheit um seine Längsachse zu drehen.
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Die Laserbearbeitungsanlage kann als Laser-Flachbettmaschine ausgebildet sein (vgl.
1) oder aber als spezielle Rohrbearbeitungsmaschine, wie beispielsweise im Zusammenhang mit der
DE 20 2020 101 342 U1 beschrieben.
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Die Laserbearbeitungsanlage kann ferner eine Absaugeinrichtung umfassen, die mit der Rückseite des ringförmigen Grundkörpers der Spannvorrichtung in Verbindung steht und die dazu ausgebildet ist, bei der Bearbeitung eines rohrförmigen Werkstücks, Bearbeitungsrückstände, die bei der Bearbeitung des rohrförmigen Werkstücks anfallen, durch das rohrförmige Werkstück hindurch und durch den ringförmigen Grundkörper der Spannvorrichtung hindurch abzusaugen. Das Prinzip einer solchen Absaugeinrichtung ist beispielsweise in der
DE 20 2020 101 342 U1 beschrieben.
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Figurenliste
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsanlage;
- 2a eine perspektivisch vergrößerte Ansicht der Einspannung eines rohrförmigen Werkstücks in der Spannvorrichtung einer Laserbearbeitungsanlage gemäß 1;
- 2b-c Beispiel einer Spannvorrichtung gemäß dem Stand der Technik aus verschiedenen Perspektiven;
- 3a-c Ansichten einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ohne montierte Spannbacken;
- 4 eine perspektivische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung entlang der Schnittebene A-A in 3c;
- 5 ein Dichtungselement gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 6 eine Spannbacke gemäß er vorliegenden Erfindung und deren Befestigung an einem Spannbackenhalter; und
- 7a-e Varianten einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit unterschiedlichen Spannbacken.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsanlage 11 dargestellt. Diese beispielhafte Laserbearbeitungsanlage 11 weist die Form einer Laser-Flachbettmaschine zur wahlweisen Bearbeitung von plattenförmigen oder rohrförmigen bzw. stangenförmigen Werkstücken 12 auf. Die Laserbearbeitungsanlage 11 umfasst eine Umhausung 14, in welcher ein Bearbeitungsbereich 15 vorgesehen ist. Innerhalb des Bearbeitungsbereiches 15 ist eine nicht näher dargestellte Laserbearbeitungseinheit mit einem Laserbearbeitungskopf verfahrbar, um beispielsweise ein auf einer Werkstückauflage 16 aufliegendes plattenförmiges, nicht näher dargestelltes Werkstück zu bearbeiten oder ein durch eine Handhabungseinrichtung 18 aufgenommenes rohr- oder stangenförmiges Werkstück 12 zu bearbeiten. Die in 1 dargestellte Laserbearbeitungsanlage 11 ist für die Bearbeitung eines rohr- oder stangenförmigen bzw. profilförmigen länglichen Werkstücks 12 vorbereitet. Die Werkstückauflage 16 kann durch eine Verschiebeeinrichtung 17, insbesondere einen fahrbaren Schlitten, aus dem Bearbeitungsbereich 15 herausgeführt und in einen benachbart dazu angeordneten Be- und Entladebereich, vorzugsweise außerhalb des Bearbeitungsbereichs 15, verfahren werden, wie dies in 1 dargestellt ist.
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Die Handhabungseinrichtung 18 der Laserbearbeitungsmaschine 11 umfasst eine drehbare Spannvorrichtung (bzw. ein Spannfutter) 19 sowie ein oder mehrere Stützeinrichtungen 21, die zur Abstützung des rohr- oder stangenförmigen Werkstücks 12 bei der Bearbeitung dienen. Die drehbare Spannvorrichtung 19 definiert eine zentrale Drehachse 19x (s. 3a-c), um welche das Werkstück 12 bei der Bearbeitung gedreht werden kann. Diese Drehachse 19x erstreckt sich in X-Richtung.
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Die Stützeinrichtungen 21 sind dazu ausgerichtet, dass die Mittelachse des rohr- oder stangenförmigen Werkstücks 12 mit der Drehachse 19x der Spannvorrichtung 19 übereinstimmt.
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In der Umhausung 14 der Laserbearbeitungsmaschine 11 verläuft in X-Richtung eine Führungsschiene 23, an welcher die Stützeinrichtungen 21 verschiebbar angeordnet sind. Eine Stützeinrichtung 21 weist bevorzugt einen Führungskörper 24 auf, welcher an der Führungsschiene 23 verfahrbar angeordnet ist. Parallel zur Führungsschiene 23 erstreckt sich bevorzugt ein Kettenantrieb 26, durch welchen ein oder mehrere Stützeinrichtungen 21 entlang der Führungsschiene 23 verschiebbar sind.
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Dieser Kettenantrieb 26 kann eine Verfahrbewegung der Stützeinrichtungen 21 in Abhängigkeit der Größe oder der Länge des zu bearbeitenden Werkstücks 12 ansteuern.
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2 zeigt eine perspektivisch vergrößerte Ansicht der Laserbearbeitungsanlage gemäß 1. In 2 ist zu erkennen, wie ein zu bearbeitendes rohrförmiges Werkstück 12 in der Spannvorrichtung 19 eingespannt und in der Stützeinrichtung rotierbar gelagert ist.
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Im Zusammenhang mit den 3 bis 7 werden im Folgenden Aspekte einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 19 näher erläutert.
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Die 3a-c zeigen eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 19 perspektivisch von vorne (3a), von hinten (3b) und in einer Frontansicht (3c). 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A in 3c. Die 3a-c und 4 zeigen die Spannvorrichtung 19 jeweils ohne montierte Spannbacken. Erfindungsgemäße Spannvorrichtungen mit montierten Spannbacken sind in den 7a-e dargestellt und werden weiter unten beschrieben.
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Die Spannvorrichtung 19 weist einen ringförmigen Grundkörper 190 auf, der eine zentrale Rotationsachse 19x definiert um die herum die Spannvorrichtung 19 drehbar gelagert ist. In dem Grundkörper 190 ist eine Spannbacken-Antriebseinrichtung 195 bzw. Teile einer Spannbacken-Antriebseinrichtung 195 angeordnet. In dem dargestellten Beispiel umfasst die Spannbacken-Antriebseinrichtung 195 eine Planspirale 1952, die sich innerhalb des Grundkörpers 190 auf dessen gesamtem Umfang erstreckt.
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An seiner Vorderseite 191 weist der Grundkörper 190 wenigstens zwei nutförmige Ausnehmungen 196 auf, in welche jeweils ein Spannbackenhalter 198 aufgenommen ist. Die Ausnehmungen 196 sind in den Darstellungen nur in der Schnittansicht gemäß 4 exemplarisch angedeutet, da sie durch die darin eingesetzten Spannbackenhalter 198 verdeckt bzw. ausgefüllt sind. An seiner Rückseite weist jeder der Spannbackenhalter 198 einen gezahnten Bereich 1982 auf, der mit einer oder mehreren spiralförmig verlaufenden Rippen an der Vorderseite der Planspirale 1952 in Eingriff steht. Durch eine Drehung der Planspirale 1952, die durch einen Zahnradantrieb an der Rückseite der Planspirale 1952 erfolgen kann, können auf diese Weise die Spannbackenhalter 198 synchron in radialer Richtung verfahren werden.
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An jeder der nutförmigen Ausnehmungen 196 sind zwei Dichtungselemente 197 angeordnet, wobei jeweils ein erstes der Dichtungselemente 197-1 an einem inneren radialen Ende einer der nutförmigen Ausnehmungen 196 und ein zweites der Dichtungselemente 197-2 an einem äußeren radialen Ende dieser nutförmigen Ausnehmung 196 angebracht ist.
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Die Spanneinrichtung 19 ist so ausgebildet, dass die Spannbackenhalter 198 in jeder radialen Position jeweils am inneren radialen Ende und am äußeren radialen Ende der nutförmigen Aussparungen 196 mit den entsprechenden Dichtungselementen 197-1, 197-2 in Kontakt stehen. So kann verhindert werden, dass Bearbeitungsstaub, zum Beispiel Schneidstaub, an der Innenseite oder der Außenseite des Grundkörpers 190 über die nutförmigen Aussparungen 196 in das Innere des Grundkörpers eindringt und die Spannbacken-Antriebseinrichtung verschmutzt und auf Dauer beschädigt.
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Der Verfahrweg der Spannbackenhalter 198 innerhalb der nutförmigen Ausnehmungen 196 kann z.B. physisch durch die Anordnung des gezahnten Bereichs 1982 an der Rückseite jedes der Spannbackenhalter 198 begrenzt sein. Der gezahnte Bereich 1982 steht an der Rückseite der Spannbackenhalter 198 jeweils hervor und kann nicht durch die Dichtungselemente 197-1, 197-2 hindurch verfahren werden, welche plan an den nicht gezahnten Flächen der Spannbackenhalter 198 anliegen (vgl. 4). Ein Spannbackenhalter 198 kann deshalb auch nur aus seiner nutförmigen Ausnehmung 196 entnommen werden, wenn zumindest eines der Dichtungselemente 197-1, 197-2 von einem der Enden der Ausnehmung 196 gelöst wurde.
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Eine detaillierte Ansicht eines Dichtungselements 197 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 5 dargestellt. Das Dichtungselement 197 kann sowohl als erstes Dichtungselement 197-1 am radial inneren Ende einer nutförmigen Ausnehmung, als auch als zweites Dichtungselement 197-2 am radial äußeren Ende einer nutförmigen Ausnehmung verwendet werden. Jedes Dichtungselement 197 weist einen Rahmen mit einer Rahmenschicht 1972, sowie eine Dichtungsschicht 1976 auf. Der Rahmen mit der Rahmenschicht 1972 besteht vorzugsweise aus Metall, während die Dichtungsschicht 1976 aus einem elastischen Material, z.B. aus einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk bzw. Nitrile Butadiene Rubber (NBR), einem Polyamid (PA), einem Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem anderen geeigneten Kunststoff, aufgebaut ist. In der dargestellten Ausführung weist das Dichtungselement 197 ferner eine, im Vergleich zur Dichtungsschicht 1976 dünnere Zwischenschicht 1974 auf, die zwischen der Dichtungsschicht 1976 und der Rahmenschicht 1972 angeordnet ist. Die Zwischenschicht 1974 ist vorzugsweise aus einem relativ steifen Material, vorzugsweise aus Metall, aufgebaut.
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Die Dichtungselemente 197 weisen jeweils eine C-Form mit einer Innenkontur auf, die mit einer Außenkontur der Spannbackenhalter 198 (in deren nicht gezahnten Abschnitten) korrespondiert. Die Dichtungsschicht 1976 ragt an der Innenkontur der Dichtungselemente 197 um einen kleinen Betrag (z.B. 0,1 mm - 1 mm) hervor, sodass es im Betrieb gegen die Außenflächen eines Spannbackenhalters 198 gedrückt wird. Die Zwischenschicht 1974 steht an der Innenkontur gegenüber der Rahmenschicht 1972 hervor, aber bleibt hinter der Dichtungsschicht 1976 zurück. Die Zwischenschicht 1974 erfüllt eine Abstreif-Funktion zur Entfernung groben Schmutzes an der Oberfläche eines Spannbackenhalters 198, wenn dieser radial in einer nutförmigen Ausnehmung 196 verfahren wird.
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Jedes Dichtungselement 197 wird mittels geeigneter Befestigungselemente 1978, z.B. Schrauben, radial innen bzw. radial außen an einer jeweiligen nutförmigen Ausnehmung 196 befestigt.
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6 zeigt eine Darstellung einer Spannbacke 199 zur Montage an einem Spannbackenhalter 198 einer Spannvorrichtung 19 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Positionierung der Spannbacke 199 auf dem entsprechenden Spannbackenhalter 198 erfolgt vorzugsweise mittels einer Nut-Feder-Verbindung. Zur definierten Positionierung in radialer Richtung kann jeder Spannbackenhalter 198 mehrere Aussparungen aufweisen, in die eine Feder der zu befestigenden Spannbacke 199 aufnehmbar ist. Zur definierten Positionierung in Umfangsrichtung kann wiederum jeder Spannbackenhalter 198 eine in radialer Richtung verlaufende Feder aufweisen, die in eine Nut an der Rückseite der Spannbacke 199 eingreift. Die Spannbackenhalter 198 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass eine Spannbacke 199 in verschiedenen radialen Positionen darauf befestigbar ist. Auf diese Weise kann der gegenüber herkömmlichen Spannvorrichtungen vergleichsweise geringe radiale Verfahrweg der Spannbackenhalter 198 kompensiert werden. Die Befestigung der Spannbacken 199 auf den Spannbackenhaltern 198 erfolgt vorzugsweise mittels einer geeigneten Schraubverbindung.
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7a bis 7e zeigen verschiedene Varianten erfindungsgemäßer Spannvorrichtungen 19a bis 19e, die sich jeweils durch die Verwendung verschiedener Spannbacken 199a bis 199e unterscheiden.
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7a zeigt beispielhaft Anschlussbuchsen 1954 der Spannbacken-Antriebseinrichtung 195. Um die Spannbacken radial zu verfahren, greift ein mit einem externen Motor verbundener Antriebsstrang mit einem Adapter in eine der Anschlussbuchsen 1954, um ein Zahnrad anzudrehen, welches mit der Planscheibe 1952 in Eingriff steht und diese in Drehung versetzt.
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Mittels der in den 7a und 7b verwendeten Spannbacken, können rohrförmige Werkstücke von innen eingespannt werden, indem das eine Rohrende über die Spannbacken 199 gestülpt wird und die Spannbacken 199 radial nach außen verfahren und gegen die Innenwand des Rohres gedrückt werden. Mit den Spannbacken 199a gemäß 7a können auch rohr- oder stangenförmige Werkstücke kleinen Durchmessers von außen gespannt werden. Die in 7b verwendeten Spannbacken 199b, die jeweils eine Stufenform aufweisen, können auch andersherum montiert werden, sodass sich die höchste Stufe radial außen befindet. Auf diese Weise können Rohre mittels der dargestellten Spannbacken 199b ebenfalls von außen eingespannt werden.
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Die 7c und 7d zeigen Varianten von Spannvorrichtungen 19c und 19d zum Spannen von eckigen, insbesondere rechteckigen, Hohlprofilen, das heißt von stangenförmigen Werkstücken mit rechteckigem Hohlprofil. Das Profil wird an zwei gegenüberliegenden Ecken entweder von innen mittels einer Spannvorrichtung gemäß 7c oder von außen mittels einer Spannvorrichtung gemäß 7d eingespannt. Es sei erwähnt, dass in der Praxis, je nach Innenmaß des zu spannenden Werkstücks nur ein Rollenpaar der Spannbacken 199c gemäß 7c montiert ist.
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7e zeigt eine Spannbackenausführung die dazu ausgebildet ist, das darauf aufgespannte Werkstück bis nahe an das eingespannte Ende heran zu bearbeiten. Eine Kollision mit dem Grundkörper 190 der Spannvorrichtung 19e kann durch die in X-Richtung verlängerten Spannbacken 199e verhindert werden.
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Wie in den 7c bis 7e zu sehen ist, bleiben die nicht mit Spannbacken 199 besetzten Spannbackenhalter 198 auch dann montiert, wenn nur zwei Spannbacken 199 verwendet werden. Auf diese Weise bleiben alle nutförmigen Ausnehmungen während der Bearbeitung des eingespannten Werkstücks verdeckt und für Bearbeitungsschmutz unzugänglich.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Laserbearbeitungseinrichtung
- 12
- Rohrförmiges Werkstück
- 14
- Umhausung
- 15
- Bearbeitungsbereich
- 16
- Werkstückauflage
- 17
- Verschiebeeinrichtung
- 18
- Handhabungseinrichtung
- 19
- Spannvorrichtung
- 19a-e
- Spannvorrichtungen mit verschiedenen Spannbacken
- 19x
- Zentrale Rotationsachse
- 190
- Grundkörper der Spannvorrichtung
- 191
- Vorderseite des Grundkörpers
- 192
- Innenseite des Grundkörpers
- 193
- Außenseite des Grundkörpers
- 194
- Rückseite des Grundkörpers
- 195
- Spannbacken-Antriebseinrichtung
- 1952
- Planspirale
- 1954
- Anschlussbuchse der Spannbacken-Antriebseinrichtung
- 196
- Nutförmige Aussparung
- 197
- Dichtungselement
- 197-1
- Erstes Dichtungselement
- 197-2
- Zweites Dichtungselement
- 1972
- Rahmenschicht
- 1974
- Zwischenschicht
- 1976
- Dichtungsschicht
- 1978
- Befestigungselement
- 198
- Spannbackenhalter
- 1982
- Gezahnter Bereich
- 199
- Spannbacke
- 199a-e
- Verschiedene Spannbackentypen
- 21
- Stützvorrichtung
- 23
- Führungsschiene
- 24
- Führungskörper
- 26
- Kettenantrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010201465 A [0002]
- DE 202020101342 U1 [0021, 0022]
