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Die Erfindung betrifft einen Mehrfachspanner zum
Spannen von mehreren Werkstücken
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Spannvorrichtungen werden
in der Fertigungstechnik zum gleichzeitigen Festspannen von mehreren
Werkstücken
eingesetzt. Sie enthalten in der Regel einen schienenartigen Grundkörper, an dem
zumindest eine Festbacke und mehrere in Reihe angeordnete Verstellbacken
mit jeweils einem gegenüber
dem Grundkörper
fixierbaren ersten Backenteil und einem demgegenüber verstellbaren zweiten Backenteil
vorgesehen sind. Die Verbindung zwischen den ersten Backenteilen
und dem Grundkörper
erfolgt bei bekannten Mehrfachspannern vielfach über eine horizontale Verzahnung,
die auf der Oberseite des Grundkörpers
vorgesehen ist. An der Unterseite der ersten Backenteile ist eine
entsprechende Verzahnung zur formschlüssigen Verbindung mit dem Grundkörper angebracht.
Dadurch können
die Verstellbacken an unterschiedlichen Stellen des Grundkörpers positioniert
werden. Ein Nachteil dieser Lösung
besteht jedoch darin, daß die
an der Oberseite freiliegende Verzahnung durch ihre exponierte Lage
schnell verschmutzt und auch durch die zu spannenden Werkstücke leicht
beschädigt
werden kann. Zum Verschieben der Verstellbacken müssen diese
außerdem
auch um die gesamte Zahntiefe der Verzahnung angehoben werden und
können
erst dann quer zur Verzahnung verschoben werden.
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Aus der
DE 1 297 058 A ist ein gattungsgemäßer Mehrfachspanner
bekannt, bei dem auf einem schienenförmigen Grundkörper mehrere
in Linie angeordnete Spannbacken positionierbar sind. Für die formschlüssige Verbindung
von Spannbacken und Grundkörper
ist eine Zahnstangenverbindung vorgesehen, die zur Vemeidung von
Verschmutzungen oder Beschädigungen
an der Innenseite eines im Grundkörper verlaufenden Führungskanals
angeordnet ist. Die Zahnstangenverbindung besteht aus einer an der
einen Seitenwand des Führungskanals vorgesehenen
Zahnstangenverzahnung, in die eine entsprechende Gegenverzahnung
an einem innerhalb des Führungskanals
verschiebbaren Führungsansatz
der Spannbacken eingreift. An der zur Gegenverzahnung gegenüberliegenden
Seite des Führungsansatzes
ist eine keilförmige
Anstelleinrichtung vorgesehen, durch welche der Führungsansatz
in Richtung der Zahnstangenverzahnung gedrückt wird. Bei dieser gattungsgemäßen Spannvorrichtung
muß jedoch
der Führungsansatz
um die gesamte Verzahntiefe verschoben werden, bevor eine Verstellung der
Spannbacken erfolgen kann. Außerdem
wird der Grundkörper
beim Verspannen auseinandergedrückt,
was sich ungünstig
auf die Stabilität
auswirken kann.
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Auch bei einem aus der
DE 1 297 085 B bekannten
Maschinenschraubstock ist an einer Innenseite einer längsverlaufenden
Führungsnut
eines Grundkörpers
eine Zahnstange mit Schrägverzahnung
befestigt. In diese Schrägverzahnung
greift eine dazu korrespondierende Schrägverzahnung an einem Triebstück ein,
das an einer beweglichen Klemmbacke über eine Spannschraube heb-
und senkbar angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird auf die bewegliche
Klemmbacke beim Eingriff des Klemmstücks in die Zahnstange eine
seitliche Keilwirkung ausgeübt,
wodurch eine hohe Spannkraft erreicht wird. Um jedoch bei diesem
bekannten Maschinenschraubstock die bewegliche Klemmbacke an eine
gewünschte
Position bewegen zu können,
muß das
Triebstück
zunächst
durch eine Vielzahl von Drehungen der Spannschraube in eine unterste
Stellung abgesenkt werden, was mit einem erhöhten Zeit- und Montageaufwand
verbunden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Mehrfachspanner der eingangs genannten An zu schaffen, der eine
schnelle und einfache Positionierung der Verstellbacken ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Mehrfachspanner
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Mehrfachspanners
besteht darin, daß die Verzahnung
zur Positionierung der Verstellbacken nicht über ihre gesamte Verzahntiefe
ein- und ausgerückt werden
muß. Die
Klemmeinrichtung muß nur geringfügig gelöst werden
und gibt dann bereits das Verschiebelement zum einfachen Herauziehen
oder Einrücken
frei. Dadurch wird eine besonders schnelle und sichere Handhabung
ermöglicht.
Durch die zentrische Klemmung des Verschiebeelements zwischen den
beiden nach innen gedrückten
Seitenwangen erfolgt auch keine seitliche Verschiebung der Verstellbacken.
Die Verspannung des Verschiebeelements zwischen den Seitenwangen
wirkt sich positiv auf die Stabilität des Grundkörpers aus.
Durch die innenliegende Anordnung der Verzahnung ist diese außerdem vor
Verschmutzung oder Beschädigung
optimal geschützt.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführung besteht
die Klemmeinrichtung aus einem mit Hilfe einer Spannschraube oder
einer anderen geeigneten Spanneinrichtung verstellbaren Klemmstück, das in
eine zwischen den Seitenwangen begrenzte Längsnut eingreift und entgegengesetzte
obere Schrägflächen zur
Anlage an entsprechenden unteren Schrägflächen der beiden Seitenwangen
aufweist. Durch Anziehen der Spannschraube können somit die Seitenwangen
zur gegenseitigen Verspannung auf einfache Weise nach innen gedrückt und das
dazwischen angeordnete Verschiebeelement geklemmt werden. Durch
das Klemmstück
mit den schrägen
Flächen
werden die Klemmkräfte
so aufgeteilt, daß neben
einer rein vertikalen Klemmkraft noch eine resultierende Querkraft
erreicht wird, die den Formschluß in der Verzahnung zusätzlich verstärkt und
das notwendige Verzahnungsspiel zum Verschieben der Verstellbacke
eliminiert.
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Die Verstellbacken bestehen in einer
weiteren vorteilhaften Ausführung
aus einem mit Hilfe des Verschiebelements gegenüber dem Grundkörper fixierbaren
Verstellbackenkörper
und einer an diesem verstellbar angeordneten Spannbacke. An der
zur Spannbacke entgegengesetzten Seite ist am Verstellbackenkörper eine
Anlagefläche
vorgesehen, die als feststehende Anschlagfläche für das nächste zu spannende Werkstück dient.
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Das Verschiebeelement ist zur einfachen
Betätigung
mit einem an der Oberseite der Verstellbacke angeordneten Griffelement
verbunden. Zweckmäßigerweise
ist das Verschiebeelement über
zwei innerhalb des Verstellbackenkörpers verschiebbare Distanzhülsen und
Befestigungsschrauben verbunden.
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In einer fertigungstechnisch einfachen
Ausführung
besteht der schienenförmige
Grundkörper aus
einer Basisschiene und zwei schienenförmigen Seitenwangen, die mit
der Basisschiene verschraubt sind. Durch eine derartige Ausführung wird
die seitliche Flexiblität
der Seitenwangen gewährleistet.
Diese Ausführung
weist außerdem
den Vorteil auf, daß die
Basisschiene relativ einfach ausgetauscht und an unterschiedliche
Aufspannanforderungen der Unterlage angepaßt werden kann. Je nach Ausgestaltung der
Unterlage kann so eine z.B. mit Indexierbolzen, Nutensteinen oder
unterschiedlichen Rasterbohrungen versehene Basisschiene verwendet
werden. Der Grundkörper
kann aber auch in einer einteiligen Ausführung gefertigt sein.
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Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Spannvorrichtung
in einer Perspektivansicht;
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2 die
in 1 dargestellte Spannvorrichtung
in einem Längsschnitt,
einer Seitenansicht und einer Draufsicht;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A von 2;
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4 eine
Schnittansicht entlang der Linie B-B von 2;
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5 eine
vergrößerter Ansicht
der Festbacke in einem Längsschnitt;
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6 eine
vergrößerte Ansicht
der Verstellbacke in einem Längsschnitt
und
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7 eine
Schnittansicht entlang der Linie C-C von 2.
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Der in den 1 und 2 schematisch
dargestellte Mehrfachspanner enthält einen schienenförmigen Grundkörper 1 mit
zwei voneinander beabstandeten Seitenwangen 2 und 3,
auf denen eine Festbacke 4 und mehrere in Reihe liegende
Verstellbacken 5 angeordnet sind. Bei der gezeigten Ausführung sind
die beiden Seitenwangen 2 und 3 als gesonderte schienenförmige Seitenteile
ausgeführt,
die über seitliche
Schrauben 6 an den beiden Seiten einer Basisschiene 7 befestigt
sind. Diese Ausführung
des Grundkörpers 1 weist
neben der einfacheren Fertigung den zusätzlichen Vorteil auf, daß die Basisschiene 7 einfach
ausgetauscht und der Mehrfachspanner damit relativ einfach an unterschiedliche Aufspannanforderungen
angepaßt
werden kann. Je nach Ausgestaltung der Unterlage kann so z.B. eine mit
Indexierbolzen, Nutensteinen oder unterschiedlichen Rasterbohrungen
versehene Basisschiene 7 verwendet werden. Der Grundkörper 1 kann
aber auch in einteiliger Form ausgeführt sein.
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Wie aus 3 hervorgeht, weisen die beiden schienenförmigen Seitenwangen 2 und 3 an
den einander zugewandten inneren Seiten in Längsrichtung verlaufende Nuten 8 und entgegengesetzte
untere Schrägflächen 9 auf.
An der inneren Seitenfläche
der einen Seitenwange 2 ist außerdem eine Verzahnung 10 vorgesehen,
die sich aus Gründen
der vereinfachten Herstellung auf beiden Seiten der Nut 8 erstreckt.
In die Verzahnung 10 an der oberen Seitenfläche der
Seitenwange 2 greift eine entsprechende Gegenverzahnung 11 an
einem in 4 erkennbaren
und im folgenden noch näher
erläuterten
Verschiebeelement 12 ein, das zur positionsgenauen Verbindung
der dort gezeigten Verstellbacke 5 mit dem Grundkörper 1 dient.
Die Basisschiene 7 weist bei der gezeigten Ausführung an
der zur Verzahnung 10 gewandten Seitenfläche keine
entsprechende Gegenverzahnung auf. Bei Bedarf könnte jedoch auch an der Basisschiene 7 eine
Gegenverzahnung vorgesehen werden.
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Von der Basisschiene 7 und
den beiden mit dieser verschraubten Seitenwangen 2 und 3 wird
so eine im wesentlichen T-förmige
Längsnut
mit einer oberen Führungsnut 13 zwischen
den beiden oberen Seitenflächen
an der Innenseite der Seitenwangen 2 und 3 begrenzt.
An der oben abgeschrägten
Außenseite
der Seitenwange 2 ist eine Skalierung 14 als Positionierhilfe
für die
Werkstücke
und/oder die Backen angebracht. Auch an der anderen Seitenwange 3 kann
eine entsprechende Skalierung vorgesehen sein. An der Basisschiene 7 sind
nach unten vorstehende Indexierbolzen 15 zur paßgenauen
Befestigung auf einem Unterteil angeordnet. Der vorstehend beschriebene
Grundkörper 1 ist
in an sich bekannter Weise über
die Indexierbolzen 15, Nutensteine und dgl. auf einem Maschinentisch
oder einer anderen geeigneten Unterlage einer Bearbeitungsmaschine befestigbar.
Der Grundkörper 1 trägt die Festbacke 4 und
die Verstellbacken 5.
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Wie besonders aus 6 hervorgeht, enthalten die Verstellbacken 5 einen
Verstellbackenkörper 16 mit
einem unteren Führungsstück 17,
das in der Führungsnut 13 zwischen
den beiden Seitenwangen 2 und 3 verschiebbar angeordnet
ist. Unterhalb des Führungsstücks 17 ist
ein auch in den 4 und 7 dargestelltes Klemmstück 18 angeordnet,
das durch eine erste Spannschraube 19 vertikal beweglich
an dem Verstellbackenkörper 16 gehalten
ist. Das in 7 im Querschnitt
gezeigte Klemmstück 18 ragt
mit seinen beiden äußeren Enden
in die beiden seitlichen Nuten 8 der Seitenwangen 2 und 3 hinein. Das
Klemmstück 18 enthält zwei
obere Schrägflächen 20 die
beim Anziehen der in 6 gezeigten Spannschraube 19 zu
Anlage an den unteren Schrägflächen 9 der
beiden Seitenwangen 2 und 3 gelangen und beim
weiteren Anziehen die beiden Seitenwangen 2 und 3 zur
Erzeugung einer Klemmkraft nach innen drücken.
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Der Verstellbackenkörper 16 weist
gemäß 6 an der einen Seite eine
gerade Anlagefläche 50 und
an der anderen Seite eine schräge
Spannfläche 21 auf.
In einer Nut 22 im Verstellbackenkörper 16 ist das vorstehend
bereits erwähnte
Verschiebeelement 12 mit der seitlichen Gegenverzahnung 11 zwischen
einer unteren Eingriffsstellung und einer oberen Lösestellung
vertikal verschiebbar geführt. An
der schrägen
Spannfläche 21 des
Verstellbackenkörpers 16 liegt
eine schräge
Fläche 23 eines
Spannbackens 24 an. Über
eine mit dem Klemmstück 18 verschraubte,
schräg
verlaufende zweite Spannschraube 25 ist der Spannbacken 24 in
der Längsrichtung
des Grundkörpers 1 verstellbar.
Durch die zweite Spannschraube 25 wird über das Klemmstück 18 ferner
eine zusätzliche
Klemmkraft entwickelt, die die oben beschriebene Klemmwirkung verstärkt. Die schrägen Flächen 21 und 23 sind
derart gewählt,
daß die
Spannbewegung nach unten und vorne geleitet wird. Dadurch wird ein
Abheben der Werkstücke (Niederzug)
verhindert. Das Öffnen
der Spannbacke 24 wird mittels eines Stifts 26 als
Mitnahmeelement bewirkt. Ein in 7 erkennbarer
zweiter Stift 27, der in eine Nut 28 eingreift,
dient als Führung
und Hubbegrenzung beim Öffnen
der Spannbacke 24. Die Spannfläche 29 der Spannbacke 24 ist
vorzugsweise profiliert, kann jedoch in beliebiger Weise an die Spannanforderungen
angepaßt
werden (glatt, bombiert usw.).
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An der Spannfläche 29 des Spannbackens 24 ist
optional eine in 6 gezeigte
Aufsatzbacke 30 montierbar. Sie ist für solche Fälle gedacht, bei denen eine
resultierende Spannbewegung nach unten nicht vorteilhaft ist. Sie
sind auch ohne Schrauben schnell und einfach austauschbar. Hierzu
dient je eine in den 3 und 7 gezeigte Nut 31 und 32 in den
Seitenwangen 2 und 3, über welche die Aufsatzbacken 30 mittels
einer Klemmfeder eingeschwenkt werden können und sich beim Öffnen der
Spannbacke 24 nicht abheben. In der horizontalen Bewegung (Öffnen der
Aufsatzbacke) sind sie durch in 7 gezeigte
Federelemente 33 gehalten, die in Nuten 34 bei
der Spannbacke 24 eingreifen.
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Zum Anheben und Absenken des Verschiebeelements 12 ist
dieses über
zwei in 4 gezeigte Befestigungsschrauben 35 und
zwei innerhalb des Spannbackenkörpers 16 verschiebbar
geführte
Distanzhülsen 36 mit
einem Griffelement 37 verbunden. An der Oberseite des Spannbackenkörpers 16 ist eine
Quernut 38 zur Aufnahme des leistenförmigen Griffelements 37 in
der abgesenkten Eingriffsstellung vorgesehen. Innerhalb des Spannbackenkörpers 16 ist
außerdem
eine Hubbegrenzung 39 für
das Verschiebeelement 12 angeordnet.
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Die in den 3 und 5 gezeigte
Festbacke 4 enthält
einen mit einer Anschlagfläche 40 versehenen
Festbackenkörper 41,
der auf den beiden Seitenwangen 2 und 3 aufliegt.
An der Unterseite des Festbackenkörpers 41 ist ein Nutenstein 42 mit
einer seitlichen Verzahnung 43 zum Eingriff in die Verzahnung 10 an
der Innenseite der Seitenwange 2 festgeschraubt. Unterhalb
des Nutensteins 42 ist ein Klemmstück 44 angeordnet und
wird durch zwei Spannschrauben 45 vertikal beweglich an
dem Festbackenkörper 41 gehalten.
Das Klemmstück 44 weist ebenfalls
obere Schrägflächen zur
Anlage an den unteren Schrägflächen der
Seitenwangen 2 und 3 auf. Das Führungsspiel 46 ist
an der Festbacke 4 derart ausgelegt, daß es kleiner ist als dasjenige
der Verstellbacke 5. Im geklemmten Zustand bleibt somit
für die
Verstellbacke ein erforderliches Grundspiel 47 zur Betätigung der
Verschiebeelemente 12. Der Nutenstein 42 der Festbacke
ist nicht verschiebbar, da hier eine schnelles Umsetzen normalerweise
nicht erforderlich ist. Eine Basisverschiebung, die bei entsprechenden
Platzverhältnissen
notwendig sein kann, ist aber möglich.
Die referenzgenaue Position der Festbacke 4 ist durch den
Formschluß mit
den Verzahnungen 10 und 43 gegeben. Die Positionen der
Festbacke 4 und der Verstellbacke 5 sind über Kanten 48 bzw.
49 ihrer Anschlagflächen
auf der Skalierung 14 ablesbar und wiederholt reproduzierbar
Bei dem erfindungsgemäßen Mehrfachspanner wird
das erste Werkstück
an der Anschlagfläche 40 der
Festbacke 4 angelegt. Dann wird die in die Längsnut eingeschobene
erste Verstellbacke 5 bei angehobenem Griffelement 37 an
das Werkstück
herangeführt
und ca. 1-2 mm vor dem Werkstück
positioniert. Daraufhin wird das Griffelement 37 wieder nach
unten in die Quernut 38 des Verstellbackenkörpers 16 gedrückt. Dabei
wird das Verschiebeelement 12 mit der Verzahnung 11 in
die Verzahnung 10 an der inneren Seitenfläche der
Seitenwange 2 ein. Die Verzahnungen 10 und 11 sind
derart aufeinander abgestimmt, daß das Verschiebeelement 12 bei
gelöstem
Klemmstück 18 ohne
Kraftaufwand verschiebbar ist. Nachdem das Verschiebeelement 12 in
die Verzahnung 10 eingerückt wurde, wird die Spannschraube 19 mit
einem vorgegebenen Drehmoment angezogen. Dadurch werden die beiden
Seitenwangen 2 und 3 nach innen gedrückt und
das dazwischen befindliche Verschiebeelement 12 wird spielfrei
verspannt. Damit ist auch der Verstellbackenkörper 16 form- und
kraftschlüssig
fixiert. Durch entsprechendes Festziehen der Spannschraube 25 kann
dann der Spannbacken 24 bewegt und das Werkstück gespannt
werden. Die gerade Anlagefläche 50 der
ersten Verstellbacke 5 bildet gleichzeitig die feste Anschlagfläche für das nächste Werkstück, das
durch eine zweite Verstellbacke 5 in entsprechender Weise gespannt werden
kann. Wenn dagegen die Spannschraube 19 wieder gelöst wird,
kehren die beiden Seitenwangen in ihre Ausgangsstellung zurück und geben
das Verschiebeelement 12 zur einfachen Verschiebung frei.