DE19548978A1

DE19548978A1 - Spannvorrichtung mit Spannbacken

Info

Publication number: DE19548978A1
Application number: DE19548978A
Authority: DE
Inventors: Thomas Flad
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2015-12-29
Also published as: DE19548978C2

Description

Es ist bekannt, daß Spannbacken von allen Herstellern in einer der Spannvorrichtung oder dem Schraubstock entsprechenden Größe hergestellt werden. Kein bekannter Hersteller bietet austauschbare Backen an, die die Backenbreite individuell vergrößern beziehungsweise verkleinern.

Unter P.A. 567 466* sind Spannbacken beschrieben die zwar um 180 Grad drehbar sind, aber die Vorrichtungsbreite, bzw. die Schraubstockbreite nicht verändern. Außerdem ist die Herstellung dieser obengenannten Spannbacken sehr aufwendig und teuer.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die zeitraubende Mehrfachaufspannung von Werkstücken zu verringern und so die Rüstzeiten und Werkzeugwechselzeiten einzusparen. Außerdem kann in vielen Fällen auf den Bau teurer Vorrichtungen verzichtet werden.

Die Spannbacken eignen sich besonders gut zum Einsatz in Maschinenschraubstöcken bei der Bearbeitung auf CNC-gesteuerten Bearbeitungszentren sowohl bei horizontaler wie auch vertikaler Bearbeitung.

Die Spannbacken sind aber auch für andere Spannvorrichtungen in vielen Fällen geeignet.

Der Hauptvorteil der Spannbacken liegt darin, daß die Breite der Vorrichtung bzw. des Schraubstocks variabel ist und die Spannbacken dem Werkstück durch Ausfräsen oder eine andere Bearbeitungsmethode anpaßbar sind. Außerdem lassen sich die Spannbacken bei einer neuerlichen Aufspannung wieder exakt an gleicher Stelle einsetzen.

Die Spannbacken werden nach dem Baukastenprinzip eingesetzt, was bedeutet, daß für kleine Werkstücke schmale Backen zur Verfügung stehen und für große Werkstücke breite Backen, oder kombiniert können schmale und breite Backen für Werkstücke mit besonderen Außenformen eingesetzt werden.

Diese Probleme werden durch die in Patentanspruch 1-19 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß:

- Maschinenrüstzeiten verkürzt werden,
- bei Mehrseitenbearbeitung Werkzeugwechselzeiten entfallen,
- die Bearbeitungszeiten (Hauptzeiten ) verkürzt werden,
- das Verkanten der Schraubstockbacken auch bei kleinen Werkstücken verhindert wird, da das Spannen über die Schraubstockmittelachse gewährleistet ist,
- geringerer Verschleiß des Schraubstockes durch Spannen über die Mittelachse,
- Einsatz als Anschlag zum winkligen Spannen schiefwinkliger Werkstücke,
- Einsatz als Anschlag zum schrägen Spannen von Werkstücken,
- Einsparung teurer Vorrichtungen,
- beidseitige Verwendbarkeit der Backen, auf Umschlag 180 Grad,
- vierseitige Verwendbarkeit der Backen, auf Umschlag 90 Grad, bei Backen gleich oder kleiner als Vorrichtungshöhe,
- schnelles Auswechseln der Spannbacken,
- schnelles Spannen von Werkstücken mit ungleichmäßigen Außenkonturen,
- Spannen von runden oder ovalen Werkstücken,
- hohe Wiederholgenauigkeit bei Wiedereinbau der Spannbacken,
- Einsatz von Zusatzgeräten oder Vorrichtungen die ebenso wie die Spannbacken zum Einsetzen in die Spannvorrichtung oder den Schraubstock geeignet sind,
- Einsatz nach dem Baukastenprinzip, durch Kombination verschiedener Spannbacken in der Vorrichtung bzw. dem Schraubstock,
- Einsetzbarkeit auch in Schraubstöcken bzw. Vorrichtungen die bisher nicht für diese Spannbacken geeignet waren, durch Verwendung von Zwischenbacken,
- Einsatz als Winkelanschlag zum Auflegen von Werkstücken durch winkliges Abfräsen der Spannbacken,
- Einsatz als Winkelanschlag mit beliebigem Winkel bei Ausführung als Universalwinkelbacke,
- Einsatz als einfache Auflage für Werkstücke, ersetzt Fräsunterlagen,
- Einsatz als Werkstückanschlag zur seitlichen Lagedefinition des Werkstücks,
- Verbindung mehrerer Vorrichtungen bzw. Schraubstöcke zum Spannen langer Werkstücke,
- Zwischenbacke zur Verbreiterung und - oder Erhöhung der Vorrichtung bzw. des Schraubstocks.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 1-20 angegeben. Durch Absetzen, bzw. Ausfräsen der Spannbacke kann eine dem Werkstück angepaßte Auflagefläche geschaffen werden, die ein sicheres und schnelles Spannen auch komplizierter Außenkonturen des Werkstückes ermöglicht.

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben:

Bezugszeichenliste

1 Schraubstock bzw. Spannvorrichtung
2 Zwischenbacke
3 Spannbacke
4 Werkstück
5 Fräser vertikal
6 Fräser horizontal
7 Bohrung horizontal
8 Bohrung vertikal
9 Universalwinkelbacke
10 Paßbohrung
11 Gewinde
12 Senkbohrung für Senkschraube
13 Zylinderstift in Passung
14 Universalwinkelbacke Innenteil
15 Universalwinkelbacke Außenteil
16 Winkelskala
17 Gegenwinkel Innenteil
18 Gegenwinkel Außenteil

Zeichnung 1

Ein Schraubstock (1) mit zwei Zwischenbacken (2) und Spannbacken (3).

Werkstück (4) mit Fräser in Vertikalbearbeitung (5) und in Horizontalbearbeitung (6) mit Querbohrung (7). Die Kanten sind außen mit dem Vertikalfräser (5) abgerundet und in der Werkstückmitte ist eine Freisparung ausgefräst. Das Werkstück liegt auf den Spannbacken auf, in die vorher ein Absatz gefräst wurde (gestrichelte Linie).

Ohne die durch die schmalen Spannbacken entstandene Lücke hätte dieses Werkstück in einer anderen Aufspannung weiterbearbeitet werden müssen, mit den schmalen Spannbacken konnte die Freisparung in der Mitte des Werkstücks in einer Aufspannung mitbearbeitet werden, da der Fräser eintauchen konnte ohne die Zwischenbacke zu verletzen.

Zeichnung 2

Die Spannbacken (3) sind in Zwischenbacken (2) eingesetzt. Vier Spannbacken (3) halten das Werkstück (4) außen und ermöglichen eine Vierseitenbearbeitung mit dem Vertikalfräser (5).

Durch die schmalen Spannbacken ist es möglich, das Werkstück an vier Seiten zu bearbeiten, weil dem Fräser genug Platz zwischen Zwischenbacke und Werkstück bleibt um einzutauchen. Auch in diesem Fall wird in einer Aufspannung erreicht, was bisher zwei Aufspannungen erforderte.

Zeichnung 3

Die Spannbacken (3) sind im Schraubstock (1) eingesetzt. Zwei Spannbacken (3) halten das Werkstück (4) in der Mitte und ermöglichen eine Zweiseitenbearbeitung mit dem Vertikalfräser (5) oder dem Horizontalfräser (6).

Das Werkstück ist kleiner als die Vorrichtung bzw. der Schraubstock und kann mit Hilfe der schmaleren Spannbacken beidseitig bearbeitet werden, horizontal oder vertikal.

Zeichnung 4

Werkstück (4) mit Radien beidseitig als Anwendungsbeispiel für den Einsatz von zwei Spannbacken (3). Das Werkstück ist kleiner als die Schraubstockbreite und kann nur durch den Einsatz der schmalen Spannbacken beidseitig in einer Aufspannung bearbeitet werden. Die Absetzung (gestrichelte Linie) der Spannbacken (3) dient als Auflage für das Werkstück (4).

Zeichnung 5

Werkstück (4) mit gerundeten Ecken als Anwendungsbespiel für den Einsatz von zwei Spannbacken (3). Das Werkstück ist kleiner als die Schraubstockbreite und kann nur durch den Einsatz der schmalen Spannbacken beidseitig in einer Aufspannung bearbeitet werden. Die Absetzung (gestrichelte Linie) der Spannbacken (3) dient als Auflage für das Werkstück (4).

Zeichnung 6

Werkstück (4) horizontal bearbeitet mit Querbohrungen (7) und beidseitig überfräst als Anwendungsbeispiel für zwei Spannbacken. Das Werkstück ist kleiner als die Schraubstockbreite und kann nur durch den Einsatz der schmalen Spannbacken beidseitig in einer Aufspannung bearbeitet werden. Die Absetzung (gestrichelte Linie) der Spannbacken (3) dient als Auflage für das Werkstück (4).

Zeichnung 7

Werkstück (4) mit angefasten Ecken als Anwendungsbeispiel für den Einsatz von zwei Spannbacken (3). Das Werkstück ist kleiner als die Schraubstockbreite und kann nur durch den Einsatz der schmalen Spannbacken beidseitig in einer Aufspannung bearbeitet werden. Die Absetzung (gestrichelte Linie) der Spannbacken (3) dient als Auflage für das Werkstück (4).

Zeichnung 8

Spannbacke (3) als Anschlagwinkel für Werkstück (4). Das Beispiel zeigt ein Werkstück (4), das aufgrund der schrägen Unterseite ohne winkligen Anschlag nicht winklig in die Spannvorrichtung eingesetzt werden kann. Durch Anschlagen an die Spannbacke (3) ist dies möglich.

Zeichnung 9

Spannbacke (3) angeschrägt als Auflage für Werkstück (4). Das Beispiel zeigt ein Werkstück, das an der Oberseite überfräst wird. Durch Auflegen auf die angeschrägte Spannbacke kann das Werkstück (4) winklig überfräst werden.

Die Spannbacke muß vorher im entsprechenden Winkel überfräst worden sein.

Zeichnung 10

Werkstück (4) unterschiedlicher Breite mit drei Spannbacken (3) gespannt und mehrseitig bearbeitet. Durch die Verwendung von zwei schmalen und einer breiten Spannbacke (3) kann das in diesem Beispiel gezeigte Werkstück (4) mehrseitig mit Vertikalfräser (5) bearbeitet werden. Eine der schmalen Spannbacken ist zu diesem Zweck abgesetzt.

Zeichnung 11

Werkstück (4) unterschiedlicher Breite mit Radius mit vier Spannbacken (3) gespannt und mehrseitig bearbeitet. Durch die Verwendung von vier Spannbacken kann das in diesem Beispiel gezeigte Werkstück (4) mehrseitig mit Vertikalfräser (5) bearbeitet werden. Zwei der Spannbacken (3) sind mit Radius abgesetzt, der dem Radius des Werkstücks (4) entspricht.

Zeichnung 12

Werkstück (4) unterschiedlicher Breite mit zueinander versetzten Absätzen mit vier Spannbacken (3) verspannungsfrei gespannt und mehrseitig bearbeitet. Durch die Verwendung von vier Spannbacken (3) kann das in diesem Beispiel gezeigte Werkstück (4) mehrseitig mit Vertikalfräser (5) bearbeitet werden. Zwei der Spannbacken (3) sind abgesetzt und ermöglichen ein verspannungsfreies Spannen des Werkstücks (4).

Zeichnung 13

Werkstück (4) so lang, daß mehrere Schraubstöcke (1) benötigt werden. Durch die Verwendung der Zwischenbacken (2) wird die Breite der Schraubstöcke zusätzlich vergrößert. Durch Verwendung der Spannbacken (3), die zur Auflage des Werkstücks ausgefräst sind (gestrichelte Linie) und in ihrer Breite so gewählt sind, daß das Werkstück möglichst großflächig gespannt wird. Dennoch ist in den Lücken zwischen den Spannbacken genug Platz, um die vorgesehenen Radien zu fräsen.

Zeichnung 14

Werkstück (4) so lang, daß die Breite des Schraubstocks (1) nicht ausreicht, um ein sicheres Auflegen und Spannen zu gewährleisten. Durch Verwendung von Zwischenbacken (2) und insgesamt vier Spannbacken (3) die zum Auflegen und Spannen des Werkstücks ausgefräst sind (gestrichelte Linie), wird eine der Werkstücklänge angemessene Auflage und Spannfläche erreicht.

Zeichnung 15

Spannbacke (3) Seitenansicht. Die Spannbacke besitzt ein Schraubenloch für Senkkopfschrauben (12), durch das die Spannbacke an die Spannvorrichtung oder die Zwischenbacke angeschraubt werden kann. Die Paßstifte (13), die in die Spannbacke eingepaßt sind und deren Abstand gleich dem Bohrungsabstand der Spannvorrichtung oder der Zwischenbacke ist, dient zur Fixierung der Spannbacke in der Spannvorrichtung oder der Zwischenbacke.

Dadurch, daß der Abstand der Paßstifte dem Abstand der Bohrungen in der Spannvorrichtung bzw. der Zwischenbacke entspricht, kann die Spannbacke um jeweils einen Bohrungsabstand versetzt in die Spannvorrichtung oder die Zwischenbacke eingesetzt werden. Außerdem kann Die Spannbacke um 90 Grad verdreht eingesetzt werden, wenn die Form der Vorrichtung kein Hindernis darstellt. Ein Verdrehen um 180 Grad ist aber im Normalfall immer möglich. Auf diese Weise ist die Spannbacke auf vier bzw. zwei Seiten verwendbar und kann auf verschiedene Werkstücke angepaßt werden.

Zeichnung 16

Spannbacke (3) Vorderansicht. Das Schraubenloch (12) ist ganz sichtbar und die Paßstifte (13) sind verdeckt gezeichnet. Die Funktion ist bei Zeichnung 15 beschrieben.

Zeichnung 17

Spannvorrichtung (1) oder Zwischenbacke (2) Seitenansicht im Schnitt. Auf die Schraffur wurde wegen der Übersichtlichkeit verzichtet. In der Spannvorrichtung (1) bzw. der Zwischenbacke (2) befinden sich Paßbohrungen (10) und Gewinde (11), die zur Aufnahme und Fixierung der Spannbacken in der Spannvorrichtung bzw. der Zwischenbacke dienen.

Der Abstand der Paßbohrungen mit Gewinde zueinander entspricht dem Abstand der Paßstifte in den Spannbacken. Dadurch können die Spannbacken an jeder Stelle der Spannvorrichtung bzw. der Zwischenbacke eingesetzt und festgeschraubt werden. Die Paßbohrungen mit Gewinde haben dabei die Doppelfunktion des Fixierens oder des Befestigens.

Zeichnung 18

Spannvorrichtung (1) oder Zwischenbacke (2). Die Paßbohrungen (10) mit den Gewinden (11) sind ganz zu sehen. Die Schraubenlochbohrungen (12) sind nur bei Zwischenbacken notwendig, um die Zwischenbacken in der Spannvorrichtung zu befestigen.

Die Spannvorrichtung hätte an dieser Stelle auch Paßbohrungen mit Gewinde.

Zeichnung 19

Spannvorrichtung (1) ausgeführt als Teilapparat mit Gegenhalter, der den Spanndruck bewirkt. Auf dem Teilapparat befindet sich die Zwischenbacke (2) oder der Teilapparat verfügt selbst über ein Lochmuster, welches das Fixieren und Festschrauben der Spannbacken ermöglicht. Auch auf einem Teilapparat können die Spannbacken eingesetzt werden und für eine sichere Spannung des Werkstücks sorgen. Die möglichen Freilassungen durch Wahl schmaler Spannbacken ermöglichen auch hier das Eintauchen der Fräsers ohne die Zwischenbacke oder den Teilapparat zu verletzen. Durch Ausfräsen oder andere Bearbeitungsverfahren können die Spannbacken auch hier an eine spezielle Werkstückform angepaßt werden.

Zeichnung 20

Zwischenbacke (2) oder Spannvorrichtung (1) im Schnitt. Auf die Schraffur wurde wegen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die Paßbohrungen (10) mit Gewinde (11) entsprechen denen, die bei Zwischenbacken für Schraubstöcke oder andere Spannvorrichtungen Verwendung finden.

Zeichnung 21

Zwischenbacke (2) oder Spannvorrichtung (1) Vorderansicht. Die Funktion entspricht genau denen bei anderen Spannvorrichtungen. Die Zeichnungen 19 bis 21 sollen die Verwendbarkeit auch in Teilapparaten verdeutlichen.

Zeichnung 22

Mehrere Werkstücke (4) mit Schraubenloch (12) sind in der Spannvorrichtung (1) oder den Zwischenbacken (2) gespannt. Die Spannbacken (3) dienen in diesem Fall zum seitlichen Anschlagen der Werkstücke.

Zeichnung 23

Zwei zylindrische Werkstücke (4) sind in den Spannbacken (3) gespannt. Die Spannbacken sind vorher im gleichen Durchmesser, den die Werkstücke aufweisen, aufgebohrt oder aufgefräst worden. Dadurch können zwei Werkstücke gespannt und bearbeitet werden und, wie hier gezeigt, z. B. ein Sechskant gefräst werden. Geringe Abweichungen der Werkstückdurchmesser kann die Spannvorrichtung bzw. der Schraubstock durch sein Eigenspiel ausgleichen. Diese Spannmethode ist genausogut auf viereckige Werkstücke anwendbar.

Zeichnung 24

Universalwinkelbacke Seitenansicht. Die Universalwinkelbacke besteht aus zwei Teilen, dem Innenteil (14) und dem Außenteil (15). Das Innenteil besitzt das gleiche Schraubenloch (12) und die gleichen Stifte (13), wie sie bei den Spannbacken vorhanden sind. Bei gelöster Spannschraube in Schraubenloch (12) läßt sich das Außenteil gegen das Innenteil verdrehen, ohne daß sich das Innenteil mitdreht, weil es mit den Stiften in der Vorrichtung oder den Zwischenbacken fixiert ist. Stifte um 90 Grad verdreht gezeichnet zur besseren Übersicht.

Zeichnung 25

Universalwinkelbacke Vorderansicht. Das Außenteil (15) hat einen Nullstrich der auch mit Nonius versehen sein kann und das Innenteil (14) hat eine Winkelskala (16) die eine genaue Einstellung des Winkels des Außenteils gegenüber dem Innenteil erlaubt.

Zeichnung 26

Gegenwinkel mit Spannbacke (3) Seitenansicht. Der Gegenwinkel besitzt wie die Winkelbacke ein Schraubenloch (12) und Stifte (13), die ein Einschrauben und Fixieren in der Spannvorrichtung oder dem Schraubstock ermöglichen. Der Gegenwinkel ist höher als die Winkelbacke und verfügt oben über ein Lochmuster, welches das Einschrauben und Fixieren einer Spannbacke (3) erlaubt. Der Gegenwinkel dient zum Spannen von Werkstücken, die schmaler sind als die Universalwinkelbacke.

Die Stifte sind um 90 Grad verdreht gezeichnet zur besseren Übersicht.

Zeichnung 27

Gegenbacke Vorderansicht mit Spannbacke (3). Die Gegenbacke hat keine Winkelskala (16) wie die Universalwinkelbacke, aber sie kann auch mit Winkelskala ausgeführt sein.

Die Gegenbacke besteht wie die Winkelbacke aus einem Außenteil (18) und einem Innenteil (17). Das Außenteil kann wie bei der Winkelbacke gegen das Innenteil verdreht werden, während das Innenteil seine Position beibehält, weil es mit den Stiften (13) in der Spannvorrichtung oder der Zwischenbacke fixiert ist.

Zeichnung 28

Universalwinkelbacke mit eingestelltem Winkel. Das Außenteil (15) ist gegenüber dem Innenteil (14) verdreht und ein Winkel ist eingestellt. Die Lage der Stifte (13), des Schraubenlochs (12) und der Winkelskala (16) bleiben unverändert.

Zeichnung 29

Universalwinkelbacke eingesetzt in Spannvorrichtung (1) oder Zwischenbacke (2) mit aufgelegtem Werkstück. Einige der Paßbohrungen (10) mit Gewinde (11) im Umfeld der Winkelbacke sind weggelassen zur besseren Übersichtlichkeit.

Claims

1. Spannvorrichtung mit einem Grundkörper (1), mit mindestens zwei Spannbackenträgern (2) sowie einer Vorrichtung zum Bewegen der Spannbackenträger bzw. eines Spannbackenträgers, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unterschiedliche, baukastenartig aufeinander abgestimmte Spannbacken (3) mit unterschiedlichen Abmessungen und Ausbildungen vorgesehen sind zum formschlüssigen Einsatz in Aufnahmevorrichtungen an den Spannbackenträgern (2).

2. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spannbacken nebeneinander in der Spannvorrichtung anbringbar sind.

3. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacken verschiedener Größe in der Spannvorrichtung anbringbar sind.

4. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacken 180 Grad gedreht zweiseitig verwendbar sind.

5. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacken um 90 Grad gedreht vierseitig verwendbar sind.

6. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken an die Form eines zu spannenden Werkstückes angepaßt werden können.

7. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacke zum winkligen Anschlagen eines Werkstückes dient.

8. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacke unter Verwendung von Zwischenbacken in der Spannvorrichtung aufgenommen werden kann.

9. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacken mit Zwischenbacken in Spannvorrichtungen benutzt werden können, die vorher nicht für Spannbacken geeignet waren.

10. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung breiter Spannbacken die Breite der Spannvorrichtung vergrößert wird.

11. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung zweier Spannbacken nebeneinander die Breite der Spannvorrichtung vergrößert werden kann.

12. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung schmaler Spannbacken die Breite der Spannvorrichtung verkleinert wird.

13. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung von Spannbacken Platz zwischen der Spannvorrichtung und dem Werkstück entsteht.

14. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacken verschiedener Größe nebeneinander angebracht werden können.

15. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacken immer wieder an gleicher Stelle in die Spannvorrichtung eingesetzt werden können.

16. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacke als Universalwinkelbacke zum winkligen Anschlagen von Werkstücken unter beliebigem Winkel dienen.

17. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenbacken die Breite und Höhe der Spannvorrichtung vergrößern können.

18. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß das Spannen und Anschlagen mehrerer Werkstücke im Schraubstock oder der Spannvorrichtung möglich ist.

19. Spannbacke dadurch gekennzeichnet, daß Spannbacken zum Fixieren oder Auflegen des Werkstücks dienen können.