DE19713955A1

DE19713955A1 - Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE19713955A1
Application number: DE19713955A
Authority: DE
Inventors: Sung-Bu Park
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1997-10-30
Also published as: FR2747066A1; TW347732U; US5836574A; CN1171319A; JPH1058255A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine leichte Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine, die schräg ein Werkstück fest klemmen kann und ein Unterlegelement vorsieht, das auf dem Körper des Klemmelementes gleitend bewegt werden kann.

Eine Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine wird allgemein als ein Mittel zum Niederhalten eines Werkstückes auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine verwendet. Bei der Spannvorrichtung ist der Kopf eines Befestigungsbolzens in eine Nut eingefügt, die am Tisch ausgebildet ist, und eine Befestigungs mutter ist an einem vorstehenden Abschnitt des Befestigungsbolzens durch einen Schlitz des Spannelementes hindurch montiert. Ein Ende des Spann elementes drückt das Werkstück an, um das Werkstück auf dem Tisch der Werkzeugmaschine zu befestigen.

Eine herkömmliche Spannvorrichtung, dargestellt in Fig. 10, umfaßt einen Befestigungsbolzen 57, der in eine T-Nut 55 eingefügt ist, welche an einem Tisch 50 einer Werkzeugmaschine ausgebildet ist, und sie umfaßt ein Spannelement 50, das eine eindringende Öffnung 68 zum Aufnehmen des Befestigungsbolzens 57 aufweist. Von oben gesehen, besteht das Befesti gungselement 60 aus einem U-Band. Unter dem hinteren, unteren Ende des Befestigungselementes 60 befindet sich ein Block 70 zum Haltern des Befestigungselementes 60.

Bei dieser Spannvorrichtung der Werkzeugmaschine wird zuerst der Kopf 57H des Befestigungsbolzens 57 in die T-Nut 55 des Tisches 50 eingefügt, auf dem ein Werkstück 300 plaziert ist, und der Befestigungsbolzen 57 wird in die Nähe des Werkstückes 300 bewegt. Das Befestigungselement 60 ist bezüglich des senkrechtstehenden Bolzens 57 mit einer eindringenden Öff nung 68 ausgerichtet. Umgekehrt befindet sich unter dem anderen Ende 63E des Befestigungselementes 60, das dem das Werkstück 300 andrückenden Ende 60P gegenüberliegt, ein Block 70. Mit Rücksicht auf die Änderung der Werkstückhöhe wird das hintere, untere Ende 63E des Spannelementes 60 von der ersten Oberfläche 71 oder der zweiten Oberfläche 73 des Blockes 70 getragen. Als nächstes wird die Befestigungsmutter 58 gedreht, um das Spannelement 60 zu befestigen, und die untere Oberfläche der Befestigungs mutter 58 drückt auf die obere Oberfläche 61 des Spannelementes 60.

Da die herkömmliche Spannvorrichtung aus Stahl hergestellt ist, ist die Spannvorrichtung schwer, was Mühe macht, sie zu bewegen. Darüber hinaus besteht eine gewisse Schwierigkeit bei der Handhabung der Spannvorrichtung, und zwar wegen ihrer Gestalt, was möglicherweise einen Unfall verursachen könnte.

Um eine festes Sitzen des Spannelementes 60 zu erzielen, wird die Mutter 58 weiter kontinuierlich gedreht; doch könnte die größere Kraft, welche auf die obere Oberfläche 61 des Spannelementes aufgebracht wird, eine mögliche Beschädigung der oberen Oberfläche 1 verursachen. Weiter spreizen sich beide Enden 60L, 60R des Spannelementes weiter voneinander ab, und zwar wegen der größeren Kraft, die auf die Oberfläche des Spannelementes aufgebracht wird, wodurch die Befestigung des Werkstückes verhindert wird.

Falls es einen geringfügigen Unterschied zwischen der Höhe des Werk stückes und derjenigen des Blockes gibt, kann außerdem das hintere, untere Ende 63E des Spannelementes nicht in gleichmäßige Berührung mit der Gesamtoberfläche, entweder der ersten Oberfläche oder der zweiten Ober fläche, gebracht werden, damit das Werkstück so angedrückt wird, wie es sich gehört, so daß ein instabiles Festspannen des Werkstückes die Folge ist.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die oben erwähnten und zahlreiche weitere Nachteile und Defekte des Standes der Technik zu überwinden. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit zum Befestigen eines großen Werkstückes auf einem Arbeitstisch aufweist.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine Beschädigung der Spannvor richtung aufgrund der großen Drehkraft des Befestigungsbolzens verhindert.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die das Werkstück stabil festspannen kann, obwohl das Werkstück nicht flach bzw. glatt festgespannt werden kann, und die unabhängig von der Höhe des Werkstückes verwendet werden kann. Um diese Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist eine Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine vorgesehen, die aufweist:
einen Befestigungsbolzen, von dem ein Kopfabschnitt in eine Nut eingefügt wird, die in einem Tisch der Werkzeugmaschine gebildet ist, und von dem ein senkrecht stehendes, freies Ende durch Verschrauben mit einer Befesti gungsmutter verbunden wird;
ein Spannelement, das ein Paar von sich longitudinal erstreckenden Körpern und ein Verstärkungselement aufweist, das zwischen den Körpern unter Belassung eines Abstandes angebracht ist, durch welchen der Befestigungs bolzen hindurchtritt, und wobei die Körper jeweils eine longitudinale Nut entlag einer Wand aufweisen; und
ein Unterlegelement, das auf den Körpern angeordnet wird und einen Schlitz im Mittelabschnitt des Unterlegelementes zum Aufnehmen des Befestigungs bolzens, der Befestigungsmutter, die auf dem Unterlegelement angeordnet ist, aufweist, und wobei sich das Unterlegelement gleitend in der longitudinalen Richtung der Körper bewegt wird, unter Führung durch die Nut des Spannelementes.

Die Spannvorrichtung umfaßt weiter ein Höheneinstellelement, das das freie Ende des Spannelementes gegenüber dem Anpreßabschnitt des Werkstückes trägt und zum Einstellen der Höhe des Spannelementes in bezug auf das Werkstück dient.

Weiter weist das Höheneinstellelement auf: eine Basis, die auf dem Tisch plaziert ist; eine Säule, die sich senkrecht von der Basis aus erstreckt und einen Gewindeabschnitt besitzt; und einen Halter, der durch Verschrauben mit der Säule verbunden ist und einen abfallenden Abschnitt in Berührung mit dem freien Ende des Spannelementes aufweist.

Weiter ist der Schlitz des Unterlegelementes teilweise abgeschnitten, um Zugang zum Umfang des Befestigungsbolzens zu schaffen.

Die vorliegende Erfindung dürfte unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich sein, ebenso wie ihre Ziele und Vorteile daraus für Fachleute deutlicher hervorgehen dürften.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Spann vorrichtung einer Werkzeugmaschine, dargestellt als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Unterlegelementes, das auf dem oberen Abschnitt eines in Fig. 1 dargestellten Spannelementes angeordnet ist;

Fig. 3 ist eine vergrößerte, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Höheneinstellelementes;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des in Fig. 3 dargestellten Halterelementes;

Fig. 5 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Spann vorrichtung für eine Werkzeugmaschine, dargestellt als eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ist eine vergrößerte, auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des in Fig. 5 dargestellten Höheneinstellelementes;

Fig. 7 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Spann vorrichtung für eine Werkzeugmaschine, dargestellt als eine dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Spann vorrichtung für eine Werkzeugmaschine, dargestellt als eine vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ist eine Seitenschnittansicht, die die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Spannvorrichtung veranschaulicht; und

Fig. 10 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Spann vorrichtung für eine Werkzeugmaschine gemäß dem Stande der Technik.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung im einzelnen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es sei darauf hingewiesen, daß Komponenten, welche die gleichen sind wie die des Standes der Technik, durch die gleichen Bezugszeichen gekenn zeichnet sind. Es wird also keine detaillierte Erläuterung dieser Komponenten gegeben.

Die Fig. 1 bis 9 zeigen eine Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Als erste Ausführungsform ist in Fig. 1 eine Spannvorrichtung für eine Werkzeugmaschine dargestellt. Die Spannvorrichtung besteht aus: einem Befestigungsbolzen 57 mit einem T-förmigen Kopf 57H, der in einer T- förmigen Nut 55 angeordnet wird, welche im Tisch 50 einer Werkzeug maschine gebildet ist; einem Spannelement 10, das mit einer eindringenden Öffnung 12 versehen ist, durch welche der Befestigungsbolzen 57 hindurch tritt; und einem Unterlegelement 30, das gleitend auf dem Spannelement 10 montiert ist.

Das Spannelement 10 umfaßt ein Paar von Körpern 11, 13, die sich longi tudinal erstrecken, sowie ein Verstärkungselement 15, das die Körper 11, 13 verbindet, wodurch die Eindringöffnungen 12, 14 geschaffen werden. Dem entsprechend werden die innerhalb dieser Elemente 11, 12, 15 eingegrenzten Bereiche als Eindringöffnungen 12, 14 bezeichnet. Jeder Körper 11, 13 besitzt weiter eine innere und eine äußere Nut 17 bzw. 18 (Fig. 2) in entsprechenden Seitenwänden und in longitudinaler Richtung, was den Körper 11, 13 leicht macht. Weiter bewegt sich das Unterlegelement 30, das später beschrieben wird, reibungslos entlang der äußeren Nut 18. Darüber hinaus bestehen der Körper 11, 13 und das Verstärkungselement 15, welche das Spannelement 10 bilden, aus einer Aluminiumlegierung, so daß das Gewicht des Spannelementes 10 verringert wird. Das Verstarkungselement 15 ist integral mit dem Mittelabschnitt jedes Körpers 11, 13 verbunden, was die Eindringöffnungen 12, 14 schafft. Der Befestigungsbolzen 57 wird durch die erste Eindringöffnung 12 hindurchgeführt, wodurch das Spannelement 10 durch die Befestigungsmutter 58 gesichert wird, die mit dem Bolzen 57 verbunden wird. In ähnlicher Weise wird ein Bolzen 42, der als Höhenein stellelement 40 dient und später dargestellt wird, durch die zweite Eindring öffnung 14 hindurchgeführt.

Das Unterlegelement 30 umfaßt, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, eine Verstärkungsplatte 38 zum Haltern der Befestigungsmutter 58 und eine Füh rungsplatte 31, die in Berührung unter dem Bodenabschnitt der Verstärkungs platte 38 vorgesehen ist, um eine leicht gängige Bewegung der Verstär kungsplatte 38 auf jedem Körper 11, 13 zu ermöglichen. Die Führungsplatte 31 ist umgebogen, wie in Fig. 2 dargestellt, und entsprechende umgebogene Abschnitte 33, die an beiden Enden der Führungsplatte 31 angebracht sind, werden in der entsprechenden äußeren Nut 18 jedes der Körper 11, 13 plaziert. Die Führungsplatte 31 besteht aufs der gleichen Aluminiumlegierung wie derjenigen des Körpers 11, 13, während die Verstärkungsplatte 38 aus einer Stahlplatte hergestellt ist, um die Befestigungskraft der Mutter 58 auszuhalten. In der jeweiligen Mitte der Verstärkungsplatte 38 und der Führungsplatte 31 befindet sich ein Schlitz 37, der an einem Ende offen ist. Unter Benutzung des Schlitzes 37 wird das Unterlegelement 30 zum Bolzen 57 hin bewegt, und als nächstes wird die auf dem Bolzen 57 montierte Mutter 58 gegen die Verstärkungsplatte 38 gedrückt bzw. gepreßt, wodurch das Spannelement 10 befestigt wird.

Das Spannelement der Werkzeugmaschine weist weiter ein Höheneinstell element 40 auf. Das Höheneinstellelement 40 ist in Fig. 3 dargestellt und umfaßt einen Bolzen 42, einen Kopf 44, der durch Verschrauben mit dem unteren Abschnitt des Bolzens 42 verbunden wird, und ein Halterungselement 46, das durch Verschrauben mit dem oberen Abschnitt des Bolzens 42 verbunden wird. In der Mitte des Halterungselementes 46 befindet sich eine Anschluß- bzw. Kupplungsöffnung 48 zum Verschrauben mit dem Bolzen 42. Das Halterungselement 46 weist weiter einen abfallenden Abschnitt 49 auf der oberen Oberfläche des Elementes 46 auf, wie in Fig. 4 dargestellt. Der abfallende Abschnitt 49 ist mit einer vom oberen Ende des Gewindeabschnit tes 47 (oder des Umfanges der Kupplungsöffnung 48) nach unten zum äußeren Umfangsabschnitt 49C abfallenden Abschnitt 49 versehen.

Fig. 5 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der Spannvorrichtung. Das Verstärkungselement 15A ist integral mit dem Körper 11, 13 an einem jeweiligen Ende jedes Körpers 11, 13 oder dem Ende gegenüber dem Abschnitt, der das Werkstück 300 niederhält, ausgebildet. Das Spannelement 10A weist nur eine erste Eindringöffnung 12A auf, durch welche der Befestigungsbolzen 57 hindurchgeführt wird, um das Spannelement 10A zu befestigen. Unter dem Verstärkungselement 15A befindet sich ein Höhenein stellelement 40A zum Haltern des Verstärkungselementes 15A sowie zum Einstellen der Höhe des Spannelementes 10A in bezug auf den Tisch 50. Das Höheneinstellelement 40A, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, umfaßt einen hohlen Körper 44A mit einem inneren Gewindeabschnitt 47A, sowie ein Halterungselement 46A, das durch Verschrauben mit dem Körper 44A verbunden wird. Das Halterungselement 46A besteht aus einer flachen Tragplatte 49A zum Abstützen des Verstärkungselementes 15A, und einem Bolzen 42A, der sich senkrecht von der unteren Oberfläche der Tragplatte 49A aus erstreckt.

Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform der Spannvorrichtung. Das Spann element 100 ist mehrteilig ausgebildet, wobei es sich um die modifizierte Ausführungsform der Spannvorrichtung 10 handelt, bei dem jeder Körper 11, 13 und das Verstärkungselement 15 integral miteinander verbunden sind, wie in Fig. 1 dargestellt. Das Spannelement 100 umfaßt ein getrenntes Paar von Körpern 110, 130, die sich longitudinal erstrecken, sowie ein Verstärkungs element 150, das den jeweiligen Mittelabschnitt jedes der Körper 110, 130 durch Bolzen 170 verbindet.

Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform der Spannvorrichtung. Es handelt sich um eine Modifikation der zweiten Ausführungsform, wie in Fig. 5 dargestellt. Das Spannelement 100A umfaßt ein getrenntes Paar von Körpern 110A, 130A, die sich longitudinal erstrecken, sowie ein Verstärkungselement 150A, das die Endabschnitte, oder die Endabschnitte gegenüber dem das Werkstück andrückenden Abschnitt, jedes der Körper 110, 130 durch Bolzen 170 verbindet.

Nunmehr wird die Wirkungsweise der Spannvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschrieben.

Der Kopf 57H des Befestigungsbolzens 57 wird in die T-Nut 55 des Ti sches 50 eingefügt, auf welchem das zu bearbeitende Werkstück 300 plaziert ist und der Befestigungsbolzen 57 wird weiter in die Nähe des Werkstückes 300 bewegt. Das Spannelement 10 wird so angeordnet, daß der Befesti gungsbolzen 57, der sich vom Tisch 50 aus senkrecht nach oben erstreckt, durch die zweite Eindringöffnung 12 des Spannelementes 10 hindurchdringt. Andererseits befindet sich unter dem anderen Ende 10E des Spannelementes 10, das gegenüber dem einen Ende 10P des Spannelementes 10 angeordnet ist, welches das Werkstück 300 andrückt, ein Höheneinstellelement 40. Der Kopf 44 des Höheneinstellelementes 40 ist auf dem Tisch 50 plaziert, und das Halterungselement 46 wird entlang des Bolzens 42 eingeschraubt, das sich vom Kopf 44 aus nach oben erstreckt, so daß das andere Ende 10E des Spannelementes 10 durch Berührung mit dem abfallenden Abschnitt 49 des Halterungselementes 46 abgestützt wird.

Als nächstes wird das Unterlegelement 30 gleitend entlang des Körpers 11, 13 in Richtung auf den Befestigungsbolzen 57 bewegt, und der offen enden de Schlitz 37 des Unterlegelementes 30 umgibt den Umfang des Befesti gungsbolzens 57. Die Befestigungsmutter 58 wird verschraubt und die untere Oberfläche der Mutter 58 berührt die Verstarkungsplatte 38 des Unterleg elementes 30. Nach dem vorübergehenden Befestigen des Spannelementes 10 wird das Halterungselement 46 des Höheneinstellelementes 40 auf- und abwärts bewegt, um zu bewirken, daß das Werkstück horizontal befestigt werden kann. Wenngleich gemäß Fig. 9 das koplanare Niveau des Spann elementes 10 in bezug auf das Werkstück 300 nicht beibehalten werden konnte, steht die untere Oberfläche des anderen Endes 10E des Spannele mentes 10 in Berührung mit einer bestimmten Oberfläche des abfallenden Abschnittes 49; und das Spannelement 10 ist abfallend bzw. geneigt so positioniert, daß das eine Ende 10P des Spannelementes 10 das Werkstück 300 andrückt. Nachdem die Höhe des Spannelementes 10 in bezug auf den Tisch eingestellt worden ist, wird die Befestigungsmutter 58 weiter ver schraubt bzw. angezogen, und das Werkstück wird fest positioniert.

Die obige Verfahrensweise kann an die entsprechenden Verfahrensweisen bei den Ausführungsformen 2, 3 und 4 ohne große Veränderung angepaßt werden. Es wird also keine detaillierte Erläuterung der Ausführungsformen 2, 3 und 4 gegeben.

Wie oben ausgeführt worden ist, kann das Gewicht des Spannelementes verringert werden, weil die Nut longitudinal an beiden Seitenwänden jedes Körpers angebracht ist, welche das Spannelement bilden, und weil jeder Körper aus einer Aluminumlegierung hergestellt ist. Weiter wird der beque men Handhabung des Spannelementes wegen, beim Tragen, das Spannele ment leicht festgespannt. Es besteht keine Gefahr, daß das Spannelement herunterfällt.

Weiter wird das Unterlegelement gleitend entlang der sich longitudinal er streckenden Nut bewegt, so daß das Spannelement in bezug auf das Werk stück leicht installiert wird, wo immer das Werkstück angeordnet ist. Da weiter die Verstärkungsplatte des Unterlegelementes als Stahlplatte ausgebildet ist, kann das Unterlegelement die vom Befestigungsbolzen erzeugte Torsion aushalten.

Da weiter das Halterungselement des Höheneinstellelementes in abfallender Weise ausgebildet ist, kann das Werkstück unverrückbar festgespannt werden, auch wenn das Spannelement nicht die waagrechte Position in bezug auf das Werkstück einhält.

Claims

1. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen zum Niederhalten eines Werk stücks, das auf einem Tisch einer Werkzeugmaschine plaziert ist, wobei die Spannvorrichtung aufweist:
einen Befestigungsbolzen, von dem ein Kopfabschnitt in eine Nut eingefügt wird, die in einem Tisch der Werkzeugmaschine gebildet ist, und von dem ein senkrecht stehendes, freies Ende durch Verschrauben mit einer Befestigungsmutter verbunden wird;
ein Spannelement, das ein Paar von sich longitudinal erstreckenden Körpern und ein Verstärkungselement aufweist, das zwischen den Kör pern unter Belassung eines Abstandes angebracht ist, durch welchen der Befestigungsbolzen hindurchtritt, und wobei die Körper jeweils eine longitudinale Nut entlag einer Wand aufweisen; und
ein Unterlegelement, das auf den Körpern angeordnet wird und einen Schlitz im Mittelabschnitt des Unterlegelementes zum Aufnehmen des Befestigungsbolzens, der Befestigungsmutter, die auf dem Unterlegele ment angeordnet ist, aufweist, und wobei sich das Unterlegelement gleitend in der longitudinalen Richtung der Körper bewegt, unter Füh rung durch die Nut des Spannelementes.

2. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, nach Anspruch 1, wobei die Spannvorrichtung weiter aufweist: ein Höheneinstellelement, das das freie Ende des Spannelementes gegenüber dem Anpreßabschnitt des Werkstückes trägt und zum Einstellen der Höhe des Spannelementes in bezug auf das Werkstück dient.

3. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, nach Anspruch 1, bei der der Schlitz des Unterlegelementes teilweise abgeschnitten ist, um Zugang zum Umfang des Befestigungsbolzens zu schaffen.

4. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, nach Anspruch 1, bei der das Spannelement aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.

5. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, nach Anspruch 1, bei der das Unterlegelement eine Führungsplatte, die beweglich entlang der genann ten Nut des Spannelementes ist, und eine Verstarkungsplatte aufweist, die in Berührung mit der Führungsplatte montiert ist, und wobei die genannte Befestigungsmutter auf der oberen Oberfläche der Verstär kungsplatte angebracht ist.

6. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, nach Anspruch 5, bei der die Verstärkungsplatte aus Stahl hergestellt ist und die Führungsplatte aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.

7. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, nach Anspruch 2, bei der das Höheneinstellelement aufweist: eine Basis, die auf dem Tisch plaziert ist; eine Säule, die sich senkrecht von der Basis aus erstreckt und einen Gewindeabschnitt besitzt; und einen Halter, der durch Verschrau ben mit der Säule verbunden ist und einen abfallenden Abschnitt in Berührung mit dem freien Ende des Spannelementes aufweist.

8. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, nach Anspruch 7, bei der die genannte Säule durch die Mitte des genannten Halters hindurchgeführt ist, und der periphere Abschnitt der genannten Mitte des Halters nach unten zum peripheren Abschnitt des genannten Halters hin abfällt.