DE19757430C1 - Spanneinrichtung zur Fixierung eines Einzugsnippels an einer Aufspannplatte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zur Fixierung eines Einzugsnippels an einer Aufspannplat­ te, mit einer Zylinder/Kolben-Anordnung, die einen Zylin­ der und einen im Zylinder unter Bildung eines Druckraums verschiebbar geführten Kolben umfaßt, einer Aufnahme für den Einzugsnippel, die an der dem Druckraum gegenüberlie­ genden Stirnseite des Kolbens ausgebildet ist, und einem durch die Zylinder/Kolben-Anordnung betätigbaren Spannme­ chanismus, um den Einzugsnippel in der Aufnahme zu arre­ tieren.

Die Bearbeitung von metallischen Werkstücken ist häufig sehr komplex und kann eine Vielzahl von zerspanenden und spanlosen Arbeitsgängen an unterschiedlichen Bearbei­ tungsmaschinen umfassen, um aus einem Rohling das fertige Bauteil herzustellen. Insbesondere bei automatisierten Fertigungsabläufen ist es dabei wesentlich, daß das Werk­ stück bei jedem Arbeitsgang eine definierte Lage an der jeweiligen Werkzeugmaschine einnimmt. Zu diesem Zweck ist es in der Praxis üblich, das zu bearbeitende Werkstück zunächst auf eine Lochrasterplatte aufzuspannen und dann die ganze Einheit über vier Einzugsnippel, die an der Rückseite der Lochrasterplatte vorgesehen und als Zen­ trierelemente ausgebildet sind, an der jeweiligen Werk­ zeugmaschine festzuspannen, indem die Einzugsnippel in entsprechende Schnellspanneinheiten, die am Maschinen­ tisch vorgesehen sind, eingesetzt werden. In der Massen­ produktion kann so die Lage der Schnellspanneinrichtungen als fester Maschinenparameter berücksichtigt werden, so daß es lediglich erforderlich ist, jeweils das Werkstück exakt an der Lochrasterplatte zu positionieren. Das ei­ gentliche Fest- und Umspannen der Einheit aus Werkstück und Lochrasterplatte an den Maschinen kann dann sehr schnell und unproblematisch erfolgen, ohne daß eine wei­ tere Positionierung notwendig ist.

Aus der DE-U 297 02 577 ist eine hydraulische Spannein­ richtung der eingangs genannten Art bekannt. Diese Span­ neinrichtung umfaßt einen Zylinder, in dem ein Kolben un­ ter Bildung eines Druckraums verschiebbar angeordnet ist. In der dem Druckraum gegenüberliegenden Stirnseite des Kolbens ist eine Aufnahme ausgebildet, in die ein Ein­ zugsnippel eingesetzt werden kann und in der ein Spannme­ chanismus ausgebildet ist, um den Einzugsnippel in der Aufnahme zu fixieren. Die Betätigung des Spannmechanismus erfolgt hierbei indem der Druckraum der Zylin­ der/Kolbenanordnung mit einem Hydraulikmittel beauf­ schlagt wird.

Problematisch ist allerdings, daß solche hydraulische Spanneinrichtungen im Einsatz anfällig gegen Verschmut­ zungen durch Späne und kleine Partikel sind. Diese Ver­ schmutzungen können zu Systemungenauigkeiten und im Ex­ tremfall auch zu Funktionsstörungen führen.

Bei der bekannten Spanneinrichtung ist deshalb die Auf­ nahme mit einem Ablauf versehen, durch welchen Späne und Kühlschmiermittel aus der Aufnahme nach unten herausfal­ len können. Durch diese Ausgestaltung wird zwar erreicht, daß sich keine großen Mengen an Spänen und Kühlschmier­ mittel in der Aufnahme sammeln können, es besteht jedoch nach wie vor die Gefahr, daß Späne bzw. Kühlschmiermittel am Einzugsbolzen bzw. im Spannmechanismus haften, so daß es zu Funktionsstörungen kommen kann.

Bei einer weiteren Spanneinrichtung, die aus der DE-U 94 05 030 bekannt ist, sind Blasluftkanäle vorgesehen, die im Zylinder der Spannvorrichtung ausgebildet sind und deren Austrittsöffnungen auf die entsprechenden zu reini­ genden Stellen ausgerichtet sind. Diese Ausführungsform ist jedoch konstruktiv aufwendig, und des weiteren können auch nicht alle Bereiche des Spannmechanismus gesäubert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß verschmut­ zungsbedingte Systemungenauigkeiten auf einfache Weise zumindest weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Zylinder und Kolben wenigstens ein an eine Druckluftquel­ le anschließbarer Lufteinblaskanal ausgebildet ist, der in die Aufnahme an ihrer der Einsetzöffnung für den Ein­ zugsnippel gegenüberliegenden Bodenseite insbesondere mittig mündet und zur Einsetzöffnung hingerichtet ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Möglichkeit geschaf­ fen, beim Einsetzen eines Einzugsnippels in die Aufnahme der Spanneinrichtung und gegebenenfalls beim Entfernen des Einzugsnippels aus der Aufnahme Druckluft in die Auf­ nahme zu blasen und damit den Einzugsnippel sowie die Aufnahme, insbesondere die an diesen Bauteilen vorgesehe­ nen Paßflächen, sauber zu halten. Dadurch, daß der Lufteinblaskanal in den Bodenbereich der Aufnahme insbe­ sondere mittig mündet, wird sichergestellt, daß der in der Aufnahme eingeblasene Luftstrahl im wesentlichen alle Bereiche der Aufnahme erreicht, und zwar insbesondere auch die relevanten Bauteile des Spannmechanismus. Hier­ bei kann es zweckmäßig sein, die Druckluft an mehreren Stellen gleichzeitig in die Aufnahme zu leiten.

In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Kolben an seiner druckraumseitigen Stirnfläche einen Ansatz aufweist, der in eine im Boden des Zylinders aus­ gebildete und einen Teil des Lufteinblaskanals bildende Ausnehmung eingesetzt ist, wobei in dem Ansatz ein die Ausnehmung und die Aufnahme verbindender Kanalabschnitt ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Span­ neinrichtung kompakt und wenig störungsanfällig.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol­ gende Erläuterung eines Ausführungsbeispieles unter Be­ zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung mit eingesetztem und festgespanntem Einzugs­ nippel und

Fig. 2 die Spanneinrichtung aus Fig. 1 mit ein­ gesetztem, aber nicht festgespanntem Ein­ zugsnippel.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Spanneinrichtung 1 dargestellt. Zu der Spanneinrichtung 1 gehört ein als Zylinder ausgebildetes Gehäuse 2, das an seinem oberen Ende offen ist und außen­ seitig eine Umfangsnut 3 aufweist, in die Spannwerkzeuge zur Fixierung der Spanneinrichtung 1 an einem nicht dar­ gestellten Maschinentisch eingreifen können. In die Zy­ linderbohrung 4 des Gehäuses 2 ist unter Bildung eines Druckraumes 5 ein Kolben 6 axial bewegbar eingesetzt, wo­ bei der Ringspalt zwischen Zylinderbohrung 4 und Kolben 6 durch einen O-Ring 7 abgedich­ tet ist. In den Boden der Zylinderbohrung 4 mündet ein im Gehäuse 2 ausgebildeter Kanal 8, durch welchen dem Druckraum 5 ein Hydraulikmittel wie beispielsweise Öl zugeführt werden kann.

Die offene Oberseite des Gehäuses 2 ist durch einen Deckel 9 verschlossen, der an dem Gehäuse 2 festgeschraubt ist. Zwi­ schen dem Deckel 9 und dem Kolben 6 ist ein Tellerfederpaket 10 angeordnet, das den Kolben 6 in Richtung des Bodens der Zylinderbohrung 4 beaufschlagt.

In der dem Druckraum 5 gegenüberliegenden Oberseite des Kol­ bens 6 ist eine Sackbohrung vorgesehen, die eine Aufnahme 11 für einen Einzugsnippel 12 bildet, der in die Aufnahme 11 durch eine im Deckel 9 vorgesehene Durchgangsbohrung 13 ein­ gesetzt werden kann. Zur Erleichterung dieses Einsetzvorgan­ ges ist in der Durchgangsbohrung 13 ein hülsenförmiges Füh­ rungselement 14 vorgesehen, und zur exakten Positionierung des Einzugsnippels 12 in der Spanneinrichtung 1 ist der obe­ re Bereich der Durchgangsbohrung 13 in Passung zu einem Flansch 12a des Einzugsnippels 12 dimensioniert.

Zur Fixierung des Einzugsnippels 12 in der Aufnahme 11 ist ein Spannmechanismus vorgesehen. Dieser umfaßt in an sich bekannter Weise einen in die Aufnahme 11 eingesetzten Kugel­ käfig 15, in dem eine Kugel 16 radial verstellbar gehalten ist, die je nach Kolbenstellung in eine Nut 17 in der Wan­ dung der Aufnahme 11 nach außen ausweichen kann, so daß ein Einzugsnippel 12 in den Kugelkäfig 15 eingesetzt oder aus diesem herausgenommen werden kann, oder durch die Wandung der Aufnahme 11 an einem solchen Ausweichen gehindert und damit in Eingriff mit einer entsprechenden Gegenfläche, bei­ spielsweise einer Ringnut, am Einzugsnippel 12 gehalten wird (Fig. 1).

In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 die Spanneinrichtung 1 in ihrer Spannstellung, in der der Druckraum 5 drucklos ist und der Kolben 6 durch das Tellerfederpaket 10 nach unten ge­ drückt wird, so daß eine obere Schrägfläche 18 der Nut 17 die Kugel 16 in Eingriff mit dem Einzugsnippel 12 hält. Wenn jetzt der Druckraum 5 über den Kanal 8 mit Druckmittel be­ aufschlagt wird, wird der Kolben 6 entgegen der Rückstell­ kraft des Tellerfederpaketes 10 nach oben in die in Fig. 2 dargestellte Lage gedrückt, in der die Nut 17 der Kugel 16 Raum läßt, radial nach außen auszuweichen, so daß der Ein­ zugsnippel 12 aus der Spanneinrichtung 1 herausgenommen be­ ziehungsweise dann wieder in diese eingesetzt werden kann. Wie die Fig. 2 gut erkennen läßt, ist der Hub des Kolbens 6 dabei so gewählt, daß der Einzugsnippel 12 durch den Boden der Aufnahme 11 nach oben gedrückt wird, um das Entfernen des Einzugsnippels 12 zu erleichtern.

Gemäß der Erfindung weist der Kolben 6 an seiner druckraum­ seitigen Stirnfläche einen Ansatz 19 auf, der in einer im Boden der Zylinderbohrung 4 ausgebildete Ausnehmung 20 ver­ schiebbar geführt und gegenüber dieser abgedichtet ist. Die Ausnehmung 20 bildet zusammen mit einem in dem Ansatz 19 vorgesehenen, die Ausnehmung 20 mit dem Boden der Aufnahme 11 für den Einzugsnippel 12 verbindenden, düsenartig ausge­ bildeten Kanalabschnitt 21 und mit einem sich von der Gehäu­ seaußenwandung zur Ausnehmung 20 erstreckenden Kanalab­ schnitt 22 einen Lufteinblaskanal 23, der an eine nicht dar­ gestellte Druckluftquelle angeschlossen ist. Durch diesen Lufteinblaskanal 23 kann beim Einsetzen eines Einzugsnippels 12 in die Spanneinrichtung 1 oder Herausnehmen des Einzugs­ nippels 12 Druckluft in die Aufnahme 11 eingeblasen werden, um auf diese Weise die Aufnahme 11 und den Einzugsnippel 12 von Spänen und sonstigen Verunreinigungen insbesondere im Bereich der Paßflächen und des Spannmechanismus zu säubern. Hierdurch können in zuverlässiger Weise verschmutzungsbe­ dingte Beeinträchtigungen der Systemgenauigkeit vermieden werden.

Claims (8)

1. Spanneinrichtung zur Fixierung eines Einzugsnippels (12) an einer Aufspannplatte, mit einer Zylin­ der/Kolben-Anordnung, die einen Zylinder (2) und ei­ nen im Zylinder (2) unter Bildung eines Druckraums (5) verschiebbar geführten Kolben (6) umfaßt, einer Aufnahme (11) für den Einzugsnippel (12), die an der dem Druckraum (5) gegenüberliegenden Stirnseite des Kolbens (6) ausgebildet ist, und einem durch die Zy­ linder/Kolben-Anordnung betätigbaren Spannmechanis­ mus, um den Einzugsnippel (12) in der Aufnahme (11) zu arretieren, dadurch gekennzeichnet, daß in Zylin­ der (2) und Kolben (6) wenigstens ein an eine Druck­ luftquelle anschließbarer Lufteinblaskanal (23) aus­ gebildet ist, der in die Aufnahme (11) an ihrer der Einsetzöffnung für den Einzugsnippel (11) gegenüber­ liegenden Bodenseite insbesondere mittig mündet und zur Einsetzöffnung hingerichtet ist.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lufteinblaskanal (23) über eine Mehrzahl von düsenartig ausgebildeten Eintrittsöff­ nungen in die Aufnahme (11) mündet.

3. Spanneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Positionie­ rung eines Einzugsnippels (12) in der Aufnahme (11) ein Anschlag vorgesehen ist.

4. Spanneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) an seiner druckraumseitigen Stirnfläche einen Ansatz (19) auf­ weist, der in eine im Zylinder (2) ausgebildete und einen Teil des Lufteinblaskanals (23) bildende Aus­ nehmung (20) eingesetzt ist, wobei in dem Ansatz (19) ein die Ausnehmung (20) und die Aufnahme (11) ver­ bindbarer Kanalabschnitt (21) ausgebildet ist.

5. Spanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kanalabschnitt (21) in dem Ansatz (19) zur Aufnahme (11) hin düsenartig ausgebildet ist.

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen Ansatz (19) und Ausnehmung (20) ein Dichtungselement vorgesehen ist.

7. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannmechanismus ein radial in der Aufnahme (11) bewegbares Klemmelement (16) aufweist, das bei einer Axialbewegung des Kol­ bens (6) in einer Richtung mit einer Schrägfläche (18) des Kolbens (6) zusammenwirkt und dadurch radial nach innen gedrückt wird, um mit einem in die Aufnah­ me (11) eingesetzten Einzugsnippel (12) in Eingriff zu kommen und diesen so zu arretieren.

8. Spanneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Klemmelement eine Kugel (16) ist, die in einem in die Aufnahme (11) eingesetzten Kugel­ käfig (15) gehalten ist.