DE4341744C2 - Tiefziehspanner für Spannvorrichtungen an Werkstückbearbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tiefziehspanner nach den Patentanspruch 1, 4 und 5.

Derartige Tiefziehspanner werden zur Festspannung von Werkstücken in an Bearbeitungszentren verwendet, wobei wichtig ist, daß sich immer zwei Teile gegenüberliegen, wobei das eine Teil als Anschlag-Tiefziehspanner ausgebildet ist und im wesentlichen unbewegliche Backen aufweist, während das gegenüberliegende Teil als Tiefziehspanner ausgebildet ist, welches bewegliche Spannbacken aufweist.

Zwischen den Spannbacken des Anschlag-Tiefziehspanners und des gegenüberliegenden Tiefziehspanners wird ein zu bearbeitendes Werkstück eingespannt und dann mittels einer beliebigen Bearbeitungsmaschine bearbeitet.

Hierbei sitzen die genannten Spanner auf Spannplatten, die z. B. als Lochrasterplatte ausgebildet sind.

Bei der Einspannung von Werkstücken hat sich gezeigt, daß ein sogenannter Hebeeffekt erfolgt, d. h., wenn eine gerade Spannbacke, die eine parallele Bewegung zur Ebene der Aufspannplatte durchführt, verwendet wird, kommt es zu einem Hebeeffekt des Werkstückes an dem gegenüberliegenden Anschlag-Riefziehspanner. Das Werkstück bäumt sich nämlich zwischen den beiden Einspannstellen hoch und versucht den Anschlag-Tiefziehspanner anzuheben, weil ja seine Spannfläche oberhalb der Befestigung des Anschlag-Tiefziehspanners angeordnet ist. Es kommt also zu einer Hebewirkung, die in unerwünschter Weise zu einem Aufbäumen und Anheben des Anschlag-Tiefziehspanners führt.

Es kommt dadurch zu einem Winkelfehler bei der Bearbeitung des Werkstückes, weil es sich nicht gerade in vertikaler Lage am Anschlag-Tiefziehspanner anlegt, sondern verkantet, wodurch eine hoch genaue Bearbeitung des Werkstückes nicht mehr möglich ist.

Um diesen Aufbäumeffekt zu vermeiden ist es bekannt, sogenannte Spannpratzen zu verwenden, welche Spannpratzen im wesentlichen aus einer Spannbacke bestehen, die von einer Spannschraube durchsetzt werden, welche Spannschraube mit ihrer Längsachse in vertikaler Richtung in die Aufspannplatte eingeschraubt ist. Der Aufbäumeffekt wird dadurch vermieden, daß die Spannkraft unmittelbar über die Spannpratze auf die Spannschraube übertragen wird, d. h. das Werkstück wird von zwei Seiten her eingespannt, nämlich von oben und von unten. Eine einseitige Einspannung eines Werkstückes auf einer Aufspannplatte war bisher jedoch noch nicht bekannt, weil die Fachwelt diesen Aufbäumeffekt fürchtete und bisher keine Maßnahmen bekannt waren, diesem Aufbäumeffekt entgegenzuwirken.

Aus dem Stand der Technik ist dazu die Auslegeschrift DE 24 47 243 B2 bekannt, die eine Niederzug-Werkstückspannvorrichtung, insbesondere Niederzug-Maschinenschraubstockvorrichtung beschreibt.

Diese Niederzug-Wekstückspannvorichtung weist zwei einander gegenüberliegende Spannbacken auf, von denen mindestens eine gegenüber dem anderen auf einem geschliffenen Spannbett eines Grundkörpers verschiebbar geführt ist, wobei beide Spannbacken jeweils aus einem Grundbacken und aus einem von diesem trennbaren, einstückigen und den Niederzugweg begrenzende Anschläge aufweisenden Aufsatzbacken bestehen, der an seiner der gegenüberliegenden Spannbacken zugekehrten Stirnseite die Spannfläche für das jeweilige Werkstück aufweist und an seiner Rückseite sich auf seinen Grundbacken mit einer Stützfläche abstützt, die mit dem Spannbett einen gegen den anderen Spannbacken offenen Winkel von weniger als 90°, vorzugsweise von etwa 75° bis 80°, einschließt, wobei die Aufsatzbacken mittels einer zungenartigen Feder am Ende des Spannweges gegenüber dem Spannbett abgestützt sind.

Insgesamt handelt es sich also um einen Maschinenschraubstock, dessen Backen gegeneinander gerichtet ausgebildet sind, wobei die Backen jeweils als mehrteilige Backen ausgebildet sind, die zwei Schrägflächen aufweisen, so dass beim Verspannen des Werkstückes nach unten gerichtet Kräfte auftreten, welche entlang der Schrägflächen der jeweiligen Backen auftreten können.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, dass die Spannbacken mit einem Schraubstock, in diesem Fall mit einem Maschinenschraubstock, verbunden sind wodurch keine nullpunktorientierte Spannung eines Werkstückes möglich ist.

Unter nullpunktorientierter Spannung wird bezüglich der vorliegenden Erfindung eine Koordinatenausrichtung verstanden, die auf die Bearbeitungskoordinaten der Bearbeitungsmaschinen ausgerichtet ist und im Mykrometerbereich von einer Bearbeitungsmaschine auf eine andere Bearbeitungsmaschine einfach durch Spannen bzw. Lösen und Wiederspannen auf einer zweiten Bearbeitungsmaschine erfolgen kann, wobei die Toleranzgenauigkeit der Bearbeitung der Werkstücke, welche auf einer Spannpalette befestigt werden, für alle Bearbeitungs- und Bemaßungs- oder Kontrolleinrichtungen gilt.

Dies ist jedoch mit der technischen Lehre aus der Auslegeschrift DE 24 47 243 B2 nicht möglich.

Als weiterer Stand der Technik wird die DE 30 43 606 C2 angeführt. Es handelt sich dabei um eine Spannvorrichtung, insbesondere einen Schraubstock, deren Spannbacken mindestes zweiteilig sind, bei der jeweils der am Werkstück anlegbare Backenteil derart an einem rückwärtigen Backenteil abstützbar ist, dass er, vom Werkstück aus gesehen, beim Spannen geringfügig nach außen unten ausweicht und das zwischen jedem anlegbaren Backenteil und seinem rückwärtigen Backenteil mindestens ein federelastisches Distanzglied angeordnet und jeder anlegbare Backenteil über mindestens ein geneigt zur Backenspannfläche angeordnetes, als Federelement ausgebildetes Distanzglied an seinem rückwärtigen Backenteil abstützbar.

Dieser Schraubstock wird dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende jedes Distanzgliedes lediglich mit einem anlegbaren Backenteil und das obere Distanzgliedende nur mit einem rückwärtigen Backenteil fest aber federelastisch verbunden oder daran schwenkbar abgestützt ist, wobei das dem rückwärtigen Backenteil zugeordnete Ende jedes Distanzgliedes höher gelegen ist, als das dem anlegbaren Backenteil zugeordnete, dass ferner jeder anlegbare Backenteil über mindestens ein etwa parallel zu den Backenspannflächen angeordnetes, also als Federelement ausgebildetes Distanzglied an seinem rückwärtigen Backenteil abgestützt ist und die Federelemente jeweils in der Art einer Blattfeder ausgebildet sind, dass darüber hinaus ein mittlerer Bereich des anlegbaren Backenteils am Mittelteil des mittig angeordneten, etwa parallelen Federelementes und seine beiden seitlichen Bereiche an je einem geneigtem Federelement abgestützt sind, wobei das etwa parallele Federelement von der Backenspannfläche weiter entfernt ist, als die geneigten Federelemente und das anlegbare Backenteil eine etwa T-förmige Gestalt aufweist, wobei sein T-Längsbalken mit seitlichem Spiel in einen Schlitz des rückwärtigen Backenteils hineinragen, in dem das etwa parallele Federelement mit seinen seitlichen Enden gehalten ist und das schließlich der T-Längsbalken unter Zwischenschaltung eines senkrecht zur Backenspannfläche angeordneten, schmalen Steges mittig am parallelen Federelement anliegt bzw. angreift.

Bei dieser Druckschrift handelt es sich wiederum um einen Schraubstock, welcher Backen aufweist, die sozusagen federelastisch ausgebildet sind und beim Auftreten der Spannkräfte die Spannbacken in einem gewissen Toleranzbereich eine Abwärtsbewegung der Backen bewirken. Auch hier gilt der gleiche Nachteil, wie bei der bereits zuvor genannten Auslegeschrift DE 24 47 243.

Die Patentschrift DE 889 880 vom 14.09.1953 beschreibt einen Backen, insbesondere für Schraubstöcke. Aus dieser Druckschrift ist, wie bereits aus dem Titel zu entnehmen, die Ausführungsform von Backen für Schraubstöcke zu entnehmen. Es handelt sich dabei um das Werkstück niederziehende, formschlüssig geführte Backen, insbesondere für Schraubstöcke, gekennzeichnet durch eine Mehrfachanordnung formschlüssiger Führungsteile zur Verminderung des Abhebens der Backen.

Hierbei handelt es sich also um Backen für Schraubstöcke, wie sie auf Werkbänken Anwendung finden.

Bezüglich der Genauigkeit beim Spannen im Bereich von Mykrometern wie es bei der Bearbeitung von präzisen Werkstücken in Bearbeitungszentren erforderlich ist, ist diese technische Lehre jedoch nicht anwendbar.

Ähnliches gilt für die europäische Patentanmeldung EP 0 196 544 A1, welche einen Schraubstock zum exakten Halten eines Werkstückes beschreibt.

Für diese Druckschrift gelten dieselben Kritikpunkte wie bei der zuvor genannten.

Eine weitere Druckschrift zu dieser Thematik stellt die DE-PS 137 856 vom 23.03.1902 mit dem Titel: "Spannklaue für Werkzeugmaschinen" dar.

Diese Druckschrift behandelt eine Spannvorrichtung, welche zum Gebrauch auf Werkzeugmaschinen, als Hobel-, Fräs-, Stoff-, Schleif- und Bohrmaschinen sowie Abstechmaschinen und Planbänken bestimmt ist, um mit Hilfe derselben, und zwar in paarweiser Verwendung, die zu bearbeitenden Gegenstände so auf den Arbeitstisch oder Planscheibe zu spannen, dass dieselben fest aufliegen, was bei Benutzung von Parallelschraubstöcken oder anderen Spannvorrichtungen gewöhnlich nicht der Fall ist.

Auch bei dieser Ausführung ist eine schräg gestellte Spannfläche gezeigt, mit welcher Werkstücke gespannt werden können.

Die Spannbacke selbst wird mittels nicht näher dargestellter Vorrichtungen auf einer Bearbeitungsplatte festgespannt. Eine elastische Federwirkung ist aus dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen und über die Genauigkeit bei der Bearbeitung hinsichtlich von Maßtoleranzen ist auch aus dieser Druckschrift nichts zu entnehmen. Da es sich jedoch bei der Spindel um eine Gussstahlgewindespindel handelt, ist davon auszugehen, dass der Toleranzbereich dieser Vorrichtung ebenfalls nicht im Mykrometerbereich gelegen ist, zumal auch die Befestigung des Spannbackens auf der Bearbeitungsplatte diese Vermutung nicht nahe legen lässt.

Aus diesem Grunde ist auch diese Spannklaue nicht dazu geeignet, einen entsprechend ausgebildetem Tiefziehspanner darzustellen.

Einen weiteren Stand der Technik stellt ein Prospekt der Firma Heinrich Kippwerk Spanntechnik-Normelemente, Salz (Neckar) mit der Bezeichnung D880KBC S. 46-58 dar. Aus ihm ist ein Tiefziehspanner zu entnehmen, welcher durch eine Schrägführung mittels eines Gewindeansatzes und einer Schraube nach unten verspannt werden kann. Ein Nachteil bei dieser Vorrichtung ist, dass das Werkstück beim Spannen auf der Spannplatte oder Spannplatte aufliegt und beim Verspannen des Werkstückes durch den Tiefspanner das Werkstück gegen die Spannplatte gedrückt und somit eine Gegenkraft gegen die Spannbacke von unten nach oben auftritt, die durch das Aufpressen des Werkstückes, welches durch das Verspannen des Tiefspanners verursacht wird.

Es entsteht also wiederum der bereits oben genannte Hebeeffekt beim Verspannen eines entsprechenden Werkstückes.

Die Verwendung von Spannpratzen hat nämlich den Nachteil, daß die Spannschraube von oben her betätigt werden muß und oben auf dem Anschlag-Tiefziehspanner sitzt, was verhindert, daß mit einem Fräswerkzeug parallel zur Aufspannplatte das Werkstück bearbeitet werden kann, weil hochbauende Teile der bekannten Spanner über die Oberfläche des Werkstückes hinausragen können.

Die Erfindung sieht deshalb vor, einen Tiefziehspanner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit wesentlich einfacheren Mitteln eine einseitige Einspannung eines Werkstückes auf einer Aufspannplatte gewährleistet ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technischen Lehren der Ansprüche 1, 4 und 5 gekennzeichnet.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß ein Anschlag- Tiefziehspanner als ortsfestes Anschlagteil vorhanden ist, welcher Anschlag-Tiefziehspanner aus einem Backenkörner besteht, der elastisch verbiegbar auf einer Halteplatte angeordnet ist, wobei im Backenkörper Vorrichtungen angeordnet sind, die dafür sorgen, daß, wenn eine parallel zur Ebene der Aufspannplatte wirkende Kraft auf die Schutzbacken des Tiefziehspanners wirkt, dieser sich nicht nach oben aufbäumt, sondern im Gegenteil, in Richtung nach unten einknickt und im wesentlichen parallel mit seiner Schutzbacke bleibt. Diese Wirkung wird in einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung durch sandwichartigen Aufbau des Backenkörners erreicht.

Dem gefürchteten Aufbäumeffekt wird also mit der vorliegenden Erfindung dadurch entgegengewirkt, daß in dem Backenkörper des Anschlag-Tiefziehspanners Einbauten vorgenommen werden, die beim Einwirken einer parallelen, zur Ebene der Aufspannplatte wirkenden Schubkraft diese Schubkraft in ein Kräfteparallelogramm zerlegen, welches Kräfteparallelogramm eine schräg nach unten gerichtete Niederhaltekraft entwickelt, die größer ist als die nach oben gerichtete Hebekraft, welche den Schutzbacken des Anschlag-Tiefziehspanners versucht nach oben abzuheben.

Durch die Kräftezerlegung der Schubkraft auf die Schutzbacken des Anschlag-Tiefziehspanners wird also eine schräg nach unten gerichtete Niederhaltekraft als Kraftkomponente erzeugt, welche dafür sorgt, daß die als Federbacke ausgebildeten Backenkörper schräg nach unten ausweicht und so der nach oben gerichteten Aufbäumkraft entgegenwirkt.

Mit diesem beschriebenen Anschlag-Tiefziehspanner ist es nun erstmals möglich, dem Aufbäumeffekt ent­ gegenzuwirken und trotzdem eine einseitige Einspannung zu gewährleisten, bei der es nicht notwendig ist, das einzuspannende Werkzeug von oben her mit einer Spann­ pratze und einer Spannschraube einzufassen.

Damit können derartige Anschlag-Tiefziehspanner mit sehr geringer Bauhöhe verwendet werden und es ist nun erstmals möglich, auch parallel zur Aufspannplatte verlaufende Bearbeitungsvorgänge am Werkstück vorzu­ nehmen, ohne daß hochbauende Aufbauten auf einem Spanner vorhanden wären.

Beim Stand der Technik war es nämlich notwendig, daß zu bearbeitende Werkstück in einer Orientierung in dem mit Spannpratzen ausgerüsteten Spanner einzu­ spannen, um dann in einer bestimmten Orientierung zu bearbeiten. Bis zu einem gewissen Punkt oberhalb der Aufspannplatte konnte dann die Oberfläche des Werkstückes bearbeitet werden, bis das Werkzeug des Bearbeitungszentrums drohte, mit den Aufbauten der Spanner zu kollidieren. Es wurden dann die Spanner von der Aufspannplatte entfernt, nach hinten versetzt, um die vorderen Teile der Oberfläche des Werkstückes neu bearbeiten zu können. Die Spanner mußten also mehrmals umgesetzt werden, um das Werkstück an der Oberfläche etwa parallel zur Aufspannplatte zu bearbeiten.

Ein Tiefziehspanner nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung mit aktiv verschiebbarer Spannbacke nach der vorliegenden Erfindung sieht als wesentliche Merkmale vor, daß die Spannbacke (auch Tiefziehbacke genannt) nicht eine Spannbewegung parallel zur Ebene der Aufspannplatte durchführt, sondern das diese Tiefziehbacke eine Schubbewegung parallel zur Aufspannbacke durchführt und gleichzeitig aber auch eine Tiefzieh-Schubbewegung durchführt, welche eine Kraftkomponente senkrecht zur Ebene der Aufspannplatte bildet.

Hierbei ist vorgesehen, daß die Tiefziehbacke mit einer Nutenführung im Bereich einer schräg nach hinten geneigt angeordneten Nutenführung verschiebbar über einen Spindelantrieb angeordnet ist.

Die Spannfläche der Tiefziehbacke ist also senkrecht zur Ebene der Aufspannplatte gerichtet, aber der Antrieb der Tiefziehbacke erfolgt in der schräg nach hinten geneigten Nutenführung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Stirnansicht eines Anschlag-Tiefziehspanners in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 Teilweiser Schnitt durch einen Anschlag- Tiefziehspanner nach Fig. 1;

Fig. 3 Draufsicht auf den Anschlag-Tiefziehspanner nach Fig. 2 in Richtung des Pfeiles III;

Fig. 4 Der Anschlag-Tiefziehspanner nach Fig. 2 mit Eintragung weiterer Einzelheiten;

Fig. 5 Schematisiert ein weiteres Ausführungsbei­ spiel eines Anschlag-Tiefziehspanners;

Fig. 6 Schematisiert ein drittes Ausführungsbei­ spiel eines Anschlag-Tiefziehspanners;

Fig. 7 Schematisiert ein viertes Ausführungsbei­ spiel eines Anschlag-Tiefziehspanners;

Fig. 8 Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 10 durch einen Tiefzieh-Spanner mit aktiver Spannbacke;

Fig. 9 Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Fig. 10;

Fig. 10 Draufsicht auf den Tiefziehspanner.

Gemäß den Fig. 1 bis 4 besteht der Anschlag- Tiefziehspanner 1 aus einer Schutzbacke 2, welche bevorzugt aus einem Federstahlmaterial besteht, welches im Bereich der Spannfläche 26 eine Verrippung aufweist, um ein zu spannendes Werkstück verrutschungsfrei einzuspannen.

Die Schutzbacke 2 ist mit Hilfe von Schrauben 5 an einem Backenkörper 7 des Anschlag-Tiefziehspanners 1 befestigt.

Der Backenkörper 7 ist werkstoffeinstückig mit einer Halteplatte 6 verbunden, welche Halteplatte 6 von Absteckbohrungen 13 durchsetzt ist, durch welche nicht näher dargestellte Schrauben greifen, welche in näher dargestellte Schrauben greifen, welche in zugeordnete Positionierbohrungen einer nicht näher dargestellten Aufspannplatte eingreifen.

Der Backenkörper 7 weist einen unteren, etwa parallel zur Halteplatte 6 verlaufenden Schlitz 8 auf, der die Unterkante des Backenkörpers 7 von der Oberseite der Halteplatte 6 unterbricht und abgrenzt, wobei die Stirnwand 19, welche vom Backenkörper zum Schlitz ausgerichtet ist, etwa sich bis zur Hälfte des Backenkörpers 7 erstreckt.

Der rückwärtige Teil des Backenkörpers 7 ist - wie erwähnt - werkstoffeinstückig mit der Halteplatte 6 verbunden.

Der Backenkörper 7 bildet so im Bereich außerhalb des Schlitzes mit der Halteplatte 6 ein federelastisches Teil, welches bei Einwirken einer Schubkraft 22 gemäß Fig. 4 versucht, in Pfeilrichtung 28 sich aufzubäumen, wodurch ein an der Schutzbacke 2 angespanntes Werkstück sich im Winkel neigt würde, so das eine hochgenaue Bearbeitung nicht mehr möglich wäre.

Nachfolgend werden die Maßnahmen beschrieben, die zu einem sogenannten Tiefzieheffekt führen, nämlich in der Weise, daß sich der Backenkörper 7 nicht in Pfeilrichtung 28 nach oben aufbäumt, sondern daß er sich in Richtung der Schubkraft 22 nach hinten parallel zur Ebene der Aufspannplatte bewegt und gleichzeitig in Fig. 4 gezeigten Niederhaltekraft 23 verschiebt.

Dadurch kommt es zu einem Tiefzieheffekt des Backen­ körpers 7, wodurch im Endeffekt die Schutzbacke 2 dem Aufbäumeffekt entgegenwirkt und das Werkstück genau parallel zur Oberfläche der Spannplatte einge­ spannt bleibt. Wichtig hierbei ist, daß eine Auflage 3 in Form einer Schraube vorhanden ist, welche in eine zugeordnete Gewindebohrung 12 in die Halteplatte 6 eingeschraubt ist. Die Oberseite der Auflage 3 bildet dadurch eine Auflagefläche 20, die genau definiert ist und auf der genau definiert das zu bearbeitende Werkstück aufliegt.

Zum Beispiel liegt die Auflagefläche 20 genau um 30 mm über der Ebene der darunterliegenden Aufspann­ platte.

Wichtig hierbei ist, daß auch die Unterkante der Schutzbacke 2 ein Spiel 9 zur Oberkante der Träger­ platte 6 im Bereich des Schlitzes 8 hat, um eine Tiefziehwirkung des Backenkörpers 7 zu gewährleisten.

Versuche des Anmelders haben nun gezeigt, daß dieser Tiefzieheffekt dadurch erreicht wird, daß im Bereich des Backenkörpers bestimmte Einbauten oder Veränderungen vorgenommen werden, wobei als erstes Ausführungsbei­ spiel gemäß der Fig. 1 bis 4 vorgesehen ist, daß im Backenkörper 7 den Backenkörper durchbrechende Ausnehmungen 16, 17, 18 vorgesehen sind, deren Länge unterschiedlich ist. Die Längen der Ausnehmungen 16-18 sind so gewählt, daß die Vorderkanten 14 dieser Ausnehmungen 16-18 etwa horizontal übereinanderliegen, während die Hinterkanten 15 dieser Ausnehmungen einen Winkel 21 zur Horizontalen bilden.

Damit wird die Federwirkung des Backenkörpers im Bereich der Verbindungsstelle 60 zur Halteplatte 6 dahingehend beeinflußt, daß bei Einwirkung einer Schubkraft 22 gemäß Fig. 4 eine Kräftezerlegung in eine aufwärts gerichtete Hebekraft 24 relativ kleiner Wirkung erfolgt, wobei gleichzeitig eine Schubkraft 22 in horizontaler Richtung und eine Niederhaltekraft 23 schräg nach unten geneigt ist.

Die Niederhaltekraft 23 bildet hierbei etwa einen rechten Winkel zu der Hinterkante 15 durch die Ausnehmungen 16-18.

Um die Winkellage (den Tiefzieheffekt) des Backenkörpers 7 zu korrigieren ist eine Schraube 5 vorgesehen, welche durch eine Bohrung im Backenkörper 7 greift, den Schlitz 8 durchgreift und in eine Gewindebohrung 11 in der Halteplatte 6 eingeschraubt wird. Wenn sich in unerwünschter Weise zeigen sollte, daß der Backenkörper eine gewisse Winkellage einnimmt, dann kann diese Winkellage mit der Schraube 4 fixiert werden. Der Tiefzieheffekt kann also mit der Schraube 4 modifiziert werden.

Auf diese Weise kann durch Anziehen der Schraube 4 beispielsweise das in der Schutzbacke 2 festgelegte Werkstück mit definierter Kraft auf der Auflagefläche 20 festgelegt werden.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlag-Tiefziehspanners 42, bei dem die Bohrungen wiederum so angeordnet sind, daß die Vorderkante der Bohrungen etwa horizontal im Bereich des Schlitzes 8 zu liegen kommt, während die Hinterkante 15 der Bohrungen einen Winkel 21 zur Horizontalen bildet. Auch hier wird der gewünschte Tiefzieheffekt erreicht.

In Fig. 6 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein Anschlag-Tiefziehspanners 41 gezeigt, daß auch ein sandwich-artiger Aufbau des Backenkörpers 44 zur Erreichung des Tiefzieheffektes führt.

Ist nämlich der Backenkörper in eine Zwischenplatte 29 aufgeteilt, über der weitere Zwischenplatten 30-31 angeordnet sind, dann wird ebenfalls der erwünschte Tiefzieheffekt erreicht. Die Länge der Zwischenplatte 29 ist kürzer gewählt als die der darüberliegenden Zwischenplatten 30-33, damit die Zwischenplatte 29 dem Schlitz 8 in Verbindung mit der Trägerplatte 6 und der darüberliegenden Zwischen­ platte 30 ausbildet.

Die genannten Platten 29-32 sind durch Schrauben 33 miteinander verbunden und paketartig zusammengehalten. Die hinteren beiden Schrauben greifen hierbei in die Halteplatte 6 ein, während die vordere Schraube 33 lediglich die Platten 30-32 zusammenhält.

In allen Fällen kommt es also zu einer Niederhalte­ kraft 27, welche das einzuspannende Werkstück genau definiert auf einer Auflagefläche 20 preßt, ohne daß es zu dem Ausweichen des Werkstückes in Pfeilrichtung 28 kommt.

Vergleichbar ist die Art der Ausbildung des Anschlag- Tiefziehspanners mit einer Baumfäll-Kerbe, bei der auch die Kerbe an der Seite angebracht wird, zu der der Baum hinfallen soll. So ist auch hier der Schlitz 8 in Richtung zur Vorderseite (Schutzbacke 2) geöffnet, um bei Einwirken einer entsprechenden Schubkraft 22 die Schutzbacke 2 nach unten mittels einer definierten Niederhaltekraft 27 wirken zu lassen.

Gleichzeitig kommt es zu einer definierten Verschiebung des Backenkörpers 7, 43, 44 in Richtung der Schubkraft 22 nach hinten.

In Fig. 7 ist als viertes Ausführungsbeispiel gezeigt, daß in einem Backenkörper 45 eines Anschlag-Tiefzieh­ spanners 40 eine asymmetrische Ausnehmung 46 angeordnet ist, deren Oberkante 47 und deren Unterkante 48 zu­ einander parallel sind und einen Winkel 50 von bevorzugt 20° mit der Horizontalen einschließen.

Der Schlitz 8 erweitert sich nach hinten durch eine Ausnehmung 49, die mittels einer Freistellung 51 in den Backenkörper 45 übergeht.

Aufgrund der schräg nach unten geneigten Ausnehmung 46 kommt es wiederum zu dem vorher erwähnten Tiefzieh­ effekt.

Es kommt hierbei zu einer parallelen nach unten gerichteten Kippbewegung der Schutzbacke 2 nach unten in Richtung auf die Auflagefläche 20 der Auflage 3.

In den Fig. 8 bis 10 wird ein Tiefziehspanner 10 mit aktiv angetriebener Tiefziehbacke 52 beschrieben, für welchen selbständigen Schutz unabhängig von den bisher beschriebenen Anschlag-Tiefziehspannern 1, 40-42 beansprucht wird.

Der Tiefziehspanner 10 besteht im wesentlichen aus einem Grundträger 34, in dem parallel zur Aufspannfläche also der der Aufspannplatte zugewandten Fläche ausgerichtete Langlöcher 36 seitlich angeordnet sind, durch welche nicht näher dargestellte Befestigungsschrauben greifen, mir denen der Tiefziehspanner 10 auf einer nicht näher dargestellten Aufspannplatte befestigt wird.

Im Grundträger 34 ist hierbei eine schräg nach hinten im Winkel 59 geneigte Nutenführung 37 angeordnet, die als T-Nutenführung angeordnet ist, in welcher eine mit einem T-Ansatz 54 ausgebildet Tiefziehbacke 52 verschiebbar angeordnet ist.

In der Tiefziehbacke 52 ist hierbei eine Gewindebohrung 53 angeordnet, in welche eine Spindel 39 mit ihrem Außengewinde eingreift. Die Spindel ist drehbar mittels eines auf die Stirnseite aufsetzbaren Werkzeuges in einem Drehlager 55 gehalten. Das Drehlager 55 ist hierbei aus Herstellungsgründen in einem Schwenkbolzen 38 angeordnet, welcher den Grundträger 34 in horizontaler Ebene durchsetzt und der mit seiner Längsachse parallel zur Aufspannfläche angeordnet ist.

Mit Verdrehung der Spindel 39 durch ein geeignetes Werkzeug wird demzufolge die Tiefziehbacke 52 in der T-Nutenführung mit ihrem T-Ansatz 54 verschoben, wobei eine Schubkraft 57 parallel zur Ebene der Aufspannfläche aber darüber hinaus auch noch eine Tiefziehkraft 58 senkrecht zur Schubkraft 57 erzeugt wird. Dadurch kommt es zu einem Tiefzieheffekt, weil das an der Vorderseite der Tiefziehbacken eingespannte Werkstück nach vorne und nach unten in Richtung zur Tiefziehkraft 58 verspannt wird. Dem vorher erwähnen Aufbäumeffekt wird demzufolge entgegenwirkt.

Wichtig hierbei ist, daß die gesamte Nutenführung einen Winkel 59 schräg nach hinten aufweist, um diesem Aufbäumeffekt entgegenzuwirken.

Zur Sicherung des Drehlagers 55 im Bereich des Schwenkbolzens 38 ist eine Schraube 56 vorgesehen, die in eine axiale Gewindebohrung 61 in den Schwenkbolzen 38 eingeschraubt ist und die sich in eine Ringnut der Gewindespindel 39 fortsetzt, um die Gewindespindel 39 gegen Herausziehen aus dem Drehlager 55 zu sichern.

Tiefziehbacke 52 ist demgemäß im Bereich des Verstellspiels 62 (Fig. 9) verstellbar in dem Grundkörper 34 geführt.

Mit dem beschriebenen Tiefziehspanner können hohe Spannkräfte erzeugt werden, z. B. im Bereich von 63.000 Newton.

Es wird darauf hingewiesen, daß der beschriebene Tiefziehspanner 10 mit herkömmlichen Spannpratzen zusammenwirken kann, und auch dann der vorher erwähnte Aufbäumeffekt am Tiefziehspanner 10 verhindert wird. Ebenso wird darauf hingewiesen, daß die vorher erwähnten Anschlag-Tiefziehspanner 1, 40-42 mit anders aufgebauten aktiven Spannelementen zusammenwirken können, wobei noch in diesem Paarungsfall dem Aufbäumeffekt an den durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen entgegengewirkt wird.

Demzufolge ergibt sich, daß die beschriebenen Anschlag- Tiefziehspanner 1, 40-42 auch unabhängig von dem beschriebenen Tiefziehspanner 10 wirksam sind und jedes Teil für sich genommen dem beschriebenen Aufbäumeffekt entgegenwirkt.

In Fig. 9 ist wichtig, daß ein Kraftausgleich statt­ findet. Die Tiefziehbacke 52 weist eine vordere, gezahnte oder glatte Spannfläche auf, die sich aber nicht vertikal bis nach unten durchgehend erstreckt, sondern auf einer horizontalen Auflagefläche für das Werkstück endet.

Wenn nun ein Werkstück auf die horizontale Auflage­ fläche und gleichfalls an die vertikale Spannfläche angelegt wird, wird zum Spannen die Spindel 39 betätigt.

Weil die Spannbacke 52 schräg nach vorne und nach unten in Pfeilrichtung 58 bewegt wird, wird das Werkstück auf die horizontale Auflagefläche gedrückt. Wegen des Entgegenwirkens der schräg nach vorne gerichteten Schubkraft der Tiefziehbacke 52 in bezug zu der Kraftkomponente, welche das Spindellager (Schwenkbolzen 33) in dem Grundträger 34 erzeugt, kommt es zu einer Kraftaufhebung der vertikal ent­ gegen gesetzt gerichteten Kraftkomponenten und es wird lediglich noch eine nach hinten gegen die Spannfläche der Tiefziehbacke 52 gerichtete horizontale Schub­ kraftkomponente erzeugt, welche auf die im Langloch 36 befindlichen Schrauben wirken, welche das gesamte Element auf einer Befestigungsfläche halten. Damit besteht der Vorteil, daß die im Langloch 36 befindlichen Schrauben keiner Hebekraft (Losbrech-Kraft) unterworfen sind, sondern nur die nach hinten gerichtete Schubkraft aufnehmen müssen.

Bezugszeichenliste

1

Anschlag-Tiefziehspanner

2

Schutzbacke

3

Auflage

4

Schraube

5

Schraube

6

Halteplatte

7

Backenkörper

8

Schlitz

9

Spiel

10

Tiefziehspanner

11

Gewindebohrung

12

Gewindebohrung

13

Absteckbohrung

14

Vorderkante

15

Hinterkante

16

Ausnehmung

17

Ausnehmung

18

Ausnehmung

19

Stirnwand

20

Auflagefläche

21

Winkel

22

Schubkraft

23

Niederhaltekraft

24

Hebekraft

25

Längsachse

26

Spannfläche

27

Niederhaltekraft

28

Pfeilrichtung

29

Zwischenplatte

30

Zwischenplatte

31

Zwischenplatte

32

Zwischenplatte

33

Schraube

34

Grundträger

35

Bohrung

36

Langloch

37

Nutenführung

38

Schwenkbolzen

39

Spindel

40

Anschlag-Tiefziehspanner

41

Anschlag-Tiefziehspanner

42

Anschlag-Tiefziehspanner

43

Backenkörper

44

Backenkörper

45

Backenkörper

46

Ausnehmung

47

Oberkante

48

Unterkante

49

Ausnehmung

50

Winkel

51

Freistellung

52

Tiefziehbacke

53

Gewindebohrung

54

T-Ansatz (von

52

)

55

Drehlager

56

Schraube

57

Schubkraft

58

Tiefziehkraft

59

Winkel

60

Verbindungsstelle

61

Gewindebohrung

62

Verstellspiel

63

Auflagefläche

Claims (5)

1. Tiefziehspannsystem für Spannvorrichtungen an Werkstückbearbeitungsma­ schinen zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken, mit

• - einer Aufspannplatte,
• - einem Anschlag-Tiefziehspanner mit feststehender Spannbacke und
• - einem Tiefziehspanner mit beweglicher Spannbacke, umfassend
• - eine Halteplatte (6)
• - einen mit der Halteplatte (6) werkstoffeinstückig verbundenen Backenkörper (7, 43),
• - einen Schlitz (8), durch den der Backenkörper (7, 43) über einen Teil seiner Länge von der Halteplatte (6) beabstandet ist,
• - im Backenkörper (6) vorgesehenen Mittel für eine elastische Verformung dessel­ ben und
• - eine zur Korrektur der Winkellage des Backenkörpers (6) dienende Schraube (4), welche eine Führung im Backenkörper (6) sowie den Schlitz (8) durchgrei­ fend, in eine Gewindebohrung (11) der Halteplatte (6) eingeschraubt ist.

2. Tiefziehspann-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für eine elastische Verformung als längliche Ausnehmungen (16, 17, 18) mit unterschiedlichen Längen ausgebildet sind.

3. Tiefziehspann-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für eine elastische Verformung als übereinanderliegende Reihen von Bohrungen (35) mit unterschiedlichen Längen ausgebildet sind.

4. Tiefziehspann-System für Spannvorrichtungen an Werkstückbearbeitungsma­ schinen zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken, mit

• - einer Aufspannplatte,
• - einem Anschlag-Tiefziehspanner mit feststehender Spannbacke und
• - einem Tiefziehspanner mit beweglicher Spannbacke, umfassend
• - eine Halteplatte (6),
• - einen mit der Halteplatte (6) verbundenen Backenkörper (44) und
• - einen Schlitz (8), durch den der Backenkörper (44) über einen Teil seiner Länge von der Halteplatte (6) beabstandet ist, wobei
• - der Backenkörper (44) sandwichartig aus Zwischenplatten (29-33) aufgebaut ist, derart, dass die unterste, der Halteplatte (6) benachbart angeordnete, Zwi­ schenplatte (29), zur Ausbildung des Schlitzes (8) kürzer gewählt ist als die da­ rüberliegenden Zwischenplatten (30-33),
• - die Zwischenplatten (29-32) durch Schrauben (33) miteinander und mit der Halteplatte (6) verbunden sind und
• - eine zur Korrektur der Winkellage des Backenkörpers (6) dienende Schraube (4), welche eine Bohrung im Backenkörper (6) sowie den Schlitz (8) durchgreift und in eine Gewindebohrung (11) in der Halteplatte (6) eingeschraubt ist, vorge­ sehen ist.

5. Tiefziehspannsystem für Spannvorrichtungen an Werkstückbearbeitungsma­ schinen zum Einspannen von Werkstücken, mit

• - einer Aufspannplatte auf der
• - ein Anschlag-Tiefziehspanner mit feststehender Spannbacke sowie
• - ein Tiefziehspanner mit einem Grundträger (34) und einer beweglichen Spann­ backe (52) angeordnet sind, wobei
  • - die bewegliche Spannbacke (52) in einer am Grundträger (34) angeordneten, in einem Winkel (59) schräg nach hinten geneigt verlaufenden Nut geführt wird und
  • - eine Gewindebohrung (53) aufweist, in welche eine in einem im Grundträger (34) gehaltenen Drehlager (55) gelagerte Spindel (39) eingreift, mit der die be­ wegliche Spannbacke (52) parallel zur Aufspannplatte aktiv antreibbar ist.