DE8906756U1 - Clamping element for clamping workpieces - Google Patents

Description

Dlpl.-lng. KLAUS WESJpf-IAL · j j."*. · .'' wälddrasse 33Dlpl.-lng. KLAUS WESJpf-IAL · j j."*. · .'' wälddrasse 33 D-7730 VS-VIUJNGEND-7730 VS-VIUJNGEN Dr. rer. nat. BERND MUSSGNUGDr. rer. nat. BERND MUSSGNUG

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Spannelement, sum Spannen von "rJarkstückenClamping element for clamping of "rJark pieces

Die Erfindung betrifft ein Spannelement zum Spannen von Werkstücken gemäß d^m Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a clamping element for clamping workpieces according to the preamble of claim 1.

Bai vielfältigen Spannvorgängen, wie sie etwa beim Drehen, Fräsen usw. erforderlich sind, werden in herkömmlicher Weise Spannbacken eingesetzt, an denen Spannelemente mit Hartmetalleinsätzen vorgesehen sind. Die Spannflächen der Hartmetalleinsätze sind durch eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten pyramidenförmigen Spitzen oder Vorsprüngen mit vorstehenden Kanten gebildet. Zur Befestigung sind die Hartmetalleinsätze meist in einen Stahlhalter eingelötet.For a variety of clamping processes, such as those required for turning, milling, etc., clamping jaws are used in the traditional way, on which clamping elements with hard metal inserts are provided. The clamping surfaces of the hard metal inserts are formed by a large number of pyramid-shaped tips or projections with protruding edges arranged next to one another. The hard metal inserts are usually soldered into a steel holder for fastening.

Da die Hartmetalleinsätze bei herkömmlichen Spannelementen mit ihrer Unterpsite in der Regel auf einer ebenen Fläche des Trägerteiles aufliegen und eine Lötung keine ausreichende Stabilität gewährleistet, um seitliche BearbeitungskrMfte aufnehmen zu können, müssen die HartmetalleinsätzeSince the hard metal inserts in conventional clamping elements usually rest with their underside on a flat surface of the carrier part and soldering does not ensure sufficient stability to be able to absorb lateral machining forces, the hard metal inserts must

Postgiroamt: Karlsruhe 76979-754 Bdnkltohto! Öeufedbe BanK AQ.VIIßngen (BLZ 69470039) 146332Postgiroamt: Karlsruhe 76979-754 Bdnkltohto! Öeufedbe BanK AQ.VIIßngen (BLZ 69470039) 146332

an ihrem äußeren Rand von dem Trägerteil umfaßt sein. Damit ergibt sich aber eine relativ ungünstige Einspanngeometrie, wodurch ein Bearbeiten des Werkstückes bis unmittelbar an das Spannelement nicht möglich i&t.be enclosed by the carrier part at its outer edge. However, this results in a relatively unfavourable clamping geometry, whereby it is not possible to machine the workpiece right up to the clamping element.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zur Vermeidung des obigen Nachteiles ein gattungsgemäßes Spannelement so zu verbessern, daß eine allseitige Umfassung des H^rtmetalleinsatzes von dem Trägerteil entfällt und somit ein Bearbeiten des Werkstückes bis unmittelbar an das Spannelement möglich ist.The object of the invention is to improve a generic clamping element in order to avoid the above disadvantage in such a way that the hard metal insert does not have to be enclosed on all sides by the carrier part and thus the workpiece can be machined right up to the clamping element.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved according to the characterizing part of claim 1.

Wegen der guten Unterstützung des Hartmetalleinsatzes durch den Vorsprung im mittleren Bereich des Trägerteiles werden seitliche Bearbeitungskräfte unmittelbar vom Hartmetalleinsv.tz über die Verbindungsfläche auf das Trägerteil übertragen. Bei kreisförmigen Spannelcmenten kann daher eine seitliche Umfassung des Hartmetalleinsatzes völlig entfallen; bei Spannelementen mit rechteckiger Spannfläche ist eine Einfassung des Hartmetalleinsatzes nur an zwei gegenüberliegenden Seiten erforderlich. Neben der Verbesserung der Einspanngeometrie ergibt sich zusätzlich die Möglichkeit, die aufwändige Lötverbindung des Hartraetalleinsatzes mit dem Trägerteil durch eine Klebverbindung zu ersetzen, falls die Bearbeitungstemperaturen dies zulassen.Because of the good support of the carbide insert by the projection in the middle area of the carrier part, lateral machining forces are transferred directly from the carbide insert to the carrier part via the connecting surface. With circular clamping elements, a lateral enclosure of the carbide insert can therefore be completely omitted; with clamping elements with a rectangular clamping surface, the carbide insert only needs to be enclosed on two opposite sides. In addition to improving the clamping geometry, there is also the possibility of replacing the complex soldering connection of the carbide insert to the carrier part with an adhesive connection, if the processing temperatures allow this.

An der Rückseite des vorzugsweise aus Stahl bestehenden Trägerteiles kann zur Befestigung ein Sacklochgewinde vorgesehen sein.A blind hole thread can be provided on the back of the support part, which is preferably made of steel, for fastening.

Die Verbindungsfläche zwischen Hartmetalleinsatz und Trägerteil weist bei Hartmetalleinsätzen mit kreisförmiger Spannfläche in bevorzugter Ausführung die Form eines Keyels mit abgerundeter Spitze auf. Dadurch kann ein längeres zentrisches Gewinde im Trägerteil vorgesehen werden.The connecting surface between the carbide insert and the carrier part in the case of carbide inserts with a circular clamping surface, in the preferred design, has the shape of a key with a rounded tip. This allows a longer central thread to be provided in the carrier part.

Falls der Hartmetalleinsatz des Spannelementes eine rechteckige Spannfläche aufweist, sind ?&Iacgr; vorteilhafter Ausführungs zwei gegenüberliegeende Stirnflächen des Hartmetalleinsatzes durch je einen vorstehenden Schenkel des Trägerteiles von außen eingefaßt. Die Verbindungsfläche zwischen dem Trägerteil und dem Hartmetalleinsatz weist vorzugsweise die Form eines Dreikantprismas mit abgerundeter Kante in der Mitte der Verbindungsfläche auf. Damit ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der kegelförmigen Ausbildung der Verbindungsfläche bei einem kreisförmigen SpIf the hard metal insert of the clamping element has a rectangular clamping surface, in an advantageous embodiment, two opposite end faces of the hard metal insert are each enclosed from the outside by a protruding leg of the carrier part. The connecting surface between the carrier part and the hard metal insert preferably has the shape of a triangular prism with a rounded edge in the middle of the connecting surface. This results in the same advantages as with the conical design of the connecting surface in a circular clamp.

Die Erfindung ist nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen :The invention is explained in more detail below using preferred embodiments, which are shown in the drawings. They show:

Figur la eine Aufsicht eines Spannelementes mit Hartmetalleinsatz und rechteckiger Spannfläche,Figure la is a plan view of a clamping element with hard metal insert and rectangular clamping surface,

Figur Ib eine Längsansicht des Spannelementes gemäß Figur la.Figure lb is a longitudinal view of the clamping element according to Figure la.

Figur lc eine Seitenansicht des Spannelementes gemäß Figur la,Figure lc is a side view of the clamping element according to Figure la,

Figur Id einen Schnitt längs der Linie A-A durch das Spannelement gemäß Figur la,Figure Id is a section along the line A-A through the tensioning element according to Figure la,

Figur 2a eine Aufsicht eines Spannelementes mit Hartmetalleinsatz und kreisförmiger Spannfläche,Figure 2a is a plan view of a clamping element with hard metal insert and circular clamping surface,

Figur 2b eine Seitenansicht des Spannelementes gemäß Figur 2a undFigure 2b is a side view of the clamping element according to Figure 2a and

Figur 3Figure 3

eine perspektivische Ansicht eines Vorsprunges an der Oberfläche des Hartmetalleinsatzes gemäß Figur la bzw. 2a.a perspective view of a projection on the surface of the hard metal insert according to Figure 1a or 2a.

Das Spannelement gemäß den Figuren la bis d besteht aus einem gesinterten Hartmetalleinsatz 18 und einem Trägerteil 16 aus Werkzeugstahl. Die Spannfläche 15 des Hartmetalleinsatzes 18 ist durch eine Vielzahl von walmdachförmigen vorsprüngen 12 gebildet. Die Oberfläche eines solchen walmdachförmigen Vorsprunges ist in der perspektivischen Darstellung gemäß Figur 3 besser erkennbar. Der Vorsprung 12 besitzt eine ebene, rechteckige Grundfläche, deren beiden Längsseiten 11 die doppelte Länge wie die Schmalseiten 13 aufweisen. Die in der Mitte zwischen den beiden Längsseiten 11 der Grundfläche vorstehende zu diesen Längsseiten 11 parallele Kante 10 bildet die Firstlinie der Walmdachform. Die beiden dreieckigen Walmflächen 30 und auch die beiden längsseitigen trapezförmigen Seitenflächen 31 schließen mitThe clamping element according to Figures 1a to d consists of a sintered hard metal insert 18 and a carrier part 16 made of tool steel. The clamping surface 15 of the hard metal insert 18 is formed by a plurality of hip roof-shaped projections 12. The surface of such a hip roof-shaped projection can be seen better in the perspective view according to Figure 3. The projection 12 has a flat, rectangular base, the two long sides 11 of which are twice the length of the narrow sides 13. The edge 10 protruding in the middle between the two long sides 11 of the base and parallel to these long sides 11 forms the ridge line of the hip roof shape. The two triangular hip surfaces 30 and also the two long trapezoidal side surfaces 31 close with

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der rechteckigen Grundfläche jeweils einen Winkel von 45° ein. Die walmdachförmigen Vorsprünge 12 sind gemäß Figur la, 2a in Reihen nebeneinander angeordnet. Sie sind dabei an ihren Längsseiten jeweils um eine halbe Länge gegeneinander verschoben. In die so entstehenden Aussparungen zwischsn jeweils zwei benachbarten Vorsprüngen einer Reihe sind die Vorsprünge der nächsten Reihe eingefügt, bei denen die vorstehenden Kanten 10 um 90° gegenüber den vorstehenden Kanten der benachbarten Reihe verdreht sind. Auf diese Weise ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der rechtwinklig gegeneinander versetzten vorstehenden Kanten 10 über die Spannfläche 15, so daß keine über die Spannfläche 15 geradlinig durchlaufende Vertiefungen zwischen den Vorsprüngen 12 vorhanden sind.the rectangular base area each form an angle of 45°. The hipped roof-shaped projections 12 are arranged in rows next to one another according to Figures 1a, 2a. They are offset from one another by half a length on their long sides. The projections of the next row are inserted into the recesses thus created between two adjacent projections in a row, with the protruding edges 10 being rotated by 90° relative to the protruding edges of the adjacent row. This results in an even distribution of the protruding edges 10 offset at right angles to one another over the clamping surface 15, so that there are no recesses running straight across the clamping surface 15 between the projections 12.

Gemäß Figur Ib weist das Trägerteil 16 an zwei gegenüberliegenden Seiten je einen vorstehenden Schenkel 14 auf, der den Hartmetalleinsatz 18 an zwei Stirnflächen 20 von außen sinfaßt. Die vorstehenden Schenkel 14 sind an ihren Außenflächen 17 in Richtung zur Spannfläche 15 des Hartmetalleinsatzes 16 hin abgeschrägt. In der Mitte eines jeden Schenkels 14 ist eine Bohrung 22 mit einer planen Umrandung 24 zur Aufnahme einer Halteschraube vorgesehen. Das Trägerteil 16 weist in seiner Mitte an der Rückseite ein Sacklochgewinde 19 auf, das eine zusätzliche Alternative zur Befestigung darstellt. Die Verbindungsfläche 21 zwischen Trägerteil 16 und Hartmetalleinsatz 18 besitzt gemäß Figur Ic die Form eines stumpfwinkligen Dreikantprismas mit dem Hartmetalleinsatz 18 zugewandter abgerundeter Kante in der Mitte der Verbindungsfläche. Dadurch ist der Hartmetallein-According to Figure 1b, the carrier part 16 has a protruding leg 14 on each of two opposite sides, which encloses the hard metal insert 18 on two end faces 20 from the outside. The protruding legs 14 are bevelled on their outer surfaces 17 in the direction of the clamping surface 15 of the hard metal insert 16. In the middle of each leg 14 there is a hole 22 with a flat border 24 for receiving a retaining screw. The carrier part 16 has a blind hole thread 19 in the middle on the back, which represents an additional alternative for fastening. The connecting surface 21 between the carrier part 16 and the hard metal insert 18 has the shape of an obtuse-angled triangular prism with a rounded edge facing the hard metal insert 18 in the middle of the connecting surface, according to Figure 1c.

satz 18 auf den beiden längsseitigen Flächen des Prismas fixiert; die Einfassung an den beiden Stirnseiten erfolgt dagegen - wie oben erwähnt - von außen mittels der beiden vorstehenden Schenkel 14. Die Verbindungsfläche 21 zwischen Hartmetalleinsatz IS und Trägerteil 16 ist zusätzlich in dem Schnitt gemäß Figur Id dargestellt.set 18 is fixed to the two longitudinal surfaces of the prism; the edging on the two end faces, however, is carried out - as mentioned above - from the outside by means of the two protruding legs 14. The connecting surface 21 between the hard metal insert IS and the carrier part 16 is also shown in the section according to Figure Id.

Der Hartmetalleinsatz 18 kann in herkömmlicher Weise auf dem Trclgerteil 16 aufgelötet sein. Diese aufwendige Lötverbindung kann in alternativer Ausführung auch durch eine Klebverbindung ersetzt sein, sofern dies die Bearbeitungstemperaturen zulassen. Die nötige seitliche Fixierung des Hartmetalleinsatzes gegen bei der Bearbeitng des Werkstükkes auftretende Scherkräfte ist dabei einerseits durch die Form der Verbindungsfläche 21, andererseits durch die Einfassung mittels der vorstehenden Schenkel 14 des Trägerteiles sichergestellt.The hard metal insert 18 can be soldered onto the carrier part 16 in the conventional manner. This complex soldered connection can also be replaced by an adhesive connection in an alternative embodiment, provided that the processing temperatures allow this. The necessary lateral fixation of the hard metal insert against shear forces occurring during processing of the workpiece is ensured on the one hand by the shape of the connecting surface 21 and on the other hand by the edging by means of the protruding legs 14 of the carrier part.

Die Unterseite des Trägerteiles 16 ist an j&der Längsseite durch einen schmalen, nach unten vorstehenden Stey 25 mit rechteckigem Querschnitt begrenzt. Diese Stege 25 ermöglichen eine seitliche Führung des Spannelementes beim Einbau auf einem Spannbacken. Zwischen den beiden Stegen 2 5 ist eine plane Auflagefläche 23 eingefaßt, die mit hoher Präzision parallel zur Spannfläche 15 ausgebild:-L ist. Bei dieser Ausgestaltung des Spannelementes kann die Gegenfläche des Spannbackens, auf dem das Spannelement aufgebracht wird, in vorteilhafter Weise durch Schleifen exakt bearbeitet werden, so daß die erforderliche hohe Genauigkeit beim Spannen erreicht wird.The underside of the carrier part 16 is limited on each long side by a narrow, downwardly projecting web 25 with a rectangular cross - section. These webs 25 enable the clamping element to be guided laterally when installed on a clamping jaw. A flat support surface 23 is enclosed between the two webs 25, which is designed with high precision parallel to the clamping surface 15. With this design of the clamping element, the counter surface of the clamping jaw, on which the clamping element is applied, can advantageously be precisely machined by grinding, so that the required high accuracy is achieved when clamping.

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Wie in den Figuren 2a und 2b dargestellt, kann das Spannelement auch eine kreisförmige Spannfläche 15' aufweisen. Die Verbxndungsfläche 21' zwischen Hartmetalleinsatz 18' und Trägerteil· 16' weist in diesem Fall die Form eines Kegels mit dem Hartmetalleinsatz 16' zugewandter abgerundeter Spitze auf. Die Verbindung kann - wie oben beschrieben -als Lot- oder Klebverbindung ausgeführt sein.As shown in Figures 2a and 2b, the clamping element can also have a circular clamping surface 15'. The connecting surface 21' between the hard metal insert 18' and the carrier part 16' in this case has the shape of a cone with a rounded tip facing the hard metal insert 16'. The connection can - as described above - be designed as a soldered or adhesive connection.

Zur Befestigung des Trägerteiles 16 ist an dessen Rückseite ein zentrisches Sacklochgewinde 19' vorgesehen. Wegen der kegelförmigen Ausbildung der Verbindungsfläche 21' zwischen Trägerteil 16' und Hartmetalleinsatz 18' ergibt sich eine größere Gewindelänge, was zur Erhöhung der Stabilität beiträgt. To secure the carrier part 16, a central blind hole thread 19' is provided on its rear side. Due to the conical design of the connecting surface 21' between the carrier part 16' and the hard metal insert 18', a longer thread length is obtained, which contributes to increasing stability.

Gleichfalls ist aufgrund der kegelförmigen Verbindungsfläche 21' die Ausbildung der Spannfläche 15* des Hartmetalleinsatzes 18' bis an den Rand des Spannelementes möglich, wodurch die in herkömmlicher Weise erforderliche Einfassung des Hartmetalleinsatzes durch einen vorstehenden Rand des Trägerteiles von außen entfällt.Likewise, due to the conical connecting surface 21', the clamping surface 15* of the hard metal insert 18' can be formed up to the edge of the clamping element, whereby the conventionally required enclosure of the hard metal insert by a protruding edge of the carrier part from the outside is no longer necessary.

Claims (9)

1. Spannelffiiienc. zum Spannen von Werkstücken, mit. einem Trägerteil, an dem ein Hartmetalleinsatz mit einer Spannfläche angeordnet ist, an der eine Vielzahl von in Richtung des zu spannenden Werkstückes hin vorstehenden Vorsprüngen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (16, 16') an der Verbindungsfläche (21, 21') zwischen dem Trägerteil (16, 16') und dem Hartmetalleinsatz (18, 18') im mittleren Bereich in Richtung zum Hartmetalleinsatz (18, 18') hin vorsteht und daß der Hartmetalleinsatz (18, 18') eine entsprechende Ausnehmung aufweist, die an dem Vorsprung des Trägerteiles (16, 16') aufliegt.1. Clamping device for clamping workpieces, with a support part on which a hard metal insert is arranged with a clamping surface on which a plurality of projections are provided that protrude in the direction of the workpiece to be clamped, characterized in that the support part (16, 16') protrudes in the middle region on the connecting surface (21, 21') between the support part (16, 16') and the hard metal insert (18, 18') in the direction of the hard metal insert (18, 18') and that the hard metal insert (18, 18') has a corresponding recess that rests on the projection of the support part (16, 16'). 2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetalleinsatz (18, 18') mit dem Trägerteil (16, 16') verklebt ist.2. Clamping element according to claim 1, characterized in that the hard metal insert (18, 18') is glued to the carrier part (16, 16'). 3. Spannelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite des Trägerteiles (16, 16') ein Sacklochgewinde (19, 19') vorgesehen ist.3. Clamping element according to claim 1 or 2, characterized in that a blind hole thread (19, 19') is provided on the rear side of the carrier part (16, 16'). Postgiroamt: Karlsruhe 76979-754 Bflsikkdntcl: peiftffche Bank *G Villlrnjen (BLZ 69470039) 146332Postgiroamt: Karlsruhe 76979-754 Bflsikkdntcl: peiftffche Bank *G Villlrnjen (BLZ 69470039) 146332 &bull; t ····&bull; t ···· 4. Spannelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetalleinsatz (16¹) eine kreisförmige Spannfläche (15) besitzt, und daß die Verbindungsfläche (21*) zwischen Trägerteil (IS¹) und Hartmetalleinsatz (18¹) die Form eines Kegels mit dem Hartmetalleinsatz (16¹) zugewandter, abgerundeter Spitze aufweist &iacgr;4. Clamping element according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the hard metal insert (16 ¹ ) has a circular clamping surface (15), and that the connecting surface (21*) between the carrier part (IS ¹ ) and the hard metal insert (18 ¹ ) has the shape of a cone with a rounded tip facing the hard metal insert (16 ¹ ). 5. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet* daß der Hartmetalleinsatz (18) eine rechteckige Spannfläche (15) aufweist und an zwei gacjönüberliegenöen Stirnflächen (20) durch je einen vorstehenden Schenkel (14) des Trägörteiles (16) von außen eingefaßt ist.5. Clamping element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hard metal insert (18) has a rectangular clamping surface (15) and is enclosed from the outside on two overlapping end faces (20) by a projecting leg (14) of the support part (16). 6. Spannelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außei.flachen (17) der vorstehenden Schenkel (14) in Richtung zur Spannfläche (15) des Hartmetalleinsatzes (18) hin abgeschrägt sind.6. Clamping element according to claim 5, characterized in that the outer surfaces (17) of the projecting legs (14) are bevelled in the direction of the clamping surface (15) of the hard metal insert (18). 7. Spannelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche (21) zwischen Trägerteil (16) und Hartmetalleinsatz (18) die Form eines stumpfwinkligen Dreikantprismas mit dem Hartmetalleinsatz (18) zugewandter abgerundeter Kante in der Mitte der Verbindungsfläche aufweist.7. Clamping element according to claim 5 or 6, characterized in that the connecting surface (21) between the carrier part (16) and the hard metal insert (18) has the shape of an obtuse-angled triangular prism with a rounded edge facing the hard metal insert (18) in the middle of the connecting surface. 8. Spannelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte eines jeden vorstehenden Schenkels (14) eine Bohrung (22) mit einer planen Umrandung (24) zur Aufnahme einer Halteschraube vorgesehen ist.8. Clamping element according to one of claims 5 to 7, characterized in that in the middle of each projecting leg (14) a bore (22) with a flat border (24) for receiving a retaining screw is provided. &bull; * tilt I »(· · I&bull; * tilt I »(· · I &bull; i · « r * ■<&bull; i · « r * ■< &igr; · · · · f r &igr;&igr; · · · · fr &igr; ·■ tit· ·« * a ·■ tit· ·« * a 9. Spanneleraent nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Trägerteiles ■16) an jeder Längsseite durch einen schmalen, nach unten vorstehenden Steg (25} nsit rechteckigem Querschnitt begrenzt ist.9. Clamping element according to one of claims 5 to 8, characterized in that the underside of the carrier part (16) is limited on each longitudinal side by a narrow, downwardly projecting web (25) with a rectangular cross-section.