Spann- beziehungsweise Greifsystem

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Spann- beziehungsweise Greifsystem mit einer Spanneinrichtung mit großem Hub, insbesondere für eine vollautomatische Bearbeitungslinie zum Greifen und Spannen von Werkstücken mit unterschiedlichen Formen und Formaten sowie eine derartige Spanneinrichtung selbst (siehe, Z.B., EP-1285730-A).

[0002] Spannantriebe zum Antreiben eines Werkstückspannsystemes sowie Werkstückspannsysteme, Vorrichtungen zum Messen der Spannkraft beziehungsweise hydraulisch angetriebene Parallelschraubstöcke sind bekannt.

[0003] Die bisher bekannten Spanneinrichtungen beziehungsweise Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß sie meistens für jeweils nur sehr eingeschränkte Formate und Größen bestimmter Werkstücke geeignet sind. Insbesondere beim Einsatz in automatischen Bearbeitungslinien ergibt sich, daß die bisher bekannten Systeme einen sehr hohen Arbeitsaufwand für das Betätigen beziehungsweise Bedienen der Spannvorrichtungen oder Systeme erfordern, wenn das Werkstückformat gewechselt werden muß. In automatischen Bearbeitungslinien ist es jedoch erforderlich, Werkstücke unterschiedlichster Formen und Formate zu greifen und zu spannen. Die dafür bisher bekannten Spanneinrichtungen weisen einen Hub auf, der dem Format bzw. der Dimension des Werkstückes möglichst nah angepaßt ist, um auch eine möglichst platzsparende Spannvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Der Werkstückformatwechsel ist aufgrund dieser Eigenschaften sehr zeitaufwendig. Hierfür muß die gesamte Spanneinrichtung ausgetauscht werden. Dadurch werden die bekannten Spanneinrichtungen zum Engpass in automatischen Bearbeitungslinien, in welchen Werkstücke unterschiedlichster Formate zur Bearbeitung gegriffen und gespannt werden müssen. Mit den bekannten Spanneinrichtungen ist eine kostengünstige, automatische Bearbeitung beziehungsweise Fertigung von Kleinserien, wo zwangsläufig oft andere Formate zu bearbeiten sind, nicht möglich.

[0004] Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung zu finden, die es erlaubt, auch eine Bearbeitung beziehungsweise Fertigung von Serien mit unterschiedlichen Werkstückformaten, und daher häufig auftretenden Formatwechseln beim Greifen und Spannen der Werkstücke, kostengünstig zu betreiben.

[0005] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird zunächst von einer Spanneinrichtung gemäss Anspruch 1 gelöst.

[0006] Die Erfindung setzt einen Arbeitszylinder ein. Dieser ist günstigerweise als Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ausgebildet. Der Arbeitszylinder besteht aus einem Zylinder, in welchem der Kolben geführt ist. Kolben und Zylinder sind relativ zueinander bewegbar, wenn in dem druckbeaufschlagbaren Arbeitsraum ein entsprechend unter Druck stehendes Medium (Druckluft, Hydraulikrohöl oder dergleichen) angefördert wird. In der Regel wird die Anordnung so gewählt, daß ein Element des Arbeitszylinders feststehend ausgebildet ist und das andere Element des Arbeitszylinders beweglich ist.

[0007] Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolben des Arbeitszylinders ortsfest gelagert ist und der Arbeitszylinder mit der mindestens einen beweglichen Spannbacke eine kinematische Einheit bildet.

[0008] Diese Bauweise ist dahingehend günstig, da der Zylinder in der Regel den Kolben umschließt. Bei einer kompakten Bauweise bietet es sich an, den Zylinder als das bewegliche Teil auszubilden, welcher auf dem Kolben gleitet. Die Bewegung des Zylinders wird dann auf die bewegliche Spannbacke übertragen und bildet somit die kinematische Einheit.

[0009] Es ist von Vorteil, daß die Spanneinrichtung eine Schlittenführung aufweist, auf welcher ein Schlitten beweglich gelagert ist und der Schlitten die bewegliche Spannbacke trägt. Die Zuverlässigkeit der gesamten Anordnung wird dadurch erhöht, wenn die mechanischen Belastungen entsprechend optimal gelagert werden. Da mit der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung erhebliche Haltekräfte und damit auch entsprechende Spanndrücke aufzubauen sind, ist es günstig, für die Führung des Schlittens eine eigene Schlittenführung an der Spanneinrichtung vorzusehen, und mit der Lagerung keine anderen Teile zu belasten.

[0010] Günstigerweise wird dabei der Schlitten als Zylinder des Arbeitszylinders ausgebildet und besitzt eine entsprechende Längsbohrung. Die Konstruktion ist dabei so gewählt, daß man nicht einen Arbeitszylinder entsprechend umbaut, um einen Spannbacken damit zu bewegen, sondern einen bestehenden Spannbacken auf eine optimale Spannkraft und Spannweite optimiert. In Abweichung des sonstigen Weges geht die Erfindung dabei von einem Schlitten aus, der durch das Einarbeiten der Längsbohrung zu dem Zylinder eines Arbeitszylinders wird und so insbesondere in Kombination mit dem Einsatz in einem Hydraulikkreislauf erhebliche Vorteile aufweist. Die Hydraulikanordnung ist problemlos so wählbar, daß große Hübe (entspricht den Spannweiten) realisiert werden können und trotzdem an jedem Spannpunkt entlang dieses Weges ein enormes Kraftpotential zum Festspannen der Werkstücke besteht.

[0011] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine von der Schlittenführung getrennte Zylinderführung des Zylinders auf dem Kolben vorgesehen ist. Für ein optimales Funktionieren der gesamten Spanneinrichtung, die natürlich im hohen Maße von einer Dichtheit des hydraulischen oder pneumatischen Systems des Arbeitszylinders abhängt, ist es von Vorteil, wenn jede Torsions- oder Querbelastung auf den Arbeitszylinder vermieden wird, da diese Belastungen von den Führungen des Kolbens beziehungsweise deren Dichtungen aufzunehmen sind. Diese sind hierauf aber nicht ausgelegt. Durch die Trennung der jeweiligen Führungsaufgaben und deren getrennte Optimierung für die Führung des Schlittens einerseits und für die Führung des Kolbens andererseits wird erfindungsgemäß eine zuverläßig funktionierende Lösung vorgeschlagen.

[0012] Eine weitere erfindungsgemäße Variante schlägt vor, daß eine Parallelität beziehungsweise Quasiparallelität der Bewegungsrichtung des beweglichen Spannbackens und der Bewegungsrichtung des Arbeitszylinders vorgesehen ist. Da enorme Kräfte aufzubauen sind, muß darauf geachtet werden, daß die Anordnung auch bei den hohen Drücken und Kräften zuverlässig funktioniert. Eine Umlenkung der Spannkräfte, zum Beispiel durch entsprechende Keilflächen oder Hebelmechaniken und so weiter, ist zwar prinzipiell möglich, kann aber bei hohen Drücken zur Selbsthemmung führen und somit die Funktionalität der Spanneinrichtung zerstören. Wird aber eine Parallelität der Bewegungsrichtung des beweglichen Spannbackens und der Bewegungsrichtung des Zylinders vorgesehen, so ist eine Überleitung der Bewegung des Zylinders auf den Spannbacken in einfacher Weise möglich. Unter Quasiparallelität werden auch gewisse Winkel zwischen den beiden Bewegungsrichtungen verstanden, die für das Funktionieren der Spanneinrichtung noch akzeptabel sind, also nicht zu Verklemmungen führen.

[0013] Günstig ist es, daß zwischen stillstehenden Teilen und beweglichen Teilen der Spanneinrichtung Abstreifelemente zum Schutz vor Verunreinigungen angeordnet sind. Oftmals werden die Spanneinrichtungen in spanabhebenden oder abrasiven Einsatzbereichen verwendet und es ist darauf zu achten, daß die Späne nicht zu einer Behinderung oder Beeinträchtigung des Betriebes der Spanneinrichtung führt.

[0014] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens eine Rückholfeder vorgesehen ist, die zumindest eine bewegliche Spannbacke dann in ihre Ausgangsstellung zurückholt, wenn kein Druck auf dem Zylinder beaufschlagt ist. Im passiven Zustand der Spanneinrichtung ist diese also entspannt und geöffnet. Ein Wechsel des Werkstückformates ist dabei problemlos möglich, da dies z.B. durch den jeweiligen Druck beziehungsweise Volumenstrom in dem Zylinder gesteuert wird.

[0015] Für die Anordnung der Rückholfeder bieten sich zwei Varianten an. Zum einen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Rückholfeder im mit Druck beaufschlagbaren Zylinderraum angeordnet ist. In einer anderen Variante, die gegebenenfalls ebenfalls sehr kurzbauend ist, ist vorgesehen, daß sich die Rückholfeder in einem von der Druckbeaufschlagung abgewandten Sekundärraum des Zylinders befindet. Üblicherweise wird die Anordnung "vor" oder "hinter" dem Kolben gewählt, um ein entsprechendes Abstützen der Rückholfeder zu ermöglichen.

[0016] Es ist günstig, daß ein Widerlager für den hydraulischen oder pneumatischen Antrieb vorgesehen ist. Dieses Widerlager ist in einer Variante der Erfindung an einem Ende des Grundkörpers angeordnet. In einer anderen Variante der Erfindung ist dieses Widerlager zwischen den beiden Spannbacken, z.B. am feststehenden Kolben, vorgesehen. Dabei ist es sowohl möglich, daß das Widerlager zwischen den Spannbacken in der geöffneten Stellung oder in der gespannten, zusammengefallenen Stellung besteht. Beide Varianten gehören zur Erfindung.

[0017] Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Spann- beziehungsweise Greifsystem gemäss Anspruch 14. Durch den Einsatz einer Spanneinrichtung mit großem Hub zum Greifen und Spannen der Werkstücke mit unterschiedlichsten Formen und Formaten und die Verbindung mit einer Steuerung, ist es nunmehr möglich, die unterschiedlichen Werkstücke innerhalb kürzester Zeit zu greifen und zu spannen und innerhalb der vollautomatischen Bearbeitungslinie dann der Bearbeitung zuzuführen. Die Steuerung der entsprechenden Spannweite an der Spanneinrichtung und ihre Kontrolle führt dazu, daß die Zeit für das Greifen und Spannen der Werkstücke auch unterschiedlichster Formate erheblich reduziert wird. Die Ausbildung der Spanneinrichtung ist dabei so gewählt, daß sie automatisch ansteuerbar ist und außerdem dafür geeignet ist, lange Hubwege in kürzester Zeit auszuführen.

[0018] Der Begriff "lange Hubwege" ist dabei beispielhaft wie folgt zu verstehen: Im Stand der Technik sind Spanneinrichtungen bekannt, die nur einen Hub aufweisen, der sicherstellt, daß zum Beispiel Quetschungen der Hand der Bedienperson ausgeschlossen sind. Das heißt, die Position der Spannbacken ist beim Einlegen des Werkstückes so gewählt, daß keine Handteile in dem verbleibenden Spalt zwischen Werkstück und Spannbacken geraten können. Der Hub ist nur so bemessen, den Spalt bei der gegebenen Abmessung zu schließen.

[0019] Der gemäß der Erfindung mögliche Hub übertrifft dieses Maß um mindestens das fünffache, wenn nicht sogar das zehn- oder fünfzehnfache. Es ist beispielsweise, und ohne die Erfindung hierauf festzulegen, vorgesehen, Hübe von mehr als 60 Millimeter zu realisieren. Dabei sind relativ hohe Spannkräfte von ca. 3 bis 8 Tonnen, bevorzugt ca. 4 Tonnen, vorgesehen.

[0020] Auch das ebenfalls erfindungsgemäß vorgeschlagene Spann- beziehungsweise Greifsystem löst die eingangs beschriebene Aufgabe optimal. Durch das Anordnen eines möglich großen Hubes wird erreicht, daß ein solches Spann- beziehungsweise Greifsystem bei vollautomatischen Bearbeitungslinien einseztbar ist. Im Zusammenwirken mit der Steuerung wird erreicht, daß die jeweiligen Spannformate die unterschiedlichen Werkstücke richtig erfassen und das Spann- beziehungsweise Greifsystem die Backen auf das richtige Maß positionieren.

[0021] Dabei ist die Erfindung nicht darauf angewiesen, die Spanneinrichtung gemäß der Erfindung hierbei einzusetzen, wenngleich dies sehr von Vorteil ist, es ist auch möglich, daß andere Spanneinrichtungen, zum Beispiel ein mit Spindeln angetriebener Schraubstock und dergleichen, zum Einsatz kommen.

[0022] Eine vorteilhafte Weiterbildung des Spann- beziehungsweise Greifsystems zeichnet sich dadurch aus, daß ein hydraulisch betätigbarer Schraubstock zum Greifen und Spannen von Werkstücken als Spanneinrichtung vorgesehen ist. Ein derartiger Schraubstock in Verbindung mit der Steuerung ermöglicht ebenfalls ein sehr schnelles und sicheres Spannen von Werkstücken innerhalb einer automatischen Bearbeitungslinie.

[0023] Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, daß die Spindel dabei von einem Elektromotor angetrieben ist. Selbstverständlich kann die Spindel auch pneumatisch angetrieben werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Spann- beziehungsweise Greifsystems zeichnet sich auch dadurch aus, daß der Antriebsmotor ein Stellmotor ist.

[0024] Es wurde auch gefunden, daß es von Vorteil ist, wenn die Steuerung des erfindungsgemäßen Spann- beziehungsweise Greifsystems derart ausgeführt ist, daß Sensoren die Abmessungen der Werkstücke erfassen und die Steuerung entsprechende Signale an den Antrieb der Spanneinrichtung sendet, um die Spanneinrichtung auf die ermittelte Werkstückgröße einzustellen. Die Sensoren können dabei als optische und/oder elektrische Sensoren ausgebildet sein. Es ist auch vorgesehen, daß das Werkstück selbst mindestens einen Datenträger, wie beispielsweise einen Barcode aufweist, der die Abmessungen des Werkstückes bezeichnet und die Steuerung über die Sensoren diese Datenträger ausliest.

[0025] Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spann- beziehungsweise Greifsystems zeichnet sich dadurch aus, daß die Spannung des Werkstückes, insbesondere entlang des gesamten Hubes, mit einer vorher einstell- beziehungsweise wählbaren Spann- beziehungsweise Andruckkraft erfolgt. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Abfolge unterschiedlicher Spann- beziehungsweise Andruckkräfte der Steuerung vorzugeben, die dann entsprechend des gewählten Ablaufes abrufbar ist.

[0026] Es ist weiterhin von Vorteil, wenn eine Einrichtung zur Einstellung und Überwachung der Spannkraft für die Spannung des Werkstückes vorgesehen ist. Es kann dadurch vermieden werden, daß zum einen eine zu geringe Spannung für die Bearbeitung des Werkstückes für den Bearbeitungsvorgang eingetragen wird. Es wird aber gleichzeitig auch vermieden, daß zu hohe Spannkräfte zur Verformung beziehungsweise Beschädigung des Werkstückes führen.

[0027] Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, daß die Steuerung einen Speicher aufweist, in dem die Werte für Spannweite, Spannkraft sowie die unterschiedlichen Formen und Formate der Werkstücke hinterlegbar und speicherbar sind. Selbstverständlich sind auch bestimmte Abfolgen von Bearbeitungsvorgängen und von dabei zu bearbeitenden Werkstücken hinterleg- und speicherbar.

[0028] In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spann- beziehungsweise Greifsystems ist die als Schraubstock ausgebildete Spanneinrichtung als Maschinenschraubstock ausgeführt.

[0029] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Spanneinrichtung als Greifsystem ausgebildet ist und an Roboterarmen von Robotern angeordnet ist. Die Roboter können dabei sowohl ortsfest als auch beweglich ausgebildet sein.

[0030] Anstelle des Hydraulikzylinders kann auch eine beispielsweise elektrisch angetriebene Spindel vorgesehen sein, die mit der beweglichen Spannbacke beispielsweise über einen Schlitten verbunden ist. Vorteilhafterweise wird dazu ein Stellantrieb zum Antrieb der Spindel vorgesehen.

[0031] Es wurde auch gefunden, daß es von Vorteil ist, wenn die Spanneinrichtung sich dadurch auszeichnet, daß der als Schlitten ausgebildete Zylinder in eine längliche Ausnehmung des Grundkörpers eingelassen ist.

[0032] Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung ist gekennzeichnet durch einen Grundkörper, einer an dem einen Ende des Grundkörpers angeordneten festen Spannbacke, einem Schlitten, der am Grundkörper in einer Führung gehalten ist und einer relativ zur festen Spannbacke beweglichen Spannbacke, einen Widerlager am anderen Ende des Grundkörpers für einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb der beweglichen Spannbacke, wobei der Kolben ortsfest gelagert ist und der Zylinder mit der beweglichen Spannbacke eine kinematische Einheit bildet.

[0033] Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung zeichnet sich auch dadurch aus, daß eine Rückholfeder vorgesehen ist, die zumindest eine bewegliche Spannbacke dann in ihre Ausgangsstellung zurückholt, wenn kein Druck auf dem Zylinder beaufschlagt ist beziehungsweise keine Spannkraft an der Spindel anliegt.

[0034] Erfindungsgemäß wurde auch gefunden, daß es von Vorteil ist, wenn von den Spannflächen der Spanneinrichtung Bohrungen, zum Beispiel in Einbaurichtung von den Spannflächen nach unten führen, die derart ausgebildet sind, daß Verunreinigungen und Kühl- beziehungsweise Spülflüssigkeit durch diese Bohrungen weggeblasen werden. Zum Beispiel wird die Bohrung mit Druckluft beaufschlagt.

[0035] Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spann- beziehungsweise Greifsystems zeichnet sich dadurch aus, daß eine Spanneinrichtung gemäß einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen Bestandteil des Spann- beziehungsweise Greifsystems ist.

[0036] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gemäss Anspruch 20 zum Bearbeiten von Werkstücken mit unterschiedlichen Spannformaten gelöst. Das Verfahren stellt darauf ab, den Greif- beziehungsweise Spannprozeß zu automatisieren und insbesondere einen Formatwechsel beim Spannen selbstständig zu erkennen und zu beherrschen. Das erfindungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe in eleganter Weise insbesondere wenn ein Spann- und Greifsystem, wie oben beschrieben, eingesetzt ist, welches einen entsprechend großen Hub erlaubt. Hierauf ist aber die Erfindung nicht beschränkt, sie kann auch für andere Spannsysteme einsetzbar sein.

[0037] Zu beachten ist dabei, daß unter Spannen ein Aufspannen des Werkstückes verstanden wird, welches eine hochgenaue Bearbeitung erlaubt, ohne dabei zu riskieren, daß das Werkstück deplaziert wird und eine Bearbeitung zu Ausschuß führen würde. Das Verfahren ist insbesondere darauf abzustellen, daß erhebliche Spannkräfte einsetzbar sind, um den Bearbeitungskräften zu widerstehen.

[0038] Des Weiteren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Spannen des Werkstückes erst möglich ist, wenn bestätigt wird, daß die Greifweite bzw. Spannweite dem jeweiligen Sollwert, bezogen auf das Spannformat des Werkstückes, gegebenenfalls innerhalb entsprechender Toleranzen, entspricht. Es ist bei der vollautomatischen Arbeit nicht auszuschließen, daß sich beim Spannprozeß entsprechende Fremdteile zwischen Werkstück und Spannbacken verklemmen. Diese beeinträchtigen die genaue Positionierung und das sichere Festhalten. Letztendlich wird der bewegliche Spannbacken einen solchen Fehler nicht auf das gewünschte Maß, der Greif- oder Spannweite bringen. Würde in einer solchen Fehlstellung mit großem Druck beaufschlagt, kann dies zu Beschädigungen führen. Der erfindungsgemäße Vorschlag soll just solche Fehlbearbeitungen vermeiden. Günstigerweise wird hierbei bei dem Spann- und Gleitsystem vorgesehen, daß eine Überwachung des Verfahrweges der Backen vorgesehen ist. Ein Verfahrweg kann dabei zum Beispiel durch Volumenstrommessungen des Hydrauliköles in oder aus dem Arbeitszylinder überwacht werden. Das zu- und abgeförderte Volumen entspricht einer entsprechenden Position des Backens auf dem Verfahrweg. Es ist aber auch mit Näherungsschaltern oder anderen elektrischen, optischen oder mechanischen Positionsabtastern usw. einsetzbar.

[0039] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1, 3

je in einer Schnittdarstellung zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung;

Fig. 2

Vorderansicht und Seitenansicht im Schnitt der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung;

[0040] Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung. Die Spanneinrichtung wird in diesem Beispiel durch den abgebildeten Schraubstock zur Verfügung gestellt. Es handelt sich um eine Schnittdarstellung durch diesen Schraubstock. Mit dem Bezugszeichen 2 ist dabei die feste Spannbacke bezeichnet. Diese befindet sich in der Schnittdarstellung oben links. In dem Ausführungsbeispiel ist diese feste Spannbacke 2 mit einer Schraube lösbar fest verbunden, so daß auch jede andere Form von Spannbacken an dem Schraubstock angeordnet werden kann.

[0041] Mit dem Bezugszeichen 3 ist die bewegliche Spannbacke bezeichnet, welche ebenfalls mit einer Schraubverbindung lösbar fest mit dem beweglichen Schlitten 7 verbunden ist. Mit dem Bezugszeichen 4 ist der als Pneumatik- beziehungsweise Hydraulikzylinder ausgebildete Arbeitszylinder bezeichnet. Der Kolben 9 ist in den Zylinder 20 eingeführt und in dem Arbeitszylinder 4 selbst befinden sich Rückholfedern 5, die den Schlitten 7 dann in seine Ausgangsstellung zurückführen, wenn der Zylinder nicht mit Druck beaufschlagt ist. Die Rückholfedern 5 befinden sich in diesem Beispiel in dem mit Druck beaufschlagbaren Zylinderraum 23.

[0042] Der Zylinder 4 ist mit dem Schlitten 7 verbunden und dieser Schlitten 7 wiederum mit der beweglichen Spannbacke 3. Im Falle der Druckbeaufschlagung bewegt sich der Zylinder 4 inklusive des Schlittens 7 mit dem daran gefestigten beweglichen Spannbacken 3 auf den festen Spannbacken zu. Wird der Druck zurückgenommen beziehungsweise entspannt, ziehen die Rückholfedern den Zylinder 4 mit dem Schlitten 7 und den beweglichen Spannbacken 3 wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Mit kleinen Pfeilen angedeutet ist in der Darstellung gemäß der Fig. 1 die Anordnung der Abstreifelemente 6, die zum Schutz vor Verunreinigungen der beweglichen Teile an diesen angeordnet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Spanneinrichtung derart auszuführen, daß der Zylinder 4 feststeht und der bewegliche Kolben dann mit dem Schlitten 7 sowie der beweglichen Spannbacke 3 verbunden ist. Mit dem Bezugszeichen 10 sind die Spannflächen der festen Spannbacke 2 und der beweglichen Spannbacke 3 bezeichnet.

[0043] In der Fig. 2 ist ebenfalls eine Schnittdarstellung einer als Schraubstock ausgeführten Spanneinrichtung 1 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen darin gleiche technische Merkmale, die bereits in der Fig. 1 beschrieben wurden. Auf eine erneute Vorstellung dieser Merkmale wird deshalb verzichtet. Mit dem Bezugszeichen 8 sind Bohrungen bezeichnet, die von den Spannflächen 10 der festen und beweglichen Spannbacken 2,3 durch diese Spannbacken hindurch führen und durch den Grundkörper 11 in Einbaurichtung nach unten gesehen führen. Diese Bohrungen 8 sind dazu vorgesehen, daß Verunreinigungen und/oder Spül- beziehungsweise Kühlmittel von den Spannflächen 10 weggeleitet werden. Dies bewirkt, daß die Spannflächen 10 immer dann in einem sauberen Zustand sich befinden, wenn ein neues Werkstück gespannt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei , wenn beispielsweise die Bohrungen 8 mit einem Unterdruck zum Absaugen der Verunreinigungen beaufschlagt sind.

[0044] Fig. 3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Variante der Erfindung.

[0045] Das Widerlager 12, welches für den hydraulischen oder pneumatischen Antrieb vorgesehen ist, befindet sich bei dem Vorschlag nach Fig. 1 am rechten Ende des Grundkörpers 11. Es ist Teil des Grundkörpers. In der Variante nach Fig. 3 ist das Widerlager 12 Teil des Kolbens 9. In der Variante nach Fig. 1 wird die Rückholfeder 5 in dem Arbeitsraum 23 des Arbeitszylinders 4 vorgesehen. Der Arbeitsraum 23 wird mit Druck beaufschlagt.

[0046] Im Gegensatz hierzu zeigt Fig. 3 die Anordnungen der Rückholfedern 5 in einem Sekundärraum 21, der bezüglich des Kolbens auf der dem Arbeitsraum 23 abgewandten Seite liegt. Der Sekundärraum 21 wird nicht mit hydraulischem Druck beaufschlagt. Die Rückholfeder 5 stützt sich dabei an einem Abschlußdeckel des Grundkörpers 11 ab. In Fig. 1 sind entsprechende Einbauten im Arbeitszylinder für ein Widerlager der Rückholfeder 5 vorgesehen.

[0047] Der Kolben 9 in Fig. 3 besitzt eine Druckleitung 22, in welcher der Arbeitsraum 23 mit entsprechendem Arbeitsmedium (Druckluft, Hydrauliköl) gefüllt und auch entleert werden kann.

[0048] Vielleicht ist die Ausgestaltung nach Fig. 3 etwas aufwendiger, jedoch bietet sie im Betrieb gewisse Vorteile. Der sich bewegende Backen 3 läuft nicht in einer Tasche, wie in Fig. 1, sondern läuft frei. Das bedeutet, daß in diesem Bereich auch keine Späne usw. die freie Bewegung des Backens 3 behindern. Eine solche Anordnung ist zum Beispiel im horizontalen Einsatzbereich günstig.

[0049] Die Ausgestaltung nach Fig. 1 hingegen bietet sich bei vertikalen Spannproblemen an, wo die vertikal stehende Tasche nicht stört, da hier keine Späne oder sonstiges hineinfällt beziehungsweise liegen bleibt.

[0050] Mit der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung ist es auch möglich, mehrere Werkstücke gleichzeitig aufzuspannen (Mehrfachspannung).

Ansprüche

1. Spanneinrichtung, bestehend aus mindestens zwei Spannbacken, wovon mindestens eine Spannbacke (3) beweglich ausgebildet ist, wobei mindestens eine bewegliche Spannbacke (3) mit einem als Hydraulik- oder Pneumatik-Zylinder ausgestatteten Arbeitszylinder (4) gekoppelt ist, wobei der Arbeitszylinder (4) in Einbaurichtung unterhalb der Spannebene für das Werkstück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) des Arbeitszylinders (4) ortsfest gelagert ist und der Zylinder (20) des Arbeitszylinders (4) mit der mindestens einen beweglichen Spannbacke (3) eine kinematische Einheit bildet.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (1) eine Schlittenführung aufweist, auf welcher ein Schlitten (7) beweglich gelagert ist und der Schlitten (7) die bewegliche Spannbacke (3) trägt.

3. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (7) eine Längsbohrung besitzt, welche vorzugsweise als Zylinder (20) des Arbeitszylinders (4) dient.

4. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Schlitten (7) ausgebildete Zylinder (4) in eine längliche Ausnehmung des Grundkörpers (11) eingelassen ist.

5. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Schlittenführung getrennte Zylinderführung des Zylinders (20) auf dem Kolben (9) vorgesehen ist.

6. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Parallelität beziehungsweise Quasiparallelität der Bewegungsrichtung des beweglichen Spannbackens (3) und der Bewegungsrichtung des Zylinders (20) des Arbeitszylinders (4).

7. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen stillstehenden Teilen der Spanneinrichtung (1), zum Beispiel dem Grundkörper (11) und den beweglichen Teilen der Spanneinrichtung, zum Beispiel dem Schlitten (7), Abstreifer-Elemente (6) zum Schutz vor Verunreinigungen angeordnet sind.

8. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spanneinrichtung (1) mit einem Grundkörper (11), einer an dem einen Ende des Grundkörpers (11) angeordneten feste Spannbacke (2), einem Schlitten (7) der am Grundkörper (11) in einer Führung gehalten ist und einer relativ zur festen Spannbacke (2) beweglichen Spannbacke (3), einem Widerlager (12) am anderen Ende des Grundkörpers (11) für einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb der beweglichen Spannbacke (3), wobei der Kolben (9) ortsfest gelagert ist und der Zylinder (4) mit der beweglichen Spannbacke (3) eine kinematische Einheit bildet.

9. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Rückholfeder (5) vorgesehen ist, die zumindest eine bewegliche Spannbacke (3) dann in ihre Ausgangsstellung zurückholt, wenn kein Druck auf dem Zylinder (4) beaufschlagt ist.

10. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rückholfeder (5) im mit Druck beaufschlagbaren Zylinderraum (23) befindet oder daß sich die Rückholfeder (5) in einem von der Druckbeaufschlagung abgewandten Sekundärraum (21) des Zylinders befindet.

11. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) Druckzuleitungen (22) aufnimmt.

12. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerlager (12) für den hydraulischen oder pneumatischen Antrieb zwischen den beiden Spannbacken (2, 3) vorgesehen ist.

13. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spannflächen (10) Reinigungs- beziehungsweise Druckluftbohrungen (8) vorgesehen sind.

14. Spann- beziehungsweise Greifsystem mit einer Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, mit großem Hub, insbesondere für eine vollautomatische Bearbeitungslinie, zum Greifen und Spannen von Werkstücken mit unterschiedlichen Formen und Formaten und einer Steuerung, die aufgrund der unterschiedlichen Formen beziehungsweise Formate der werkstücke die Spannweite an der Spanneinrichtung einstellt und das Spannen beziehungsweise das Greifen der Werkstücke kontrolliert.

15. Spann- beziehungsweise Greifsystem nach dem vorhergehenden Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Spindel angetriebener Schraubstock zum Greifen und Spannen der Werkstücke als Spanneinrichtung (1) vorgesehen ist.

16. Spann- beziehungsweise Greifsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung derart ausgeführt ist, daß Sensoren die Abmessungen der Werkstücke erfassen oder das Werkstück einen Datenträger für oder mit den Abmessungen aufweist, die Steuerung die Sensoren oder Datenträger ausliest und die Steuerung entsprechende Signale an den Antrieb der Spanneinrichtung (1) sendet, um die Spanneinrichtung (1) auf die ermittelte Werkstückgröße einzustellen.

17. Spann- beziehungsweise Greifsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Werkstückes, insbesondere entlang des gesamten Hubes mit einer vorher einstell- beziehungsweise wählbaren Spann- beziehungsweise Andruckkraft erfolgt.

18. Spann- beziehungsweise Greifsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Einstellung und/oder Überwachung der Spannkraft zur Spannung des Werkstückes sowie der Stellung beziehungsweise des Ver-fahrweges der Backen vorgesehen ist.

19. Spann- beziehungsweise Greifsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einen Speicher aufweist, in dem die Werte für die Spannweite, Spannkraft sowie die unterschiedlichen Formen und Formate der Werkstücke hinterleg- und speicherbar sind.

20. Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mit unterschiedlichen Spannformaten, wobei die Werkstücke von einem Spann- beziehungsweise Greifsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 19 ergriffen und gegebenenfalls gespannt werden und das Verfahren aufgrund der unterschiedlichen zu greifenden beziehungsweise zu spannenden Formate die Greif- beziehungsweise Spannweite an dem Spann- beziehungsweise Greifsystem entsprechend einstellt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannen des Werkstückes erst möglich ist, wenn bestätigt wurde, daß die Greifweite beziehungsweise Spannweite dem jeweiligen Sollwert, bezogen auf das Spannformat des Werkstückes, gegebenenfalls innerhalb entsprechender Toleranzen, entspricht.

Claims

1. Clamping device comprising at least two clamping jaws, one clamping jaw (3) being designed movably, at least one movable clamping jaw (3) being coupled with a working cylinder (4) equipped as hydraulic or pneumatic cylinder, the working cylinder (4) being arranged in the direction of mounting below the clamping surface for the work piece, characterised in that the piston (9) of the working cylinder (4) is supported stationary, and the cylinder (20) of the working cylinder (4) forms a kinematic unit with the at least one movable clamping jaw (3).

2. Clamping device according to claim 1, characterised in that the clamping device (1) has a slide guide on which a slide (7) is supported movably, and the slide (7) carries the movable clamping jaw (3).

3. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that the slide (7) has a longitudinal boring which serves preferably as cylinder (20) of the working cylinder (4).

4. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that the cylinder (4) designed as slide (7) is imbedded in a longitudinal recess of the basic body (11).

5. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that a cylinder guide of the cylinder (20) on the piston (9) is provided separated from the slide guide.

6. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised by parallelism, respectively quasi-parallelism, of the direction of movement of the movable clamping jaw (3) and the direction of movement of the cylinder (20) of the working cylinder (4).

7. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that between stationary parts of the clamping device (1), for example the basic body (11), and the movable parts of the clamping device, for example the slide (7), stripping elements (6) are arranged as a protection against dirt.

8. Clamping device according to one of the preceding claims characterised by a clamping device (1) with a basic body (11), a stationary clamping jaw (2) arranged at the one end of the basic body (11), a slide (7) which is held at the basic body (11) in a guide, and clamping jaw (3) movable relatively to the stationary clamping jaw (2), an abutment (12) at the other end of the basic body (11) for a hydraulic or pneumatic drive of the movable clamping jaw (3), the piston (9) being supported stationary, and the cylinder (4) forming a kinematic unit with the movable clamping jaw (3).

9. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that at least one restoring spring (5) is provided which returns the at least one movable clamping jaw (3) in its initial position if the cylinder (4) is not pressurised.

10. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that the restoring spring (5) is located either in the cylinder space (23) which may be pressurised, or that the restoring spring (23) is located in a secondary space (21) of the cylinder opposite to the pressurising.

11. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that the piston (9) receives pressure supply pipes (22).

12. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that an abutment (12) is provided between the two clamping jaws (2, 3) for the hydraulic or pneumatic drive.

13. Clamping device according to one of the preceding claims, characterised in that on the clamping surfaces (10) borings (8) are provided for cleaning, respectively compressed air.

14. Clamping, respectively gripping, system with a clamping device according to one of the preceding claims 1 to 13, with a large length of stroke, in particular for a fully automatic machining line, for gripping and clamping work pieces with different shapes and sizes, and a control which adjusts the span on the clamping device basing on the differing shapes, respectively, sizes of the work pieces, and controls the clamping, respectively the gripping, of the work pieces.

15. Clamping, respectively gripping, system according to the preceding claim 14, characterised in that a vise driven by a spindle is provided for gripping and clamping the work pieces as clamping device (1).

16. Clamping, respectively gripping, system according to one of the preceding claims 14 to 15, characterised in that the control is designed in such a way that sensors determine the dimensions of the work pieces, or the work piece has a data carrier for or with the dimensions, the control reads the sensors or the data carrier, and the control transmits suitable signals to the drive of the clamping device (1) in order to adjust the clamping device (1) to the determined size of the work piece.

17. Clamping, respectively gripping, system according to one of the preceding claims 14 to 16, characterised in that the clamping of the work piece, in particular along the complete stroke, is carried out by clamping, respectively pressure, power which can be adjusted, respectively selected, in advance.

18. Clamping, respectively gripping, system according to one of the preceding claims 14 to 17, characterised in that an installation for adjusting and/or monitoring the clamping power for clamping the work piece as well as the position, respectively the shifting path of the jaws, is provided.

19. Clamping, respectively gripping, system according to one of the preceding claims 14 to 18, characterised in that the control has a storage where the values for span, clamping power as well as the different shapes and sizes of the work pieces can be deposited and stored.

20. Method for machining work pieces with different clamping sizes, the work pieces being gripped and, if necessary clamped, by a clamping, respectively gripping, system according to one of the preceding claims 14 to 19, and the method adjusts accordingly the gripping width, respectively the span, on the clamping, respectively gripping, system basing on the different sizes which have to be gripped, respectively clamped.

21. Method according to claim 20, characterised in that clamping of the work piece is only possible when it is confirmed that the gripping width, respectively span, corresponds with the respective set value with reference to the clamping size of the work piece, if necessary within suitable tolerances.

Revendications

1. Dispositif de saisie comportant au moins deux mâchoires de saisie dont au moins une est mobile (3) et dont au moins une est mobile (3) et commandée par un vérin (4) hydraulique ou pneumatique fixé en dessous du plan du mouvement de saisie de la pièce à usiner, caractérisé en ce que le piston (9) du vérin (4) est immobile et le cylindre (20) du vérin (4) forme une unité cinétique avec au moins une des mâchoires mobiles (3).

2. Dispositif de saisie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de saisie (1) possède un guidage pour un coulisseau (7) mobile, qui supporte la mâchoire mobile (3).

3. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coulisseau (7) possède un perçage longitudinal servant de préférence de cylindre (20) pour le vérin (4).

4. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin (4) possédant la fonction de coulisseau (7) est situé dans un évidement longitudinal de l'élément de base (11).

5. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il existe un guidage du cylindre (20) différent du guidage du coulisseau par rapport au piston (9).

6. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé par un parallélisme précis ou approximatif existant entre l'orientation du mouvement de la mâchoire de saisie mobile (3) et celui du cylindre (20) du vérin (4).

7. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des éléments racleurs (6) protégeant de la salissure sont situés entre des parties immobiles du dispositif de saisie (1) comme l'élément de base (11) et les parties mobiles dudit dispositif comme le coulisseau (7).

8. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé par un dispositif de saisie (1) comportant un élément de base (11), une mâchoire de saisie immobile (2) fixé à une des extrémités de l'élément de base (11), un coulisseau (7) maintenu par un guidage au niveau de l'élément de base (11), une mâchoire de saisie (3) mobile par rapport à la mâchoire de saisie immobile (2) et une butée (12), située au niveau de l'autre extrémité de l'élément de base (11) et permettant de commander la mâchoire de saisie mobile (3) à l'aide d'un vérin hydraulique ou pneumatique, dont le piston (9) est immobile et dont le cylindre (4) forme une unité cinétique avec la mâchoire de saisie mobile (3).

9. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un ressort de rappel (5), permettant de ramener au moins une mâchoire de saisie mobile (3) dans sa position d'origine, lorsque aucune pression n'est appliquée sur le vérin (4).

10. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort de rappel (5) est situé dans l'espace à l'intérieur du cylindre (23) pouvant être mis en surpression, ou en ce que le ressort de rappel (5) est situé à l'intérieur du cylindre dans un espace secondaire (21) restant à pression atmosphérique.

11. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé que le piston (9) comporte des lignes d'arrivée de pression.

12. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une butée (12) prévue pour la commande hydraulique ou pneumatique est située entre les deux mâchoires de saisie (2, 3).

13. Dispositif de saisie selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des perçages de nettoyage (8) ou d'air comprimé sont situés au niveau des surfaces de saisie (10).

14. Système de maintien ou de saisie comportant un dispositif de saisie selon une des revendications précédentes 1 à 13 avec un large entrebâillement, prévu en particulier pour une ligne d'usinage complètement automatique, afin de saisir et maintenir des pièces à usiner de formes et formats différents et un système de contrôle modifiant l'entrebâillement des mâchoires au niveau du dispositif de saisie en fonction des formes et formats des pièces à saisir et contrôlant la saisie et l'immobilisation de ces pièces à usiner.

15. Système de maintien ou de saisie selon la revendication précédente 14, caractérisé en ce qu'un étau commandé par une vis sans fin est prévu comme dispositif de saisie (1) pour la saisie et le maintien des pièces à usiner.

16. Système de maintien ou de saisie selon une des deux revendications précédentes 14 et 15, caractérisé en ce que le système de contrôle possède une configuration telle que des capteurs mesurent les dimensions des pièces à saisir ou que les pièces à saisir portent un support de données comportant leurs dimensions, en ce que le système de contrôle lit les données des capteurs ou des supports de données et en ce que le système de contrôle envoie des signaux appropriés à la commande du dispositif de saisie (1) lui permettant de s'ajuster à la dimension déterminée de la pièce à saisir.

17. Système de maintien ou de saisie selon une des revendications précédentes 14 à 16, caractérisé en ce que la saisie de la pièce à usiner s'effectue pour n'importe quel entrebâillement avec une pression de contact prédéfinie ou ajustable.

18. Système de maintien ou de saisie selon une des revendications précédentes 14 à 17, caractérisé en ce qu'il existe un dispositif d'ajustement et/ou de surveillance de la force de saisie pour le maintien de la pièce à usiner et de la position des mâchoires.

19. Système de maintien ou de saisie selon une des revendications précédentes 14 à 18, caractérisé en ce que le système de contrôle possède une mémoire permettant de stocker ou d'enregistrer des données concernant l'entrebâillement, la force de saisie et les différents formes et formats des pièces à usiner.

20. Procédé d'usinage de pièces de dimensions de saisie variables, qui sont saisies et, le cas échéant, maintenues par un système de maintien ou de saisie selon une des revendications précédentes 14 à 19, qui ajuste l'entrebâillement de saisie ou du maintien au niveau du dispositif de saisie et de maintien en fonction des dimensions des pièces à saisir.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la saisie de la pièce à usiner ne devient possible que lorsque la valeur de l'entrebâillement de saisie ou de maintien correspond à la valeur cible donnée par la dimension de saisie de la pièce à usiner.

Zeichnung