[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit Spannbacken, die in
einer Spannstellung einen definierten Spannabstand einnehmen, in dem ein Werkstück
gehalten ist.
[0002] Gattungsgemäße Spannvorrichtungen sind bekannt. Sobald jedoch ein Werkstückwechsel
erfolgt, bei dem Werkstücke mit unterschiedlichen Abmessungen gespannt werden müssen,
ist es erforderlich, die bekannten Spannvorrichtungen umzurüsten, um sie an die Abmessungen
der jeweiligen zu spannenden Werkstücke anzupassen. Dies ist zeitraubend und kostenintensiv
und unterbricht den Rhythmus des Arbeitsablaufs.
[0003] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine gattungsgemäße Spannvorrichtung
derart weiterzuentwickeln, dass die Notwendigkeit zur Umrüstung beim Werkstückwechsel
zumindest reduziert wird, bevorzugt jedoch entfällt.
[0004] Diese Aufgabe wird mit einer Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Justiervorrichtung zum Voreinstellen
verschiedener definierter Spannabstände in Abhängigkeit von den Abmessungen des zu
spannenden Werkstücks vorgesehen ist.
[0005] Mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung können Werkstücke mit unterschiedlichen
Abmessungen eingespannt werden. Abhängig von der Baugröße und den Abmessungen der
erfindungsgemäßen Spannvorrichtung können unterschiedliche Spannabstände über einen
großen Längenbereich eingestellt werden. Die Notwendigkeit zur Umrüstung entfällt
somit zumindest im Bereich dieser Spannabstände. Damit ist das Spannen von Werkstücken
unterschiedlicher Abmessungen deutlich vereinfacht. Die Arbeits- und Materialkosten
für die Umrüstung entfallen. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann für eine Vielzahl
von Werkstückspannsystemen benutzt werden. Insbesondere ist eine Montage von mehreren
Spannvorrichtungen auf einem Spannturm möglich. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung
ist ferner für den Einsatz mit Arbeitsrobotern sehr gut geeignet und kann insbesondere
schnell und zielgerichtet mittels Arbeitsrobotern bestückt werden. Die erfindungsgemäße
Spannvorrichtung ist auf einfache Weise mittels einer elektronischen Steuerung automatisierbar,
und alle Einstellungen können ohne manuelle Einwirkung erfolgen, insbesondere vorprogrammiert
werden.
[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0007] Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die
Justiereinrichtung in einem Führungsgehäuse aufgenommen ist, in welchem ein Führungselement
über einen definierten Justierweg bewegbar geführt ist, das Führungselement mit mindestens
einer Spannbacke in Wirkverbindung steht und zum Voreinstellen verschiedener definierter
Spannabstände das Führungselement im Führungsgehäuse fixierbar ist. Diese Ausführungsform
ist robust ausgebildet und einfach zu bedienen. Der Justierweg bestimmt und begrenzt
sowohl den maximalen als auch den minimalen Spannabstand der Spannbacken. Die Auslegung
der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung für unterschiedliche Spannabstände kann also
besonders einfach über die Länge des Justierwegs festgelegt werden.
[0008] In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Führungselement
einen Klemmbolzen auf, der an seinem freien Ende mit einem Klemmstück versehen ist,
welcher mit mindestens einer Spannbacke in Wirkverbindung steht. Dies stellt eine
besonders einfache und stabile Verbindung zwischen dem Führungsgehäuse und den Spannbacken
dar.
[0009] Der Klemmbolzen ist vorzugsweise in einem im Führungselement vorgesehenen Hohlraum
aufgenommen ist, der Druckkammern zur hydraulischen oder pneumatischen Steuerung der
Justiervorrichtung bildet. Auf diese Weise kann die Justiereinrichtung zuverlässig
und bequem von außen gesteuert werden. Bevorzugt ist in einer Druckkammer eine Druckfeder
angeordnet ist und dass das Führungselement durch Betätigung des Klemmbolzens entgegen
der Federkraft der Druckfeder im Führungsgehäuse entriegelbar ist. Das Führungselement
steht somit in verriegeltem Zustand unter federnder Vorspannung und ist auf diese
Weise sicher fixiert.
[0010] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
der Justiervorrichtung eine Einstellvorrichtung zum Einstellen eines Spannhubs zugeordnet
ist. Nach der Einstellung eines definierten Spannabstandes für bestimmte Werkstücke
muss somit die Justiervorrichtung nicht mehr bewegt werden, um diese Werkstücke während
des Bearbeitungsvorgangs nacheinander zu spannen und wieder freizugeben. Die Einstellvorrichtung
kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie einen Verstellanschlag aufweist,
der mit der Justiervorrichtung in Wirkverbindung steht und die Position sowie die
Länge des Spannhubs in der Spannvorrichtung festlegt.
[0011] Zweckmäßigerweise steht der Verstellanschlag mit einem Einstellkolben in Wirkverbindung,
der über Druckkammern hydraulisch oder pneumatisch steuerbar ist, um die Position
des Verstellanschlags möglichst genau festlegen zu können.
[0012] Die Spannbacken sind vorzugsweise auf Grundbacken befestigt, so dass die Justiereinrichtung
und die Einstellvorrichtung nicht direkt an den Spannbacken angreifen und dadurch
das Spannen des Werkstücks behindern. Daher ist die Einstellvorrichtung zweckmäßigerweise
in einer Grundbacke angeordnet.
[0013] Es genügt, wenn die Justiervorrichtung mit einer Spannbacke in unmittelbarer Wirkverbindung
steht. Insbesondere in diesem Fall ist es zweckmäßig, zur Synchronisierung der Bewegung
der Spannbacken jede Grundbacke mit einer Zahnstange zu verbinden, wobei jede Zahnstange
in ein federnd vorgespanntes Doppelzahnrad eingreifen, welches in der Spannvorrichtung
drehbar gelagert ist. Die federnde Vorspannung gewährleistet einen spielfreien Eingriff
zwischen Doppelzahnrad und Zahnstangen und damit eine spielfreie Bewegung der Grundbacken.
[0014] Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass die Justiervorrichtung
mit einer Spannbacke in unmittelbarer Wirkverbindung steht, während die zweite Spannbacke
ortsfest ist. In diesem Fall ist eine Synchronisierung nicht erforderlich. Schließlich
können auch beide Spannbacken der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit je einer
Justiervorrichtung in unmittelbarer Wirkverbindung stehen.
[0015] Jede Grundbacke ist vorzugsweise auf einem gehäusefesten Bolzen bewegbar angeordnet,
wobei die Grundbacken vorzugsweise über Druckkammern pneumatisch oder hydraulisch
steuerbar sind. Eine mögliche Ausgestaltung besteht darin, dass jeder Bolzen einen
Druckteller aufweist und in einer in der Grundbacke vorgesehenen Ausnehmung aufgenommen
ist derart, dass mittels des Drucktellers die Ausnehmung in die Druckkammern unterteilt
ist.
[0016] Besonders bevorzugt enthalten die Bolzen Fluidleitungen zur hydraulischen oder pneumatischen
Versorgung der Spannvorrichtung, welche mit zwei Schaltvorrichtungen (10a, 10b) zur
Betätigung von zwei Ventilen verbunden sind. Auf diese Weise sind weder Schläuche
noch sonstige separate Fluidleitungen für die erfindungsgemäße Vorrichtung erforderlich,
so dass eine besonders hohe Betriebssicherheit gewährleistet ist.
[0017] Zur weiteren Stabilisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorzugsweise ein
Gehäuse vorgesehen, wobei die Grundbacken in horizontal im Gehäuse verlaufenden Führungsnuten
geführt sind.
[0018] Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen in schematischer, nicht maßstabsgetreuer
Darstellung:
- Figur 1
- eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungs-gemäßen
Spannvorrichtung;
- Figur 2
- einen Längsschnitt durch die Spannvorrichtung gemäß Figur 1;
- Figur 3
- eine perspektivische Darstellung eines Doppelzahnradgetriebes für eine Spann-vorrichtung
gemäß Figur 1;
- Figur 4a
- eine Draufsicht auf einen Schnitt entlang der Linie IV - IV in Figur 1, wobei die
erfindungsgemäße Spannvorrichtung sich in einer Ausgangsstellung befindet;
- Figur 4b
- die Darstellung gemäß Figur 4a, wobei die erfindungsgemäße Spannvorrichtung sich in
einer Abtaststellung befindet;
- Figur 4c
- die Darstellung gemäß Figur 4a, wobei die erfindungsgemäße Spannvorrichtung sich in
einer Beladestellung befindet;
- Figur 4d
- die Darstellung gemäß Figur 4a, wobei die erfindungsgemäße Spannvorrichtung sich in
einer Spannstellung befindet.
[0019] Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
100. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 100 kann bspw. in an sich bekannter Weise
an einem Spannturm befestigt sein. Die Spannvorrichtung 100 weist ein Gehäuse 45 aus
einer Grundplatte 1, zwei vertikalen Seitenwänden 2 und zwei Führungsleisten 3 auf.
Die Grundplatte 1, die vertikalen Seitenwände 2 und die Führungsleisten 3 können ein
einstückiges oder mehrstückiges Gehäuse 45 bilden. Im Ausführungsbeispiel ist das
Gehäuse 45 mehrstückig ausgebildet. Auf der Grundplatte 1 sind entlang ihrer Längskanten
die zwei vertikalen Seitenwände 2 angebracht. Auf den Seitenwänden 2 sind die Führungsleisten
3 befestigt, die jeweils mit der zugeordneten Seitenwand 2 eine horizontal verlaufende
Führungsnut 23 bilden. In den Führungsnuten 23 sind zwei Grundbacken 4 geführt, die
in Richtung der Doppelpfeile A gegenläufig bewegbar sind. Auf jeder Grundbacke 4 ist
eine Spannbacke 7 mit einer Werkstückauflage 7' befestigt. Die Spannbacken 7 definieren
und begrenzen eine Spannöffnung 43 mit einem Spannabstand S, S'. Zwischen den Spannbacken
7 ist eine Abdeckplatte 6 vorgesehen, die auf den Führungsleisten 3 befestigt ist.
An der Außenseite zumindest einer Seitenwand 2 ist ein Führungsgehäuse 8 zum Ansteuern
zumindest einer Grundbacke 4 vorgesehen. An der Außenseite einer Seitenwand ist ferner
ein Ventilkörper 9 angebracht, der Ventile (nicht dargestellt) zur Fluidversorgung
der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 100 aufnimmt. Am Ventilkörper 9 sind Schaltvorrichtungen
10a, 10b zum Betätigen der Ventile vorgesehen. Ventilkörper und/oder Schaltvorrichtungen
können bspw. auch an einem Spannturm vorgesehen sein und zur Fluidversorgung mehrerer
am Spannturm angebrachter erfindungsgemäßer Spannvorrichtungen dienen.
[0020] Die Grundbacken 4 werden mittels eines Fluids (bspw. Hydraulikflüssigkeit oder Druckluft)
bewegt, um die Spannbacken 7 zu öffnen und zu schließen. Zu diesem Zweck ist jede
Grundbacke 4 auf einem Bolzen 12 entlang des Doppelpfeils A bewegbar angeordnet. Die
Bolzen 12 sind mit einem Lagerbock 11 fest verbunden, bspw. gepresst, geschraubt oder
geschweißt, und weisen an ihrem freien Ende jeweils eine Druckplatte 24 auf. Jeder
Bolzen 12 ist mit seinem freien Ende einschließlich der Druckplatte 24 in einer in
jeder Grundbacke 4 vorgesehenen Ausnehmung aufgenommen. Jede Druckplatte 24 teilt
jede Ausnehmung in eine innere Druckkammer 30 und eine äußere Druckkammer 31 zur Aufnahme
des Fluids. Die äußere Druckkammer 31 ist mit einem Verschlussdeckel 5 verschlossen.
Die Beaufschlagung der Druckkammern 30, 31 mit dem Fluid geschieht in an sich bekannter
Weise über in den Bolzen 12 angeordnete Fluidleitungen 25, die mit dem Ventilkörper
9 und der Schaltvorrichtung 10a verbunden sind (nicht dargestellt). Die Ansteuerung
jeder einzelnen Druckkammer 30, 31 erfolgt in an sich bekannter Weise über in den
Fluidleitungen 25 angeordneten Rückschlagventilen (nicht dargestellt). Wenn die äußeren
Druckkammern 31 beaufschlagt werden, werden die Grundbacken 4 auf den Bolzen 12 nach
außen bewegt und die Spannbacken 7 geöffnet. Wenn die inneren Druckkammern 30 beaufschlagt
werden, werden die Grundbacken 4 auf den Bolzen 12 nach innen bewegt und die Spannbacken
7 geschlossen, bis der Spannabstand S erreicht ist und ein Werkstück gespannt werden
kann.
[0021] In Umkehrung hierzu kann die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 100 auch zum Spannen
eines Werkstücks von innen genutzt werden, wenn das Werkstück über einen zum Spannen
geeigneten Hohlraum verfügt (vgl. die gestrichelte Darstellung in Figur 2). In diesem
Fall werden zum Freigeben des Werkstücks die inneren Druckkammern 30 beaufschlagt,
so dass die die Grundbacken 4 auf den Bolzen 12 nach innen bewegt, und die Spannbacken
7 geben das Werkstück frei. Wenn die äußeren Druckkammern 31 beaufschlagt werden,
werden die Grundbacken 4 auf den Bolzen 12 nach außen bewegt, so dass das Werkstück
zwischen den Spannbacken 7 gespannt wird. Der Spannabstand S' zwischen den Spannbacken
7, bei dem das Werkstück gespannt ist, ist in diesem Fall größer als der Abstand zwischen
den Spannbacken 7, wenn das Werkstück freigegeben wird. Im Folgenden wird nur die
Variante beschrieben, in der das Werkstück 44 von außen gespannt ist. Das Spannen
eines Werkstücks von innen ergibt sich dann aus der Umkehrung dieser Beschreibung.
[0022] Zur Synchronisierung der Bewegung der Grundbacken 4 ist ein an sich bekanntes Doppelzahnradgetriebe
vorgesehen, dessen Aufbau in Figur 3 dargestellt ist. An jeder Grundbacke 4 ist eine
Zahnstange 14 befestigt, die mit einem Doppelzahnrad 13 aus zwei Zahnrädern 13', 13"
in Eingriff steht. Das Doppelzahnrad 13 ist unterhalb des Lagerbocks 11 auf einer
Achse 42 gelagert. Die beiden Zahnräder 13', 13" des Doppelzahnrads 13 sind etwas
gegeneinander versetzt angeordnet und in dieser Stellung federnd vorgespannt, um eine
spielfreie Bewegung zu gewährleisten. Auf diese Weise muss nur eine Grundbacke 4 angesteuert
werden, um die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 100 zu betätigen, während die zweite
Grundbacke 4 über das Doppelzahnradgetriebe synchron mitgenommen wird.
[0023] Selbstverständlich können auch beide Grundbacken 4 mit je einer Justiervorrichtung
angesteuert werden. Ferner kann auch eine Grundbacke 4 mit der Justiervorrichtung
angesteuert werden, während die Grundbacke feststeht, so dass ein Doppelzahnradgetriebe
nicht benötigt wird.
[0024] Aus den Figuren 4a bis 4d ergeben sich schrittweise der Aufbau und die Funktionsweise
der Steuerung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 100. Figur 4a zeigt eine Teildarstellung
der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gemäß Figur 1, wobei in einer Draufsicht ein
Schnitt durch das Führungsgehäuse 8, den zugeordneten Bereich der Seitenwand 2 und
den zugeordneten Bereich einer Grundbacke 4 dargestellt sind.
[0025] Das Führungsgehäuse 8 weist eine Ausnehmung 26 auf, der mit einer weiteren Ausnehmung
27 in der Seitenwand 2 korrespondiert. Die Ausnehmungen 26, 27 bilden zusammen einen
Führungskanal 28 für ein zweiteiliges Führungselement 29. Das Führungselement 29 ist
aus einem Führungskörper 15 und einem Führungsdeckel 16 gebildet, die im Ausführungsbeispiel
miteinander verschraubt sind und einen Hohlraum bilden. In den Hohlraum ist ein Klemmbolzen
17 aufgenommen, dessen Kopf den Hohlraum in eine untere Druckkammer 32 und eine obere
Druckkammer 33 teilt. In der oberen Druckkammer 33 ist eine Druckfeder 18, im Ausführungsbeispiel
eine Tellerfeder angeordnet, die den Klemmbolzen 17 gegen die Druckkammer 32 und den
Führungsdeckel 16 drückt. Die Druckkammern 32, 33 werden über Fluidleitungen versorgt,
die ausgehend von der Schaltvorrichtung 10b und dem Ventilkörper 9 durch die Seitenwand
2 des Gehäuses 45 zum Führungsgehäuse 8 führen und durch das Führungselement 29 in
die Druckkammern 32, 33 münden (nicht dargestellt). Die Ansteuerung jeder einzelnen
Druckkammer 32, 33 erfolgt in an sich bekannter Weise über in den Fluidleitungen angeordneten
Rückschlagventilen (nicht dargestellt).
[0026] Das freie Ende des Klemmbolzens 17 ragt durch einen Hohlraum 36 in der Seitenwand
2 in eine Ausnehmung der Grundbacke 4. Auf dem freien Ende des Klemmbolzens 17 ist
ein Klemmstück 19 befestigt, bspw. aufgepresst oder verschweißt. Das Klemmstück 19
ist in einer Ausnehmung 37 in der Seitenwand geführt und ragt ebenfalls in die Grundbacke
4 hinein. Das Klemmstück 19 greift in eine Vertiefung 38 eines Verstellanschlags 20
ein, der in der Grundbacke 4 verschiebbar aufgenommen ist. Die Vertiefung 38 ist hierbei
etwas länger (im Ausführungsbeispiel etwa 2 - 3 mm) als die Abmessung des Klemmstücks
19 in dem in die Vertiefung hineinragenden Bereich. Diese Längendifferenz definiert
einen Spannhub H. Dem Verstellanschlag 20 ist ein Einstellkolben 22 zugeordnet, an
dessen dem Verstellanschlag 20 zugewandten Ende ein Hubanschlag 21 fest angebracht,
bspw. aufgepresst oder verschraubt ist. Der Hubanschlag 21 ist geführt in einem von
der Seitenwand 2 und der Grundbacke 4 gebildeten Führungsraum 39, in den ein Ende
des Verstellanschlags 20 hineinragt. Das dem Verstellanschlag 20 abgewandte Ende des
Einstellkolbens 22 ist in einem Hohlraum aufgenommen, derart, dass eine innere Druckkammer
34 und eine äußere Druckkammer 35 gebildet werden. Die äußere Druckkammer 35 ist mit
einem Verschlusstopfen 41 verschlossen. Die Druckkammern 34, 35 werden Fluidleitungen
versorgt, die ausgehend von der Schaltvorrichtung 10b und dem Ventilkörper 9 durch
die Grundplatte 1 in die Grundbacke 4 führen und von dort in die Druckkammern 34,
35 münden, wobei die Druckkammern 34, 35 in jeder Stellung der Grundbacke 4 mit Fluid
beaufschlagt werden können. Die Ansteuerung jeder einzelnen Druckkammer 34, 35 erfolgt
in an sich bekannter Weise über in den Fluidleitungen angeordneten Rückschlagventilen
(nicht dargestellt).
[0027] Die Funktion der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 100 wird nachfolgend beschrieben.
Figur 4a zeigt eine Ausgangsstellung, in welcher die Spannbacken 7 weitestmöglich
geöffnet sind. Zu diesem Zweck wird die untere Druckkammer 32 beaufschlagt, wodurch
die Tellerfeder 18 komprimiert wird. Dadurch werden der Klemmbolzen 17 und das Führungselement
29 um ein Weniges angehoben. Das Führungselement 29 wird auf diese Weise entriegelt.
Dadurch können durch Beaufschlagen der Druckkammern 31 den Grundbacken 4 und damit
die Spannbacken 7 auseinander gefahren werden, bis das Führungselement 29 das Ende
des Führungskanals 28 erreicht hat und das Klemmstück 19 das Ende der Ausnehmung 37
erreicht hat. In dieser Position liegt der Verstellanschlag 20 mit seinem der Spannöffnung
43 zugewandten Ende am Klemmstück 19 und an der Grundbacke 4 an, wie es in Figur 4a
dargestellt ist. Zugleich ist der Einstellkolben 22 vollständig zurückgeschoben (in
Figur 4a nach links). Ausgehend von dieser Ausgangsstellung kann ein neuer Spannabstand
S für eine neues, zu spannendes Werkstück 44 eingestellt werden. Hierbei bestimmt
die Länge der Ausnehmung 27 den maximalen Justierweg J, d.h. den maximalen Weg, den
das Führungselement 29 im Führungskanal 28 zurücklegen kann. Auf diese Weise wird
die maximale Spanndifferenz definiert, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100
überbrückt werden kann. Im Ausführungsbeispiel kann eine Spanndifferenz von 70mm überbrückt
werden, d.h. jede Spannbacke 7 kann über einen Weg von 35mm bewegt werden. Die Größe
der Spanndifferenz hängt aber alleine von der Baugröße und den Abmessungen der erfindungsgemäßen
Spannvorrichtung ab und kann den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden.
[0028] Zur Einstellung eines neuen Spannabstandes S zwischen den Spannbacken 7 (vgl. Figur
4b) wird das zu spannende Werkstück 44 zunächst in die Spannöffnung 43 gehalten (bspw.
mittels eines Roboterarms), ohne das Werkstück 44 auf die Werkstückauflage 7' der
Spannbacken 7 aufzulegen. Das Führungselement 29 ist nach wie vor entriegelt, das
heißt, die Druckkammer 32 ist beaufschlagt. Nun werden die Druckkammern 31 und 35
beaufschlagt. Das Beaufschlagen der Druckkammern 31 bewirkt, dass die Grundbacken
4 und damit die Spannbacken 7 zusammenfahren, bis das Werkstück 44 geklemmt ist. Dabei
wird das entriegelte Führungselement 29 über das Klemmstück 19 und den Klemmbolzen
17 mitgenommen und im Führungskanal 28 geführt. Ferner wird der Verstellanschlag 20
mitgeschoben. Das Beaufschlagen der Druckkammer 35 hat zur Folge, dass der Einstellkolben
22 den Verstellanschlag 20 zunächst um den Spannhub von 2 - 3 mm verschiebt, bis sein
dem Einstellkolben 22 zugewandtes Ende am Klemmstück 19 anliegt. Damit ist die gewünschte
Spannstellung erreicht, d.h. das Werkstück 44 ist fest gespannt, jedoch noch nicht
zur Bearbeitung bereit. Das Führungselement 29 hat die gewünschte Endstellung erreicht.
Diese Spannstellung ist in Figur 4b dargestellt.
[0029] Nun werden die Druckkammern 32 und 35 entspannt und die Druckkammer 33 beaufschlagt.
Das Entspannen der Druckkammer 32 und das Beaufschlagen der Druckkammer 33 bewirken,
dass das Führungselement 29 in der in Figur 4b dargestellten Endstellung festgelegt
ist. Damit ist der für das zu spannende Werkstück 44 benötigte Spannabstand S definiert.
Das Entspannen der Druckkammer 35 bewirkt, dass der Einstellkolben 22 in seine Ausgangsposition
zurückfährt, wie sie in Figur 4a dargestellt ist und nicht mehr mit dem Verstellanschlag
in Wirkverbindung steht. In dieser Lage ist das Werkstück 44 immer noch geklemmt.
Der Abstand zwischen dem der Spannöffnung 43 zugewandten Ende des Verstellanschlags
20 und dem Klemmstück 19 definiert den Spannhub H definiert, der im Ausführungsbeispiel
etwa 2 - 3 mm beträgt.
[0030] Nun muss die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 wieder geöffnet werden, um das Werkstück
44 korrekt in die Spannöffnung 43 einzulegen und zu spannen. Zu diesem Zweck werden
die Druckkammern 31 beaufschlagt, um die Grundbacken 4 und damit die Spannbacken 7
wieder auseinanderzufahren. Diese Situation ist in Figur 4c dargestellt. Die Grundbacken
4 können jedoch nur über den Weg des Spannhubs H auseinandergefahren werden, d.h.
bis das der Spannöffnung 43 zugewandte Ende des Verstellanschlags 20 am Klemmstück
19 anliegt. Der Spannhub H ist nun der Abstand zwischen dem dem Einstellkolben 22
zugewandten Ende des Verstellanschlags 20 und dem Klemmstück 19. Die Begrenzung des
Spannhubs H stellt sicher, dass später die zu spannenden Werkstücke 44 sicher auf
der Werkstückablage 7' der Spannbacken 7 abgelegt werden können.
[0031] Nun ist das Werkstück 44 gelöst und wird, bspw. von einem Roboterarm, auf die Werkstückauflage
7' der Spannbacken 7 aufgelegt und neu gespannt. Hierzu werden wiederum die Druckkammern
30 beaufschlagt, so dass die Grundbacken 4 und die Spannbacken 7 um den Betrag des
Spannhubs H zusammengefahren werden, bis das Werkstück 44 gespannt ist. Anschließend
erfolgt ein sog. Überdrücken, d.h. ein Fertigspannen des Werkstücks 44, wobei nur
die Grundbacken 4 und die Spannbacken 7 bewegt werden. Der Verstellanschlag 20 bleibt
stehen. Das Werkstück 44 ist nun zum Bearbeiten bereit. Diese Situation ist in Figur
4d dargestellt. Nun können beliebig viele baugleiche Werkstücke 44 gespannt und bearbeitet
werden, in dem die Spannbacken 7 wie beschrieben stets nur über den Weg des Spannhubs
H geöffnet und geschlossen werden. Das Führungselement 29 bleibt im Führungskanal
28 fixiert, definiert den Spannabstand S und begrenzt durch die Wechselwirkung des
Klemmstücks 19 mit dem Verstellanschlag 20 den Spannhub H.
[0032] Sobald Werkstücke mit anderen Abmessungen eingespannt werden sollen, beginnt der
Zyklus des Neueinstellens des Spannabstands S mit Figur 4a von neuem. Die Beaufschlagung
der verschiedenen Druckkammern mit Fluid kann in an sich bekannter Weise durch die
in den Fluidleitungen angebrachte Rückschlagventile gesichert werden, um ein Lockern,
Herausfallen etc. der Werkstücke 44 in Falle eines Ausfalls der Hydraulik (bspw. durch
Stromausfall oder Leitungsbruch) zu vermeiden. Alle Druckkammern 30, 31; 32, 33; 34,
35 werden ausschließlich mit innerhalb der Spannvorrichtung 100 verlaufenden, gebohrten
Fluidleitungen mit Fluid versorgt. Der Einbau von anders gearteten Leitungen und Schläuchen
zur Fluidversorgung ist nicht erforderlich, so dass eine hohe Betriebssicherheit der
erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 100 gegeben ist. Insbesondere sind ein Leitungsbruch
und ein damit einhergehender Fluidverlust ausgeschlossen.
[0033] Alle Druckkammern 30, 31 zum Spannen und Lösen der Werkstücke 44 werden im Ausführungsbeispiel
über die Schaltvorrichtung 10a angesteuert und mittels der in den Bolzen 12 vorgesehenen
gebohrten Fluidleitungen 25 versorgt. Alle Druckkammern 32, 33, 34, 35 zum Einstellen
des jeweiligen Spannabstands S werden im Ausführungsbeispiel über die Schaltvorrichtung
10b angesteuert und mittels separater, in der Spannvorrichtung 100 verlaufender gebohrter
Fluidleitungen versorgt. Auch diese Ausgestaltung trägt zum einfachen Aufbau und zur
hohen Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 100 bei, da insbesondere
nur zwei Schaltvorrichtungen 10a, 10b zum Bedienen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
benötigt werden.
[0034] Das Betätigen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 kann in an sich bekannter Weise
mittels einer elektronischen Steuerung erfolgen, so dass alle oben beschriebenen Einstellungen
bspw. vorprogammiert werden können, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 ohne
manuelle Einwirkung bspw. im Schicht- oder Dauerbetrieb eingesetzt werden kann.
1. Spannvorrichtung (100) mit Spannbacken (7), die in einer Spannstellung einen definierten
Spannabstand (S) einnehmen, in dem ein Werkstück (44) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Justiervorrichtung (29, 17, 19) zum Voreinstellen verschiedener definierter
Spannabstände (S, S') in Abhängigkeit von den Abmessungen des zu spannenden Werkstücks
(44) vorgesehen ist.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung in einem Führungsgehäuse (8) aufgenommen ist, in welchem ein
Führungselement (29) über einen definierten Justierweg (J) bewegbar geführt ist, das
Führungselement (29) mit mindestens einer Spannbacke (7) in Wirkverbindung steht und
zum Voreinstellen verschiedener definierter Spannabstände (S) das Führungselement
(29) im Führungsgehäuse (8) fixierbar ist.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (29) einen Klemmbolzen (17) aufweist, der an seinem freien Ende
mit einem Klemmbolzen (19) versehen ist, welcher mit mindestens einer Spannbacke (7)
in Wirkverbindung steht.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmbolzen (17) in einem im Führungselement (29) vorgesehenen Hohlraum aufgenommen
ist, der Druckkammern (32, 33) zur hydraulischen oder pneumatischen Steuerung der
Justiervorrichtung (29, 17, 19) bildet.
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Druckkammer (33) eine Druckfeder (18) angeordnet ist und dass das Führungselement
(29) durch Betätigung des Klemmbolzens (17) entgegen der Federkraft der Druckfeder
(18) im Führungsgehäuse (8) entriegelbar ist.
6. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Justiervorrichtung (29, 17, 19) eine Einstellvorrichtung (20, 21, 22) zum Einstellen
eines Spannhubs (H) zugeordnet ist.
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung einen Verstellanschlag (20) aufweist, der mit der Justiervorrichtung
(29, 17, 19) in Wirkverbindung steht und die Position sowie die Länge des Spannhubs
(H) in der Spannvorrichtung (100) festlegt.
8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellanschlag (20) mit einem Einstellkolben (22) in Wirkverbindung steht,
der über Druckkammern (34, 35) hydraulisch oder pneumatisch steuerbar ist.
9. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (7) auf Grundbacken (4) befestigt sind.
10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (20, 21, 22) in einer Grundbacke (4) angeordnet ist.
11. Spannvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Synchronisierung der Bewegung der Spannbacken (7) jede Grundbacke (4) mit einer
Zahnstange (14) verbunden ist, die in ein federnd vorgespanntes Doppelzahnrad (13)
eingreifen, welches in der Spannvorrichtung (100) drehbar gelagert ist.
12. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Grundbacke (4) auf einem gehäusefesten Bolzen (12) bewegbar angeordnet ist und
über Druckkammern (30, 31) pneumatisch oder hydraulisch steuerbar ist.
13. Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bolzen (12) einen Druckteller (24) aufweist und in einer in der Grundbacke
(4) vorgesehenen Ausnehmung aufgenommen ist derart, dass mittels des Drucktellers
(24) die Ausnehmung in die Druckkammern (30, 31) unterteilt ist.
14. Spannvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (100) gebohrte Fluidleitungen (25) zur hydraulischen oder pneumatischen
Versorgung der Druckkammern (30, 31; 32, 33; 34, 35) aufweist, welche mit zwei Schaltvorrichtungen
(10a, 10b) verbunden sind.
15. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse (45) aufweist und die Grundbacken (4) in horizontal im Gehäuse (45)
verlaufenden Führungsnuten (23) geführt sind.