DE4337658C1 - Spannpratze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannpratze, insbesondere zum Befestigen von Werkstücken bzw. Werkzeugen an mit Spannschlitzen versehenen Aufspanntischen, an der eine in die Spann­ schlitze eingreifende Spannschraube gelagert ist und an deren Spannarm und an deren Ab­ stützarm zylinderische Auflageflächen für einen verschwenkbaren Spannbolzen und einen Ausgleichsbolzen angeordnet sind.

Durch die DE-OS 41 16 161 ist bereits eine Spannpratze bekannt geworden, an deren Spannarm und an deren Abstützarm zylinderische Auflageflächen für Spannbolzen und einen Ausgleichsbolzen angeordnet sind. Insbesondere durch die Anordnung eines in einer zylin­ derischen Auflagefläche angeordneten Spannbolzens am Spannarm ist hier bereits ein völlig versatzfreies Spannen eines Werkstückes möglich. Die zylinderischen Auflageflächen stellen sicher, daß der Spannbolzen und der Ausgleichsbolzen beim Spannvorgang versatzfrei an der Spannpratze gehalten werden. Außerdem bewirkt die großflächige Auflage des Spannbolzens auf dem Werkstück, daß Unebenheiten der Werkstückoberfläche überbrückt werden. Der beim Kantenspannen, d. h. bei einer linienförmigen Auflage einer Spannkante auftretende seitliche Versatz infolge von Oberflächenunebenheiten, wird hier bereits weitgehend ver­ mieden.

Nachteilig ist es jedoch, daß eine Anpassung der Spannpratze an zum Aufspanntisch bzw. zum Bearbeitungstisch leicht schräg verlaufende Flächen, insbesondere an unbearbeitete Flächen von Rohteilen, nicht möglich ist. Ein Kantenspannen kann in diesem Fall nur dann verhindert werden, wenn zusätzlich speziell geformte Ausgleichsstücke verwendet werden. Außerdem hat es sich grundsätzlich gezeigt, daß es teilweise Schwierigkeiten bereitet, ein Werkstück mittels der herkömmlichen Spannpratzen so auf dem Aufspanntisch bzw. dem Bearbei­ tungstisch zu befestigen, daß eine vollständige Bearbeitung des Werkstücks ohne Umspannen möglich ist. Die am Werkstück angeordneten Spannpratzen behindern häufig den Zugang der Werkzeuge zu dessen zu bearbeitenden Flächen.

Aus der US-PS 24 30 900 ist zwar bereits eine Spannpratze bekannt geworden, mittels der ein Werkstück so gespannt werden soll, daß dessen zu bearbeitende Flächen weitgehend frei zugänglich bleiben und bei der die Auflagefläche am Spannarm gegenüber der am Abstützarm versetzt ist. An dieser Spannpratze sind jedoch keine verschwenkbaren Spannbolzen bzw. Ausgleichsbolzen angeordnet. Außerdem ist eine winklige Gestaltung einer Spannpratze bzw. eine winklige Anordnung von Spannbolzen und Ausgleichsbolzen weder offenbart noch nahegelegt. Ein Spannen von Werkstücken mit schräg verlaufenden Flächen gestaltet sich folglich schwierig.

Einem Prospekt der Fa. DE-STA-CO "F.B.S.-Vorrichtungssystem, flexibles Bestimmen, verzugfreies Spannen" vom März 1986, S. 51, ist es zu entnehmen, daß an einer Spann­ pratze eine Ausnehmung vorgesehen werden kann, die den Platz zur Bearbeitung eines Werkstücks frei gibt. Eine abgewinkelte Ausführung des Spannarmes der Spannpratze ist jedoch auch hier nicht offenbart. Um ein Kantenspannen an zum Aufspanntisch bzw. zum Bearbeitungstisch leicht schräg verlaufender Flächen von Werkstücken zu vermeiden, ist auch hier erforderlich, jeweils speziell geformte Ausgleichsstücke einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Spannpratze zu schaffen, die es ermöglicht, ein Werkstück so zu spannen, daß dessen zu bearbeitende Flächen weitgehend frei zugänglich bleiben und die es darüberhinaus ermög­ licht, Werkstücke auch an deren schrägen Flächen, ohne Verwendung von Ausgleichsstücken, exakt zu spannen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Die Weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.

Dadurch, daß der Spannarm in einem Winkel von bis zu 35° zur Längsachse der Spann­ pratze seitlich abgewinkelt ist, wird es in der Regel möglich, neben der Einspannstelle am Werkstück den nötigen Freiraum für das Bearbeitungswerkzeug zu schaffen. Der Abstützarm der Spannpratze ist stets winkelig von der Spannstelle weggeführt und macht an einer Seite der Spannpratze einen Raum für die Bearbeitung frei. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Spannarm zur Längsachse der Spannpratze in einem Winkel von etwa 24° seitlich abgewinkelt ist. Sofern dann am Spannarm der Spannpratze die zylinderischen Aufnahmeflächen für die Aufnahme des Spannbolzens beidseitig angeordnet sind, ist es zudem möglich, die Spannpratze wahlweise um 180° zu drehen und mit nach rechts oder nach links abgewinkeltem Spannarm einzusetzen. Es kann so an der jeweils er­ forderlichen Seite der Spannpratze ein Freiraum für die Bearbeitung eines Werkstückes geschaffen werden. Zusätzlicher Freiraum für die Bearbeitung ergibt sich, sofern der Spannarm schmaler als der Abstützarm der Spannpratze ausgebildet und in Fortsetzung einer abgewinkelten Außenseite der Spannpratze angeordnet ist. Ein Werkzeug kann dann unmittelbar an der Außenseite des Abstützarmes vorbeigeführt werden.

Aus der abgewinkelten Anordnung der Zylinderachse des im Spannarm angeordneten Spann­ bolzens ergibt sich außerdem der Effekt, daß deren Spannfläche lediglich bei einer waage­ rechten Ausrichtung der Spannpratze mit der Spannfläche des am Abstützarm angeordneten Ausgleichsbolzens parallel verläuft. Bei einer derartigen Ausrichtung der Spannpratze ist es also möglich, Werkstücke an deren parallel zum Aufspanntisch bzw. zum Bearbeitungstisch liegenden Flächen zu spannen. Seitliche Markierungen an dem Schlitten und dem Aus­ gleichsbolzen zeigen dabei die zur Spannfläche des Aufspanntisches bzw. Bearbeitungstisches parallele Grundstellung der Spannpratze an.

Andererseits führt ein Verschwenken der Längsachse der Spannpratze aus der Waagerechten aufgrund der abgewinkelten Anordnung der Zylinderachse des am Spannarm angeordneten Spannbolzens dazu, daß dessen Spannfläche gekippt und zur horizontalen Spannebene schräggestellt wird. In Abhängigkeit davon, in welche Richtung die Spannpratze verschwenkt wird, erfolgt eine Schrägstellung der Spannfläche des Spannbolzens in entgegengesetzte Richtungen. Hieraus ergibt sich der positive Effekt, daß zum Aufspanntisch bzw. Bearbei­ tungstisch schräg verlaufende Flächen von Werkstücken sehr gut gespannt werden können. Die Spannpratze wird dann in einer entsprechend seitlich verschwenkten, leicht einstell­ baren Position verspannt. Irgendwelche passende Zwischenstücke sind nicht erforderlich.

Überraschenderweise hat es sich zudem gezeigt, daß sich das aus der Abwinkelung des Spannarmes ergebende Drehmoment in keiner Weise nachteilig auf den Spannvorgang aus­ wirkt. Eine Spannpratze ist in sich so stabil, daß die unter dem Einfluß der Spannkräfte auftretenden, geringfügigen zusätzlichen elastischen Verformungen sogar in positivem Sinne wirken und den Spannvorgang begünstigen. Dies gilt insbesondere dann, sofern die Abwin­ kelung einen Winkel von etwa 35° nicht überschreitet. Auch hier wirkt es sich im übrigen sehr positiv aus, wenn die zylinderischen Aufnahmeflächen für die Aufnahme der Spann­ bolzen um 180° versetzt an der Ober- und an der Unterseite des Spannarmes angeordnet sind. Es ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten der Anordnung der Spannpratze, so daß ein Ausgleich der schrägen Spannfläche eines Werkstücks unter optimaler Berücksichtigung der für eine Bearbeitung erforderlichen Freiräume erfolgen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft die Zylinderachse der am Spannarm der Spannpratze angeordneten zylinderischen Auflageflächen rechtwinkelig zur Längsachse des Spannarms. Vorteilhaft ist es außerdem, wenn die zylinderischen Aufnah­ meflächen für die Spannbolzen in taschenförmigen, an ihren Stirnseiten geschlossenen Aufnahmen angeordnet sind. Es ist somit sichergestellt, daß die Spannbolzen, ohne daß zu­ sätzliche Sicherungselemente vorgesehen werden müssen, in den Aufnahmen der Spannpratze auch in ihrer Längsrichtung sicher gehalten werden. Von besonderem Vorteil ist es, wenn in den Spannbolzen im Bereich der zylinderischen Auflagefläche ein Magnet zur schnell lös­ baren Befestigung in den Aufnahmen der Spannpratze angeordnet sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist am Abstützarm der Spannpratze ein in Längsrichtung verschiebbarer Schlitten mit der zylinderischen Auflagefläche für den Aus­ gleichsbolzen angeordnet. Diese Gestaltung ermöglicht eine stufenlose Verstellung der zy­ linderischen Auflagefläche für den Ausgleichsbolzen in Anpassung an die jeweiligen Gege­ benheiten. Der Hebelarm des Abstützarmes kann den jeweiligen Erfordernissen somit sehr leicht angepaßt werden. Der Schlitten greift mit einer Nase zwischen die den Abstützarm bildenden Schenkel der Spannpratze ein und ist dort sicher geführt.

Vorteilhaft ist es, wenn der Schlitten und der in seiner zylinderischen Auflagefläche ange­ ordnete Ausgleichsbolzen seitliche Markierungen aufweisen, die die Einstellung einer zur Spannfläche des Aufspanntisches bzw. Bearbeitungstisches parallelen Grundstellung der Spannpratze ermöglichen.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der in der zylinderischen Auflagefläche des Schlittens angeordnete Ausgleichsbolzen eine Zentrierbohrung aufweist, in die ein Zentrierbolzen eines als Schraubbock ausgebildeten Ausgleichsstücks eingreift. Der Schraubbock ermöglicht eine stufenlose Einstellung einer Winkelstellung der Spannpratze zur Spannfläche des Auf­ spanntisches bzw. Bearbeitungstisches. Die Einstellung der Winkelstellung ist, wie bereits ausgeführt von Bedeutung, sofern das zu spannende Werkstück schräg verlaufende Flächen aufweist. Es kann so eine vollflächige Anlage der ebenen Spannfläche des Spannbolzens auf dem Werkstück erzielt werden. Der am Abstützarm der Spannpratze angeordnete Schraub­ bock vereinfacht die präzise Einstellung der Winkelstellung der Spannpratze erheblich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im fol­ genden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Spannpratze in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen für den Spannarm der Spannpratze gemäß Fig. 1 vorgesehenen Spannbolzen,

Fig. 3 ein für den Stützarm der Spannpratze gemäß Fig. 1 vorgesehener Schlitten,

Fig. 4 ein zum Schlitten gemäß Fig. 3 gehöriger Ausgleichsbolzen,

Fig. 5 ein mittels Spannpratzen gespanntes Werkstück in schematischer Darstellung,

Fig. 6 das mittels Spannpratzen gespannte Werkstück gemäß Fig. 5 in perspektivischer Darstellung,

Fig. 7 eine Spannpratze, deren Längsachse in vertikaler Richtung verschwenkt ist.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Spannpratze bezeichnet, deren Spannarm 2 seitlich um einen Winkel von 24° abgewinkelt ist. Ein Abstützarm 3 der Spannpratze 1 wird von zwei par­ allel in Abstand zueinander verlaufenden Schenkeln 4 gebildet. Der Spannarm 2 der Spannpratze 1 ist schmaler als der Abstützarm 3 ausgebildet und in Fortsetzung einer Außenseite 29 der Spannpratze 1 angeordnet. Aufgrund dieser Gestaltung kann ein Werkzeug 24 unmittelbar an der Außenseite 29 des Abstützarmes 3 vorbeigeführt werden.

Der Spannarm 2 der Spannpratze 1 ist an seiner Ober- und an seiner Unterseite mit ta­ schenförmigen Aufnahmen 5 mit zylindrischen Auflageflächen 7 für einen Spannbolzen 6 versehen. Die Spannbolzen 6 weisen zylinderische Auflageflächen 9 auf, deren Zylinderachsen 8 winkelig zur Längsachse der Spannpratze 1 verlaufen. Die zylinderische Auflagefläche 9 des Spannbolzens 6 ist an die zylinderische Auflagefläche 7 des Spannarmes 2 exakt angepaßt. Außerdem weist der Spannbolzen 6 eine ebene Spannfläche 10 auf. In dem Spannbolzen 6 ist weiterhin ein Magnet 11 angeordnet, der einer schnellen Befestigung des Spannbolzens 6 in der taschenförmigen Aufnahme 5 dient. Die taschenförmige Aufnahme 5 ist an ihren Stirnseiten 12 geschlossen, so daß der in ihr angeordnete Spannbolzen 6 in Richtung seiner Zylinderachse 8 form­ schlüssig gehalten ist.

Am Abstützarm 3 der Spannpratze 1 ist ein Schlitten 13 mit einer zylinderischen Auflage­ fläche 14 für einen Ausgleichsbolzen 15 befestigbar. Der Schlitten 13 greift mit einer Nase 16 zwischen die den Abstützarm 3 bildenden Schenkel 4 der Spannpratze 1 und ist dort in Längsrichtung der Spannpratze 1 verschiebbar geführt. Die Nase 16 ist dabei in ihren Abmessungen an den Zwischenraum zwischen den Schenkeln 4 angepaßt, so daß sich eine spielfreie Führung ergibt.

Der Ausgleichsbolzen 15 weist eine zylinderische Auflagefläche 17 auf, die an die zylinde­ rische Auflagefläche 14 des Schlittens 13 angepaßt ist, so daß er im Schlitten 13 verschwenkbar ist. Außerdem ist auch der Ausgleichsbolzen 15 mit einer ebenen Spannfläche 19 versehen, die zu einer durch einen Aufspanntisch 25 vorgegebenen Spannebene parallel ausgerichtet ist. Zwischen dem Ausgleichsbolzen 15 und dem Aufspanntisch 25 ist dabei ein in der Zeichnung nicht dargestellter Schraubbock angeordnet, der gegebenenfalls eine Einstellung der Winkelstellung der Spannpratze 1 zur Spannebene des Aufspanntisches 25 ermöglicht.

Der Schlitten 13 und der Ausgleichsbolzen 15 weisen Ausnehmungen 20 und 21 auf, in die ein in der Zeichnung nicht dargestellter Zentrierbolzen des Schraubbocks eingreift. Die zylinderische Auflagefläche 14 ist im übrigen derart am Schlitten 13 angeordnet, daß ihre Zylinderachse 26 rechtwinkelig zur Längsachse der Spannpratze 1 verläuft.

Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, ist es möglich, mit zwei Spannpratzen 1 ein Werkstück 22 derart zu spannen, daß eine Bearbeitung, z. B. auf einer spannseitigen Oberfläche 23 in einem Bearbeitungsbereich 27, mittels eines Werkzeugs 24 ohne Umspannen möglich ist. Da der Spannarm 2 der Spannpratze 1 schmaler als der Abstützarm 3 ausgebildet und in Fort­ setzung der abgewinkelten Außenseite 29 der Spannpratze 1 angeordnet ist, kann zudem das Werkzeug 24 unmittelbar an der Außenseite 29 des Abstützarmes 3 vorbeigeführt werden. Die Befestigung der Spannpratzen 1 an dem Aufspanntisch 25 erfolgt mittels Spann­ schrauben 28. Diese Spannschrauben 28 greifen in an sich bekannter Weise im Bereich zwischen den Spannarm 2 und dem Abstützarm 3 an der Spannpratze 1 an.

In der Fig. 6 der Zeichnung ist die Anordnung der Spannpratzen 1 an einem Werkstück 22 gemäß der Fig. 5 perspektivisch dargestellt. Da die Markierungen 18 am Schlitten 13 und an dem Ausgleichsbolzen 15 in Deckung stehen, ist es ersichtlich, daß hier an einer parallel zur Aufspannebene des Aufspanntisches 25 verlaufenden Fläche 23 des Werkstücks 22 ge­ spannt wird. Beim Spannen derart parallel verlaufender Flächen befindet sich die Längsachse der Spannpratze 1 in einer zu der Aufspannebene des Aufspanntisches 25 parallelen Aus­ richtung.

Aus der Fig. 7 ist ersichtlich, daß, sofern das Werkstück 22 an einer schräg zum Auf­ spanntisch 25 verlaufenden Fläche 30 gespannt werden muß, es lediglich erforderlich ist, die Längsachse der Spannpratze 1 in vertikaler Richtung und in der Regel auch seitlich zu verschwenken, bis die ebene Spannfläche 10 des am Spannarm 2 angeordneten Spannbolzens 6 vollflächig an einer zu spannenden schrägen Fläche 30 des Werkstücks anliegt. Die ebene Spannfläche 19 des Ausgleichsbolzens 15 der Spannpratze 1 liegt dabei auch hier auf einem nicht dargestellten Schraubbock auf und verläuft in einer Ebene 31, die parallel zur Ebene des Aufspanntisches 25 liegt. Die Markierungen 18 am Schlitten 13 und am Aus­ gleichsbolzen 15 sind hier zueinander versetzt und zeigen die vertikale Winkelstellung der Spannpratze 1 an.

Es wird so, ohne daß Zwischenstücke verwendet werden müssen, ein Kantenspannen ver­ mieden. Somit ist auf einfache Weise eine sehr sichere Befestigung des Werkstücks 22 auf dem Aufspanntisch 25 möglich. Der seitlich abgewinkelte Spannarm 2 der Spannpratze 1 und die Anordnung des Spannbolzens 6, wahlweise um 180° versetzt an der Ober- oder Unter­ seite des Spannarmes 1, ermöglichen zudem ein sehr variables Spannen eines Werkstückes 22 zur Schaffung von Freiräumen für dessen Bearbeitung.

Claims (12)

1. Spannpratze (1), insbesondere zum Befestigen von Werkstücken (22) bzw. Werkzeugen, an mit Spannschlitzen versehenen Aufspanntischen (25), bestehend aus einem Abstützarm (3) und einem Spannarm (2), wobei an dem Abstützarm (3) eine in die Spannschlitze eingreifende Spannschraube (28) gelagert ist und sowohl am Spannarm (2) als auch am Abstützarm (3) zylinderische Auflageflächen (7, 14) für einen verschwenkbaren Spann­ bolzen (6) bzw. einen Ausgleichsbolzen (15) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarm (2) in einem Winkel von bis zu etwa 35° zur Längsachse der Spann­ pratze (1) seitlich abgewinkelt ist und daß die Zylinderachse (8) der am Spannarm (2) angeordneten zylinderischen Auflagefläche (7) winkelig zu der rechtwinkelig zur Längsachse der Spannpratze (1) angeordneten Zylinderachse (26) der zylinderischen Auf­ lagefläche (14) des Abstützarms (3) verläuft.

2. Spannpratze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderachse (8) der am Spannarm (2) angeordneten zylinderischen Auflagefläche (7) rechtwinkelig zur Längsachse des Spannarms (2) verläuft.

3. Spannpratze (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarm (2) zur Längsachse der Spannpratze (1) in einem Winkel von etwa 24° seitlich abgewinkelt ist.

4. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarm (2) schmaler als der Abstützarm (3) der Spannpratze (1) ausgebildet und in Fortsetzung einer Außenseite (29) der Spannpratze (1) angeordnet ist.

5. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Spannarm (2) der Spannpratze (1) an der Ober- und an der Unterseite zylinderische Aufnahmeflächen (7) für die Aufnahme eines Spannbolzen (6) angeordnet sind.

6. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderischen Aufnahmeflächen (7) für den Spannbolzen (6) in taschenförmigen, an ihren Stirnseiten (12) geschlossenen Aufnahmen (5) angeordnet sind.

7. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbolzen (6) eine ebene Spannfläche (10) aufweisen.

8. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der zylinderischen Auflagefläche (9) des Spannbolzens (6) ein Magnet (11) zu dessen schnell lösbaren Befestigung in der Aufnahme (5) der Spannpratze (1) angeordnet ist.

9. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Auflagefläche (14) für den Ausgleichsbolzen (15) an einem am Abstützarm (3) der Spannpratze (1) in Längsrichtung verschiebbaren Schlitten (13) angeordnet ist.

10. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (13) mit einer Nase (16) zwischen den Abstützarm (3) bildenden Schenkeln (4) der Spannpratze (1) eingreift und dort geführt ist.

11. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (13) und die an seiner zylinderischen Auflagefläche (14) angeordneten Ausgleichsbolzen (15) seitliche Markierungen (18) aufweisen, die eine zur Spannfläche des Aufspanntisches (25) parallele Grundstellung der Spannpratze (1) anzeigen.

12. Spannpratze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der zylinderischen Auflagefläche (14) des Schlittens angeordnete Ausgleichs­ bolzen (15) eine Ausnehmung (21) aufweist, in die ein Befestigungsbolzen eines als Schraubbock ausgebildeten Ausgleichsstücks eingreifen kann.