DD226811A1 - Spanneinrichtung, insbesondere zur werkstueckspannung auf einer arbeitsebene - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zum Spannen grosser und/oder sperriger Werkstuecke, und sie laesst sich insbesondere vorteilhaft zum Spannen der Abteiltueren von Weitstreckenpersonenwagen beim Fraesen der Spiegelausschnitte realisieren. Durch eine solche Ausbildung der Spanneinrichtung, dass sie in entspannter Stellung das Niveau der Arbeitsebene nicht ueberragt, und durch eine annaehernd kraftverlustlose Verbindung zwischen der Kraftquelle und dem Kraftansatzpunkt am Werkstueck sollen das ungehinderte Zufuehren grosser und/oder sperriger Werkstuecke auf die Arbeitsebene ermoeglicht und ausreichende Spannkraefte auf die Werkstuecke uebertragen werden. Erfindungsgemaess wird ein bekannter doppelarmiger Spannhebel einerseits bis unter das Niveau der Arbeitsebene und andererseits bis an einen Anschlag schwenkbar sowie zusaetzlich linear bewegbar ausgebildet. Dieser Spannhebel ist an einem Ende zu einem Spannhaken geformt und am anderen Ende abgewinkelt, wobei der Scheitelpunkt des doppelarmigen Spannhebels zugleich seine Schwenkachse ist, welche zwischen linearen Fuehrungen verschiebbar ist und mit Kraftspeichern in Wirkverbindung steht. Fig. 2

Description

Titel der Erfindung

Spanneinrichtung, insbesondere zur Werkstückspannung auf einer Arbeitsebene

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Spanneinrichtung zum Spannen großer und/oder sperriger, flacher Werkstücke bei deren mechanischer Bearbeitung auf der Arbeitsebene einer Bearbeitungsmaschine, und sie läßt sich insbesondere vorteilhaft zum Spannen der Abteiltüren von Schienenfahrzeugen beim Fräsen der Spiegelausschnitte od. dgl. realisieren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Dem Fachmann sind allgemein eine Vielzahl von Spanneinrichtungen bekannt, mit denen zu bearbeitende Werkstücke auf Arbeitsebenen oder in Werkstückaufnahmen beziehungsweise Spannvorrichtungen festgespannt werden, um eine sichere und qualitätsgerechte Bearbeitung der Werkstücke zu gewährleisten. Insbesondere Einrichtungen mit hydraulischer oder pneumatischer Spannkraft zum Spannen der verschiedenartigsten Werkstücke auf Arbeitsebenen sind mehrfach bekannt

Auch in der SU-PS Nr. 984 801 wird eine solche Lösung offen-

bart, bei der mit Hilfe eines Arbeitszylinders und einem doppelarmigen Spannhebels Werkstücke gespannt werden. Dieser Spannhebel ist etwa ab der. Hälfte seiner Länge abgewinkelt ausgebildet und der Scheitelpunkt dieses Winkels ist zugleich die starr auf der Spannvorrichtung angeordnete Schwenkachse des Spannhebels. Das Ende des einen Hebelarmes des Spannhebels ist dabei im Längsquerschnitt als halbrunde Spannwulst ausgebildet, und auf der Hälfte des anderen Hebelarmes ist eine schwenkbare Scheibe befestigt, die ein Langloch aufweist, welches zusammen mit einem am Ende dieses Hebelarmes angeordneten Stift einen Anschlag bei den Schwenkbewegungen des Spannhebels darstellt. An einer nasenförmigen Verlängerung der Scheibe ist die Kolbenstange des Arbeitszylinders angelenkt, welcher unterhalb des Spannhebels ebenfalls starr und schwenkbar angeordnet ist.

Diese Spannvorrichtung hat den Nachteil, daß große und/oder sperrige Werkstücke, wenn diese allseitig oder mehrfach auf einer Arbeitsebene festgespannt werden sollen, nur von oben oder von einer bestimmten Seite her auf die Arbeitsebene aufgebracht werden können, da die Spannvorrichtung auch im entspannten Zustand das Niveau der Arbeitsebene überragt» Das hat einen erhöhten technologischen Aufwand für den An- und Abtransport und die Bearbeitung solcher Werkstücke zur Folge. Weiterhin wird aufgrund des konstruktiven Aufbaus der Spannvorrichtung nur etwa die Hälfte der Spannkraft des Arbeitszylinders auf das Werkstück übertragen, was sich meist ungünstig bei der Dimensionierung der Arbeitszylinder auswirkt.

Eine weitere naheliegende technische Lösung wurde in der SU-PS Nr. 425 759 offenbart. Bei dieser Vorrichtung zur Befestigung von Werkstücken auf einer Zahnradschleifmaschine werden die Werkstücke mit einem ebenfalls doppelarmigen, schwenkbaren Spannhebel gespannt, dessen einer Hebelarm am Ende zu einem Spannhaken geformt sowie dessen anderer Hebelarm zu diesem Spannhaken hin abgewinkelt ist. Am Ende dieses Hebelarmes ist der fest mit der Spannvorrichtung verbundene Drehpunkt des Spannhebels, und am Scheitelpunkt des Spannhebels erfolgt die Kraftübertragung.

Dazu ist im Scheitelpunkt des Spannhebels ein Langloch eingearbeitet, an dem ein senkrecht in einer Buchse geführter weiterer Hebel angelenkt ist. Durch eine zweite Buchse und eine um den Hebel herum angeordnete Druckfeder drückt dieser Hebel ständig den Spannhebel in seine Spannstellung. Mit einem weiteren, am Ende des senkrechten Hebels angelenkten Hebelsystem kann die Spannvorrichtung entspannt und ein neues Werkstück eingelegt werden.

Der Nachteil dieser Lösung ist, daß sie nur geringe Spannkräfte auf das Werkstück überträgt und relativ aufwendig aufgebaut ist. Die Spannkraft wird durch die beschriebene Druckfeder erzeugt und aufgrund der Spannhebelform und der Drehpunktanordnung nicht vollständig auf das Werkstück übertragen, Somit ist diese Spannvorrichtung zum Spannen großer und/oder sperriger, flacher Werkstücke auf einer Arbeitsebene ungeeignet. Da der Spannhebel dieser Spannvorrichtung in der nicht gespannten Stellung ebenfalls das Niveau der Arbeitsebene überragt, treten auch hier die Nachteile der erstgenannten Lösung ein.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Ausbildung einer einfachen Spanneinrichtung, welche das ungehinderte Zuführen großer und/oder sperriger, flacher Werkstücke auf die Arbeitsebene einer Bearbeitungsmaschine ermöglicht und mit geringen Mitteln ausreichende Spannkräfte auf die Werkstücke überträgt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung, insbesondere zur Werkstückspannung auf einer Arbeitsebene, zu konzipieren, welche in-entspannter Stellung das Niveau der Arbeitsebene.nicht überragt und eine direkte, annähernd kraftverlustlose Verbindung zwischen der Kraftquelle und

dem Kraftansatzpunkt am Werkstück aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem ein bekannter doppelarmiger Spannhebel einerseits bis unter das Niveau der Arbeitsebene und andererseits bis an einen Anschlag schwenkbar sowie zusätzlich, bevorzugt linear, bewegbar ausgebildet ist. Dieser Spannhebel ist in bekannter Weise am Ende seines einen Hebelarmes zu einem Spannhaken geformt und der andere Hebelarm ist zu diesem Spannhaken hin abgewinkelt, wobei der Scheitelpunkt des doppelarmigen Spannhebels zugleich seine Schwenkachse ist. Die Schwenkachse ist bevorzugt zwischen linearen Führungen, die in Richtung der wirkenden Spannkraft verlaufen, verschiebbar und steht mit Kraftspeichern in Wirkverbindung*« Dies kann vorteilhaft realisiert werden, indem der Spannhebel, bevorzugt zwischen zwei parallelen Führungsplatten, die unterhalb der Arbeitsebene in einem der Stärke des Spannhebels entsprechenden Abstand zueinander befestigt werden, sowie auf einem die Schwenkachse bildenden Bolzen, Stift oder Schraube angeordnet wird.

Als lineare Führungen empfehlen sich dabei sich längsmittig in den Führungsplatten gegenüberliegend angeordnete Langlöcher, durch welche die Bolzenenden hindurchragen. Selbstverständlich ist auch möglich, andere lineare Führungen für die Schwenkachse einzusetzen, beispielsweise wenn der die Schwenkachse bildende Bolzen an seinen Enden derart ausgebildet wird, daß diese zwischen zwei in den Führungsplatten eingearbeiteten Nuten oder auf den Führungsplatten befestigten Schienen bewegbar sind.

Als mit der Schwenkachse in Wirkverbindung stehende Kraftspeicher haben sich besonders vorteilhaft entgegen der Spannkraft wirkende Zugfedern erwiesen, welche einerseits, bevorzugt oberhalb der Langlöcher, an den Außenseiten der Führungsplatten sowie andererseits an den Bolzenenden befestigt sind, und welche unter anderem ein weiches Aufsetzen des Spannhakens auf der Werkstückoberfläche bewirken. Auch hier ist es natürlich möglich, andere Kraftspeicher einzusetzen, beispielsweise bei den genuteten oder geschienten Ausführungen der linearen Führungen entsprechend angeordnete Druckspiral- oder Gummifedern.

Ein weiteres Merkmal der bereits beschriebenen Führungsplatten, welche bevorzugt mit einer Halteplatte rechtwinklig verschweißt und unterhalb der Arbeitsebene an deren Gestell verschraubt sind, ist deren Funktion als Führungselemente für den Spannhebel während seiner Schwenkbewegungen, um aufgrund der beweglichen Schwenkachse seitliche Verkantungen des Spannhebels zu vermeiden. Zwischen diesen Führungsplatten ist der bereits erwähnte Anschlag für den Spannhebel angeordnet, welcher eine senkrechte oder nahezu senkrechte Stellung des Spannhebels beim Spannvorgang gewährleistet.

Am Ende des abgewinkelten Hebelarmes des Spannhebels ist dann die Kolbenstange eines Arbeitszylinders, vorzugsweise eines Pneumatikzylinders, angelenkt, welcher an seinem entgegengesetzten Ende ein Schwenkauge aufweist, an dem er auf der Grundplatte der Spanneinrichtung in bekannter Weise bewegbar befestigt ist. Der Arbeitszylinder schwenkt somit beim Spannen und Entspannen geringfügig mit dem Spannhebel mit. Das Spannhakenende des anderen Spannhebelarmes ist noch zusätzlich mit einer zur Arbeitsebene weisenden Gummischeibe od. dgl. ausgestattet, welche bevorzugt angeklebt und zur Vermeidung von Beschädigungen der Werkstückoberfläche beim Spannen vorgesehen ist.

Ein zusätzliches erfindungsgemäßes Merkmal der Spanneinrichtung ist, daß sie wahlweise auch als Positioniereinrichtung zur Anwendung kommen kann. Dazu muß die Spanneinrichtung derart umgerüstet werden, daß der eine Hebelarm des Spannhebels am Ende seines Spannhakens ein formschlüssiges Positionierelement, vorzugsweise einen Kegel- oder Pyramidenstumpf, aufweist, welches in entsprechende Durchbrüche im Werkstück beim Positionieren eingreift. Am genannten Hebelarm ist weiterhin ein zusätzliches Arretierelement, beispielsweise ein durch den Hebelarm durchgehender Arretierstift, angebracht, welches in der Nähe der Schwenkachse des Spannhebels und parallel zu dieser angeordnet wird. Dieses Arretierelement steht in der gespannten Stellung der Spanneinrichtung mit in oder an den Führungsplatten angeordneten Aufnahmen in Wirkverbindung. Bei der Verwendung eines Arretierstiftes im Spannhebel haben sich dabei

besonders vorteilhaft längsmittig in die Führungsplatten eingearbeitete, nach oben offene Arretierschlitze erwiesen, in die der Arretierstift beim Spannvorgang hineingleitet. Selbstverständlich ist es auch möglich, andere Arretierelemente am Spannhebel sowie andere Aufnahmen in oder an den Führungsplatten anzuwenden, beispielsweise zwei am Spannhebel beidseitig angebrachte Arretierbleche, welche beim Spannen in entsprechende Ausklinkungen in den Führungsplatten gleiten od. dgl. Somit können bei der Bearbeitung der Werkstücke auftretende extreme Querkräfte in Richtung des Spannhebels sicher aufgenommen werden. Natürlich kann diese Sicherung vor Querkräften auch bei der Ausführung der Spanneinrichtung mit der Gummischeibe am Spannhaken zur Anwendung kommen, es wird jedoch nicht als notwendig erachtet.

Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung soll nunmehr in ihrer Funktion beschrieben werden.

Nach dem Aufbringen des Werkstückes auf die Arbeitsebene, bei dem die Spanneinrichtung in abgeschwenkter Ruhestellung verbleibt, wird eine Steuereinrichtung für den Arbeitszylinder betätigt, welche, vorzugsweise zusammen mit einem Drosselelement, bewirkt, daß der Spannhebel langsam angezogen wird und in die Richtung der Arbeitsebene schwenkt. Dabei wird seine Schwenkachse in den linearen Führungen der Führungsplatten durch die Kraftspeicher so lange in Ruhestellung gehalten, bis der Spannhebel an seinem Anschlag vor der Arbeitsebene angelangt ist. Der Arbeitszylinder zieht dann jedoch weiter und bewegt nunmehr die Schwenkachse in den linearen Führungen in die Richtung der wirkenden Spannkraft, wobei die Kraftspeicher unter Spannung gesetzt werden» Währenddessen setzt der Spannhaken des Spannhebels auf der Werkstückoberfläche auf und der Spannvorgang ist beendet.

Ist die Spanneinrichtung als Positioniereinrichtung ausgelegt, schwenkt der Spannhebel ebenfalls bis an den Anschlag vor der Arbeitsebene. In diesem Moment befindet sich das zusätzliche Arretierelement, genau über den oberen Stirnseiten der Führungsplatten und über dessen Aufnahmen, in welche es anschließend hineingleitet.

Gleichzeitig greift das am Spannhaken angeordnete Positionierelement in die entsprechenden Durchbrüche im Werkstück ein und der Positioniervorgang ist beendet»

Der Entspannvorgang erfolgt in der umgedrehten vorbeschriebenen Reihenfolge, das heißt der Arbeitszylinder bewegt sich nach erneuter Betätigung der Steuereinrichtung in entgegengesetzter Richtung wie beim Spannvorgang. Dabei hebt der Spannhaken von der Werkstückoberfläche ab» beziehungsweise bewegt sich das Positionierelement aus dem Durchbruch des Werkstückes und zugleich das Arretierelement aus seiner Aufnahme, während die Kraftspeicher sich entspannen und zugleich die Schwenkachse des Spannhebels wieder in die Ausgangsstellung bewegen. Abschließend wird der Spannhebel durch seinen abgewinkelten Hebelarm unter das Niveau der Arbeitsebene abgeschwenkt

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist somit geeignet, große und/oder sperrige flache Werkstücke mit einfachen Mitteln auf einer Arbeitsebene sicher zu spannen beziehungsweise zu positionieren, wobei die Werkstücke ungehindert der Arbeitsebene zugeführt werden können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 - die Vorderansicht der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung;

Fig. 2 - die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung;

Fig. 3 - den Schnitt A-A nach Fig. 2.

In Fig. 2 ist deutlich der schwenkbare Spannhebel 1 und seine doppelarmige Ausführung mit einem am Ende zu einem Spannhaken

4 geformten Hebelarm 3 und einem abgewinkelten Hebelarm 2 zu erkennen. Dabei ist der Scheitelpunkt 6 des Spannhebels 1 zugleich seine Schwenkachse 7, die, wie in Fig. 1 zu sehen ist, durch einen Bolzen 8 gebildet wird. Ebenfalls aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Spannhebel 1 zwischen zwei Führungsplatten 11 und 11' angeordnet ist, und durch einen Teilbruch ist angedeutet, daß der die Schwenkachse 7 bildende Bolzen 8 mit seinen Enden zwischen linearen Führungen 9 und 9·, welche als längsmittig und senkrecht in den Führungsplatten 11; 11* sich gegenüberliegend angeordnete Langlöcher ausgebildet sind, geführt wird. Die Enden des Bolzens 8 ragen dabei beidseitig aus den Langlöchern der Führungsplatten 11; 11* heraus und sind mit entgegen der Spannkraft F wirkenden und als Zugfedern ausgebildeten Kraftspeichern 10; 10' verbunden, welche oberhalb der Langlöcher auf den Außenseiten der Führungsplatten 11; 11* befestigt sind.

Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Führungsplatten 11; 11* mit einer Halteplatte 15 rechtwinklig verschweißt und zusammen mit dieser an einer weiteren Platte des Gestells 17 der Spanneinrichtung verschraubt sind. Weiterhin ist zwischen den Führungsplatten 11; 11* ein Anschlag 18 angeordnet, welcher eine senkrechte oder nahezu senkrechte Stellung des Spannhebels 1 beim Spannvorgang gewährleistet. Die Bewegungsabläufe des Spannhebels 1 beim Spann- und Entspannvorgang sind dabei in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet. Ebenfalls in Fig. 2 durch die gestrichelte Darstellung ist die Ausführung der Spanneinrichtung als Positioniereinrichtung angedeutet. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen 12 einen Kegelstumpf, 13 einen Arretierstift und 14; 14^r in den Führungsplatten senkrecht angeordnete Arretierschlitze, in die der Arretierstift 13 beim Spannen hineingleitet.

Weiterhin ist in den Fig. 1 und 2 zu erkennen, daß am Ende des abgewinkelten Hebelarmes 2 des Spannhebels 1 die Kolbenstange eines als Pneumatikzylinder ausgebildeten Arbeitszylinders 19 angelenkt ist, welcher auf der Grundplatte des Gestelles 17 der Spanneinrichtung ebenfalls schwenkbar befestigt ist.

Am Ende des Spannhakens 4 des Hebelarmes 3 ist noch zusätzlich eine zur Arbeitsebene 16 weisende Gummischeibe 5 angeklebt, welche Oberflächenbeschädigungen am Werkstück 20 beim Spannen vermeiden soll.

Claims (3)

- 10 Erfindungsanspruch

1. Spanneinrichtung, insbesondere zur Werkstückspannung auf einer Arbeitsebene, welche einen Arbeitszylinder und einen mit diesem verbundenen, doppelarmig ausgebildeten, schwenkbaren Spannhebel aufweist, dessen einer Hebelarm am Ende zu einem Spannhaken geformt sowie dessen anderer Hebelarm zu diesem Spannhaken hin abgewinkelt ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Scheitelpunkt (6) des abgewinkelten doppelarmigen Spannhebels (1) in bekannter Weise zugleich seine Schwenkachse (7) ist und der Spannhebel (1) einerseits bis unter das Niveau der Arbeitsebene (16) und andererseits bis an einen Anschlag (18) schwenkbar sowie zusätzlich senkrecht zur Arbeitsebene (16), bevorzugt linear, bewegbar ausgebildet ist, wobei die Schwenkachse (7) zwischen linearen Führungen (9; 9'), die in Richtung der wirkenden Spannkraft (F) verlaufen, verschiebbar ist sowie mit Kraftspeichern (10; 10*) in Wirkverbindung steht und der Arbeitszylinder (19) am Ende des abgewinkelten Hebelarmes (2) des Spannhebels (1) angelenkt ist.

2. Spanneinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Spannhebel (1) bevorzugt zwischen zwei Führungsplatten (11; 11*) sowie auf einem die Schwenkachse (7) bildenden Bolzen (8) od. dgl. angeordnet ist, dessen Enden sowohl mit den linearen Führungen (9; 9"), beispielsweise in den Führungsplatten (11; 11') sich

längsmittig gegenüberliegend angeordneten Langlöchern, als auch mit den Kraftspeichern (10; 10'), beispielsweise entgegen der Spannkraft (F) wirkenden Zugfedern, in Wirkverbindung stehen.

3. Spanneinrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß sie wahlweise als Positioniereinrichtung anwendbar ist, indem der eine Hebelarm (3) des Spannhebels (1) ara Ende seines Spannhakens (4) mit einem formschlüssigen Positionierelement, vorzugsweise einem Kegelstumpf (12), sowie in der Nähe der Schwenkachse (7), bevorzugt parallel zu dieser, mit einem zusätzlichen Arretierelement, beispielsweise einem Arretierstift (13), ausgebildet ist, welches in der gespannten Stellung der Spanneinrichtung mit in oder an den Führungsplatten (11; 11*) angeordneten Aufnahmen, beispielsweise längsmittig in den Führungsplatten (11; II¹) eingearbeitete, nach oben offene Arretierschlitze (14; 14'), in Wirkverbindung steht·

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