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Title:
SHAPED CLAMPING JAW FOR A CLAMPING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/013617
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shaped clamping jaw for a clamping device with a clamping frame (12), a plurality of clamping rams (20, 20') arranged in parallel transversely to the plane of the frame and movable independently of one another and a clamping mechanism (26) pressing the clamping rams together inside the clamping frame (12). In order to ensure that the clamping rams (20, 20') are uniformly secured inside the clamping frame (12), the invention proposes that the clamping rams be stressed longitudinally and transversely inside the rectangular clamping frame by means of the clamping mechanism.

Inventors:
THEILER ANTONIUS (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/003491
Publication Date:
April 17, 1997
Filing Date:
August 07, 1996
Export Citation:
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Assignee:
GOETZ METALL ANLAGEN (DE)
THEILER ANTONIUS (DE)
International Classes:
B25B1/24; (IPC1-7): B25B1/24
Foreign References:
DE107135C
US2754708A1956-07-17
CH100750A1923-08-16
CH96213A1922-09-16
GB2240058A1991-07-24
DE9208893U11992-09-10
FR911430A1946-07-08
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Claims:
Patentansprüche
1. Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit ei¬ nem Klemmrahmen (12), der je zwei einander paar¬ weise gegenüberliegende, eine im wesentlichen rechteckige Rahmenöffnung (14) begrenzende Rahmen¬ schenkel (16' , 16' ' , 18' ,18' ' ) aufweist, mit einer Vielzahl von in der Rahmenöffnung (14) des Klemm¬ rahmens (12) angeordneten, quer zur Rahmenebene parallel zueinander ausgerichteten und unabhängig voneinander verschiebbaren Spannstößeln (20,20'), die an ihren Seitenflächen in dichter Packung ge¬ geneinander anliegen und mit ihren über die Rah¬ menöffnung (14) überstehenden freien Stirnflächen (22) eine an die Oberflächenkontur eines Werk¬ stücks (24) anpaßbare Spannfläche bilden, und mit einem die Spannstößel innerhalb des Klemmrahmens (12) gegeneinanderpressenden Klemmechanismus, der ein in der Rahmenöffnung (14) angeordnetes, quer zur Verschieberichtung der Spannstößel (20,20') im wesentlichen parallel zu einem der Rahmenschenkel paare (18' , 18' ') seitlich gegen die Spannstößelan¬ ordnung verschiebbares Druckstück (26) und ein dem Druckstück in dessen Verschieberichtung (34) ge¬ genüberliegendes, gegen die Spannstößelanordnung anliegendes Widerlagerstück (16'') aufweist, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Spannstößel (20,20') unter der Einwirkung des Druckstücks (26) und des Widerlagerstücks (16'') über ihre in Verschiebe¬ richtung (34) des Druckstücks (26) schräg ange stellten Anlageflächen quer zur Verschieberichtung (34) gegen die parallel zur Verschieberichtung (34) ausgerichteten Rahmenschenkel (16 ',16' ') an¬ preßbar sind.
2. Formspannbacken nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spannstößel (20) innerhalb der Spannstößelanordnung in Verschieberichtung (34) des Druckstück (26) pfeilartig spitz zusammenlau¬ fende Anlageflächen aufweisen.
3. Formspannbacken nach Anspruch 2 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spannstößel (20) ein Vierkant¬ profil mit in Verschieberichtung (34) des Druck¬ stücks weisenden Profilspitzen aufweisen.
4. Formspannbacken nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spannstößel (20) ein Sechskant¬ profil mit in Verschieberichtung (34) des Druck¬ stücks (26) weisenden Profilspitzen (36) aufwei¬ sen.
5. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlagerstück durch den dem Druckstück (26) in Verschieberich¬ tung (34) gegenüberliegenden Rahmenschenkel (16' ') gebildet ist.
6. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlagerstück in zum Druckstück entgegengesetzter Richtung gegen die Spannstößelanordnung verschiebbar ist.
7. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (26) mittels eines im benachbarten Rahmenschenkel (16') angeordneten Innengewinde (30) geführten Gewinde¬ stößels (32) verschiebbar ist.
8. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bic 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Rahmenöffnung (16) quer zu den in Verschieberich¬ tung (34) des Druckstücks (26) im wesentlichen parallelen Rahmenschenkeln (18', 18'') im Verlauf dieser Rahmenschenkel kontinuierlich oder stufen¬ förmig variiert.
9. Formspannbacken nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die lichte Weite vom beweglichen Druckstück (26) zum festen Widerlagerstück (16' ') hin abnimmt .
10. Formspannbacken nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die lichte Weite vom beweglichen Druckstück und vom beweglichen Widerlagerstück aus zur Rahmenmitte hin abnimmt.
11. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstößel (20, 20') in ihrer Verschieberichtung federbelastet sind .
12. Formspannbacken nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spannstößel ein rückwärtiges, achszentrales Sackloch (40) zur Aufnahme einer sich an einer rahmenfesten Stützfläche (48) ab¬ stützenden Druckfeder (38) aufweisen.
13. Formspannbacken nach Anspruch 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Stützfläche (48) durch eine rah¬ menfeste, zur Rahmenebene parallele Stützplatte (48) gebildet ist.
14. Formspannbacken nach Anspruch 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (38) als zwi¬ schen der Stützfläche (48) und dem Spannstößel (20,20') eingespannte, den Zwischenraum frei über¬ brückende Schraubendruckfeder ausgebildet ist.
15. Formspannbacken nach Anspruch 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schraubendruckfeder (38) mit ihren auf Block gegeneinander anliegenden Endwin¬ dungen (39) auf ein stützflächenseitiges und/oder spannstößelseitiges Gewinde (41,43) aufgedreht ist.
16. Formspannbacken nach Anspruch 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schraubendruckfeder (38) mit ih¬ ren auf Block gegeneinander anliegenden Endwindun¬ gen (39) in einer stützflächenseitigen und/oder spannstößelseitigen Ausnehmung (45 ',45' ') mittels eines Klebers oder einer Schraubverbindung fixiert ist.
17. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in das Sackloch (40) einzelner Spannstößel (20) ein über die Stützfläche (48) überstehender, die Druckfeder (38) durchdringender Anschlag und Führungsbolzen (49) eingreift.
18. Formspannbacken nach Anspruch 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Anschlag und Führungsbolzen (49) in der Länge seines über die Stützfläche (48) überstehenden Abschnitts verstellbar ist.
19. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in das Sackloch (40) eine mit ihrer Außenfläche einen Ringraum (44) für die als Schraubendruckfeder ausgebildete Druckfeder (38) begrenzende Führungshülse (42) eingesetzt ist.
20. Formspannbacken nach Anspruch 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in die Führungshülse (42) ein über die Stützplatte (48) überstehender Führungsbolzen (50) eingreift.
21. Formspannbacken nach Anspruch 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Führungshülse (42) einen durch eine endseitige Rohreinziehung gebildeten Anschlag (55) für einen am freien Ende des Führungsbolzens (50) angeformten Anschlagbund (52) aufweist.
22. Formspannbacken nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbolzen (50) als Kopfbolzen ausgebildet ist, dessen in die Füh¬ rungshülse (42) mit Spiel eingreifendes Kopfteil (52) den Anschlagbund bildet und dessen dem Kopf gegenüberliegendes Ende an der Stützplatte (48) befestigt, vorzugsweise angeklebt, angelötet oder angeschweißt ist.
23. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstößel (20,20') mit einer rückwärtigen Anlagefläche (83) gegen die Oberfläche (84) eines rahmenfest eingespannten, in Verschieberichtung der Spannstößel (20,20') ela¬ stisch nachgiebigen Polsterschicht (80) anliegen.
24. Formspannbacken nach Anspruch 23, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spannstößel (20,20') einen über die rückwärtige Anlagefläche (83) axial überste¬ henden, in je eine randoffene Ausnehmung der Pol¬ sterschicht (80) eingreifenden Verankerungszapfen (85) aufweisen.
25. Formspannbacken nach Anspruch 24, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Verankerungszapfen (85) eine in die randoffene Polsterausnehmung eingerastete Rastverdickung (81) aufweist.
26. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstößel (20, 20') eine stirnseitig offene Kugelpfanne (53) zur Aufnahme einer in der Kugelpfanne (53) drehbaren, an ihrem über die Pfannenöffnung überstehenden Segment unter Bildung der Stirnfläche (22) abge¬ flachten Spannkugel aufweist.
27. Formspannbacken nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise axial vom Sackloch (40) aus zur Kugelpfanne (53) führende, mit Druckluft beaufschlagbare Bohrung (60) .
28. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen das Druck¬ stück (26) und/oder das Widerlagerstück (16'') an¬ liegenden Seitenflächen der Spannstößel (20') planparallel zu diesen abgeflacht sind.
29. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum gemein¬ samen Einziehen der Spannstößel (20,20') in ihre innerhalb des Klemmrahmens (12) befindliche End¬ stellung.
30. Formspannbacken nach Anspruch 29, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einziehvorrichtung (71,72) mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch betätigbar ist.
31. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbolzen (50) rahmenfest angeordnet sind.
32. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbolzen (50) an einer gemeinsamen, gegenüber dem Klemmrah¬ men (12) quer zur Rahmenebene verschiebbaren Rück¬ zugplatte (72) befestigt sind.
33. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (26) als Winkelstück ausgebildet ist, das einen paral¬ lel zur Verschieberichtung (34) ausgerichteten, am benachbarten Rahmenschenkel (18') mittelbar oder unmittelbar abgestützten Winkelschenkel (92) auf¬ weist.
34. Formspannbacken nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstößel (20, 20') in ihrer bezüglich der Rahmenöffnung (14) äußersten Endstellung eine an die Oberflächenkon¬ tur eines einzuspannenden Werkstücks (24) angepa߬ te Länge und/oder Stirnflächenkontur aufweisen.
Description:
Formspanzibacken für eine Spannvσrrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit einem Klemmrahmen, der je zwei einander paarweise gegenüberliegende, eine im wesentli¬ chen rechteckige Rahmenöffnung begrenzende Rahmenschen¬ kel aufweist, mit einer Vielzahl von in der Rahmenöff¬ nung des Klemmrahmens angeordneten, quer zur Rahmenebe¬ ne parallel zueinander ausgerichteten und unabhängig voneinander verschiebbaren Spannstößeln, die an ihren Seitenflächen in dichter Packung gegeneinander anliegen und mit ihren über die Rahmenöffnung überstehenden freien Stirnflächen eine an die Oberflächenkontur eines Werkstücks anpaßbare Spannfläche bilden, und mit einem die Spannstößel innerhalb des Klemmrahmens gegeneinan- derpressenden Klemmechanismus, der ein in der Rahmen¬ öffnung angeordnetes, quer zur Verschieberichtung der Spannstößel im wesentlichen parallel zu einer der Rah- menschenkelpaare seitlich gegen die Spannstößelanord¬ nung verschiebbares Druckstück und ein dem Druckstück in dessen Verschieberichtung gegenüberliegendes, gegen die Spannstößelanordnung anliegendes Widerlagerstück aufweist.

Formspannbacken sind Bestandteile von Spannvorrichtun¬ gen, wie sie beispielsweise in Schraubstöcken, Werk¬ zeugmaschinen oder Bearbeitungszentren zum Festhalten von Werkstücken mit konturierten Oberflächen benötigt

werden. Es ist ein Formspannbacken dieser Art bekannt (US-A-2 754 708), bei welchem die Spannstößel ein Sechskantprofil aufweist und wabenartig im Klemmrahmen so angeordnet sind, daß sie an quer zur Verschieberich¬ tung des Druckstücks und der Stößel verlaufenden Anla¬ geflächen gegeneinander anliegen. Dadurch bilden sich zwischen dem Druckstück und dem Widerlagerstück in Ver¬ schieberichtung des Druckstücks einzelne Stößelsäulen, die keine Querkräfte auf die benachbarten Säulen aus¬ üben. Es kommt daher zu keiner Querverspannung inner¬ halb des Klemmrahmens und somit zu keiner sicheren Klemmwirkung. Die Spannstößel sind dort in ihrer Ver¬ schieberichtung durch eine Druckfeder beaufschlagt. Die als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfedern sind auf rückwärtig über die Spannstößel überstehenden Führungs¬ stößeln aufgesteckt und stützen sich an einer rahmen¬ festen Stützplatte ab. Die Führungsstößel greifen durch Öffnungen in der Stützplatte hindurch und tragen an ihrem rückwärtigen Ende einen gegen die Stützplatte an¬ schlagenden Anschlagbund. Mit diesen Maßnahmen erhält man eine relativ große Baulänge der Stößel und eine entsprechend große Bautiefe des Klemmrahmens, die sich vor allem bei kleinen und schmalen Spannaufgaben nach¬ teilig auswirken. Die Stirnflächen des Sechskantstößels sind ballig ausgeführt, so daß eine Punktberührung am Werkstück erfolgt.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu¬ grunde, einen Formspannbacken zu entwickeln, der eine zuverlässige Arretierung aller Spannstößel im Klemmrah-

men ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil¬ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrun¬ de, daß die Spannstößel unter der Einwirkung des Druck¬ stücks und des Widerlagerstücks auch quer zur Verschie¬ berichtung gegeneinander und gegen die parallel zur Verschieberichtung ausgerichteten Rahmenschenkel an¬ preßbar sind. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Er¬ findung vorgeschlagen, daß die Vorschubbewegung des Druckstücks über schräg zur Verschieberichtung des Druckstücks ausgerichtete Anlageflächen der Spannstößel teilweise in eine Querbewegung umgesetzt wird, die zu einer Verspannung gegenüber den parallel zur Verschie¬ berichtung ausgerichteten Rahmenschenkeln führt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Spannstößel innerhalb der Spannstößelanordnung sowohl in Verschieberichtung als auch entgegen der Ver¬ schieberichtung des Druckstücks pfeilartig spitz zusam¬ menlaufende Anlageflächen aufweisen. Dies kann bei¬ spielsweise mit Spannstößeln erreicht werden, die ein Vierkantprofil oder ein Sechskantprofil mit in Ver¬ schieberichtung und entgegen der Verschieberichtung des Druckstücks weisenden Profilspitzen aufweisen.

Um die Anlage des Druckstücks und des Widerlagerstücks gegen die Spannstößel zu verbessern, können die dem Druckstück und/oder dem Widerlagerstück zugewandten Seitenflächen der Spannstößel planparallel abgeflacht werden.

Das Widerlagerstück kann rahmenfest ausgebildet sein und durch den dem Druckstück gegenüberliegenden Rahmen¬ schenkel gebildet werden. Es kann aber auch in zum Druckstück entgegengesetzter Richtung gegen die Spann stößelanordnung verschiebbar im Klemmrahmen angeordnet sein.

Um ein sicheres Verklemmen aller im Klemmrahmen ange¬ ordneten Spannstößel zu erreichen, ist es zweckmäßig, die lichte Weite der Rahmenöffnung quer zu den in Ver¬ schieberichtung des Druckstücks im wesentlichen paral¬ lelen Rahmenschenkeln im Verlauf dieser Rahmenschenkel kontinuierlich oder stufenweise zu variieren. Die lich¬ te Weite kann dabei vom beweglichen Druckstück zum fe¬ sten Widerlagerstück hin abnehmen oder vom beweglichen Druckstück und vom beweglichen Widerlagerstück aus zur Rahmenmitte hin abnehmen. Mit diesen Maßnahmen kann er¬ reicht werden, daß die von dem beweglichen Druckstück weiter entfernten Spannstößel zeitlich vor den druck- stücknahen Spannstößeln innerhalb des Klemmrahmens querverspannt werden.

Eine selbsttätige Anpassung an eine gekrümmte oder ge¬ stufte Werkstückoberfläche wird erreicht, wenn die

Spannstößel in ihrer Vorschubrichtung federbelastet sind. Um dies mit einer möglichst kurzen Baulänge der Spannstößel und Bautiefe des Klemmrahmens zu erreichen, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin¬ dung vorgeschlagen, daß die Spannstößel ein rückwärti¬ ges, achszentrales Sackloch zur Aufnahme einer sich an einer rahmenfesten Stützfläche abstützenden Druckfeder aufweisen. Die Stützfläche kann dabei durch eine vor¬ zugsweise rahmenfeste, zur Rahmenebene parallele Stütz¬ platte gebildet sein.

Eine bevorzugte und besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Druckfeder als zwi¬ schen der Stützfläche und dem Spannstößel eingespannte, den Zwischenraum zwischen diesen beiden Teilen frei überbrückende Schraubendruckfeder ausgebildet ist. Zur Verbesserung der Stabilität eines solchen Druckstücks kann es von Vorteil sein, wenn in das Sackloch einzel¬ ner Spannstößel ein über die Stützfläche überstehender, die Schraubendruckfeder durchdringender, vorzugsweise in der Länge seines über die Stützfläche überstehenden Abschnitts einstellbarer Anschlag- und Führungsbolzen eingreift. Die Schraubendruckfeder kann dabei mit ihren auf Block gegeneinander anliegenden Endwindungen auf ein stützflächenseitiges und/oder ein spannstößelseiti- ges Gewinde aufgedreht werden oder in einer stützflä- chenseitigen und/oder spannstößelseitigen Ausnehmung mittels einer Klebe- oder Schraubverbindung fixiert werden.

Um bei speziellen Spannaufgaben, bei denen immer die gleichen, eine ausgeprägte Oberflächenkontur aufweisen¬ den Werkstücke einzuspannen sind, den Stößelweg beim Konturiervorgang zu optimieren, hat es sich als vor¬ teilhaft erwiesen, wenn die Spannstößel in ihrer bezüg¬ lich der Rahmenöffnung äußersten Endstellung eine an die Oberflächenkontur der einzuspannenden Werkstücke angepaßte Länge und/oder Stirnflächenkontur aufweisen.

Vorteilhafterweise ist in dem Sackloch eine mit ihrer Außenfläche einen Ringraum für die als Schraubendruck¬ feder ausgebildete Druckfeder begrenzende Führungshülse eingesetzt, in die ein über die Stützplatte überstehen¬ der rahmenfester Führungsbolzen eingreifen kann. Damit kann der Verschiebeweg der Spannstößel relativ einfach begrenzt werden, wenn die Führungshülse einen durch ei¬ ne endseitige Rohreinziehung gebildeten Anschlag für einen am freien Ende des Führungsbolzens angeformten Anschlagbund aufweist. Der Führungsbolzen ist dazu zweckmäßig als Kopfbolzen ausgebildet, dessen in die Hülse mit Spiel eingreifendes Kopfteil den Anschlagbund bildet und dessen dem Kopf gegenüberliegendes Ende an der Stützplatte befestigt, vorzugsweise angeklebt, an¬ gelötet oder angeschweißt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Spannstößel mit einer rückwärtigen Anlagefläche gegen die Oberfläche einer rahmenfest ein¬ gespannten, in Verschieberichtung der Spannstößel ela¬ stisch nachgiebigen Polsterschicht anliegen. Zur Ver-

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besserung der Spannstößelführung können die Spannstößel einen über ihre rückwärtige Anlagefläche überstehenden, in je eine Rastausnehmung der Polsterschicht eingrei¬ fenden Verankerungszapfen aufweisen, der an seinem Ende zweckmäßig eine Rastverdickung aufweist.

Eine zusätzliche Verbesserung der Haltewirkung des Formspannbackens kann dadurch erreicht werden, daß die Spannstößel eine stirnseitig offene Kugelpfanne zur Aufnahme einer in der Kυgelpfanne drehbaren, an ihrem über die Pfannenöffnung nach außen überstehenden Se¬ gment unter Bildung der Stirnfläche abgeflachte Spann¬ kugel aufweisen. Zur Verbesserung der Beweglichkeit und der Reinigungsmöglichkeit der Spannkugel kann eine vor¬ zugsweise axial vom Sackloch zur Kugelpfanne führende, mit Druckluft beaufschlagbare Bohrung im Spannstößel vorgesehen werden.

Zur Erleichterung der Handhabung des Formspannbackens ist es von Vorteil, wenn eine Vorrichtung zum gemeinsa¬ men Einziehen der Spannstößel in ihre innerhalb des Klemmrahmens befindliche vorgespannte Endstellung vor¬ gesehen ist. Die Einziehvorrichtung kann dabei mecha¬ nisch, pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch be¬ tätigt werden. In diesem Zusammenhang ist es von Vor¬ teil, wenn die Führungsbolzen an einer gemeinsamen, ge¬ genüber dem Klemmrahmen quer zur Verschiebeebene ver¬ schiebbaren, einen Teil der Einzugvorrichtung bildenden Rückzugplatte befestigt sind.

Für große Formspannbacken mit vielen Spannstößeln hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Druckstück als Winkelstück ausgebildet ist, das einen parallel zur Verschieberichtung ausgerichteten, am benachbarten Rah¬ menschenkel mittelbar abgestützten Winkelschenkel auf¬ weist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Formspannbacken;

Fig. 2 eine Längsseitenansicht des Formspannbackens nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht zweier einander zuge¬ wandter Formspannbacken;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Form¬ spannbacken in teilweise geschnittener Darstel¬ lung;

Fig. 5 eine Längsseitenansicht des Formspannbackens entsprechend Fig. 2 mit einer Einziehvorrich¬ tung für die Spannstößel;

Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem form- spannbacken nach Fig. 5 in teilweise geschnit¬ tener Darstellung;

Fig. 7 eine Längsseitenansicht eines abgewandelten

Formspannbackens mit Polsterschicht in teilwei¬ se geschnittener Darstellung;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Spannstößels nach Fig. 7 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines federbelasteten Spann¬ stößels in teilweise geschnittener schemati¬ scher Darstellung;

Fig. 9a eine Seitenansicht eines gegenüber Fig. 9 abge¬ wandelten Ausführungsbeispiels eines federbela¬ steten Spannstößels in teilweise geschnittener Darstellung;

Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Formspannbacken mit winkelförmigem Druckstück;

Fig. Ila und b eine Stirnseitenansicht und eine Breit¬ seitenansicht zweier einander zugewandter Form¬ spannbacken mit eingespanntem Werkstück;

Fig. 12 eine Stirnseitenansicht zweier einander zuge¬ wandter Formspannbacken mit spannflächenkontu- rierten Spannstößeln.

Der in der Zeichnung dargestellte Formspannbacken 10 ist Bestandteil einer Spannvorrichtung, wie sie bei-

spielweise in Schraubstöcken, Werkzeugmachinen oder Be- arbeitungszentren zum Festhalten von Werkstücken benö¬ tigt werden. Der Formspannbacken 10 enthält einen Klemmrahmen 12, der je zwei einander paarweise gegen¬ überliegende, eine rechteckige Rahmenöffnung 14 begren¬ zende kurze Rahmenschenkel 16', 16' ' und lange Rahmen¬ schenkel 18', 18' ' aufweist. In der Rahmenöffnung 14 des Klemmrahmens 12 ist eine Vielzahl von quer zur Rah¬ menebene parallel zueinander ausgerichteten und unab¬ hängig voneinander verschiebbaren Spannstößeln 20, 20' vorgesehen, die an ihren Seitenflächen 21 in dichter Packung gegeneinander anliegen und mit ihren über die Rahmenöffnung 14 nach außen überstehenden freien Stirn¬ flächen 22 eine an die Oberflächenkontur eines Werk¬ stücks 24 anpaßbare Spannfläche bilden. Innerhalb des Klemmrahmens 12 ist zusätzlich ein plattenförmiges Druckstück 26 angeordnet, das mit einem einen Betäti¬ gungshebel 28 tragenden, in einem Gewinde 30 des kurzen Klemmschenkels 16' geführten Gewindestößel 32 in Rich¬ tung des Pfeils 34 gegen die Spannstößelanordnung 20, 20' verschiebbar ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbei¬ spiel bildet der dem Druckstück 26 gegenüberliegende kurze Rahmenschenkel 16' ' ein Widerlager für die Spann¬ stößelanordnung.

Die Spannstößel 20 im Inneren der Spannstößelanordnung haben ein sechseckiges Profil und sind wabenartig so angeordnet, daß zwei ihrer Profilecken 36 nach Art ei¬ ner Pfeilspitze in Verschieberichtung 34 und entgegen der Verschieberichtung ausgerichtet sind. Die dem Druck-

stück 26 und dem als Widerlagerstück fungierenden kur¬ zen Rahmenschenkel 16' ' zugewandten Spannstößel 20' sind auf der Seite des Druckstücks bzw. des Widerlager¬ stücks abgeflacht.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, sind die Spannstößel 20, 20' unter der Einwirkung einer Druckfeder 38 quer zur Rahmenebene begrenzt um die Strecke a im Klemmrahmen 12 verschiebbar. Zu diesem Zweck weisen die Spannstößel eine rückwärtige Stufenbohrung 40 auf, in die eine Füh rungshülse 42 eingesteckt ist, die an ihrer Außenfläche einen Ringraum 44 zur Aufnahme der Druckfeder 38 be¬ grenzt und in deren zentralen Innenraum ein in eine Bohrung 46 einer rahmenfesten Stützplatte 48 eingekleb¬ ter Kopfbolzen 50 mit seinem Kopfteil 52 eingreift. Die Führungshülse 42 ist an ihrem freien Ende eingezogen und bildet dort einen Anschlag 55 für den Kopf 52 des Kopfbolzens 15 in der ausgefahrenen Endstellung des Spannstößels 20. Die Druckfeder stützt sich an ihrem einen Ende an der rahmenfesten Stützplatte 48 und an ihrem anderen Ende an einer stößelfesten Schulter 54 innerhalb der Stufenbohrung 40 ab.

Im Bereich der Stirnfläche 22 weisen die Spannstößel 20, 20' eine Kugelpfanne 53 zur Aufnahme einer um ihren Mittelpunkt 56 drehbaren Spannkugel 58 auf. An ihrem über die Öffnung der Kugelpfanne 53 überstehenden Se¬ gment weist die Spannkugel 58 eine ebene, die Stirnflä¬ che 22 bildende Abflachung auf. Zur Verbesserung der Beweglichkeit der Spannkugel und zu Reinigungszwecken

ist eine mit Druckluft beaufschlagbare Axialbohrung 60 vorgesehen, die von der Stufenbohrung 40 aus in die Ku¬ gelpfanne 52 mündet.

Zur Anpassung an die Oberflächenkontur eines einzuspan¬ nenden Werkstücks 24 werden zunächst die Formspannbacken 10 mit den Stirnflächen 22 der frei im Klemmrahmen 12 entgegen der Kraft der Druckfedern 38 verschiebbaren Druckstößel 20, 20' gegen die Werkstückoberfläche ge¬ führt. Dabei passen sich die Spannstößel 20, 20' an die Oberflächenkontur des Werkstücks 24 an (Fig. 2) . In dieser Stellung werden die Spannstößel 20, 20' sodann durch Verschieben des Druckstücks 26 über den Betäti¬ gungshebel 28 und den Gewindestößel 32 gegen die Spann¬ stößelanordnung verschoben. Dabei wird die Spannstößel¬ anordnung in Richtung Widerlager am kurzen Rahmenschen¬ kel 16' ' gedrückt. Anfänglich weisen die Spannstößel 20 ein Querspiel gegenüber den Rahmenschenkeln 18', 18' ' auf, was die Verschiebung in Richtung des Pfeils 34 erst ermöglicht. Nach dem Auftreffen auf der Widerla¬ gerfläche 16' ' wird auf die Spannstößel 20 über die schrägen Anlageflächen 21 nach Art eines Keilgetriebes zusätzlich eine Querkraft ausgeübt, die zu einer Quer¬ verschiebung der Spannstößel 20 und damit zu einer Querverspannung mit den lagen Rahmenschenkeln 18', 18' ' führt. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, nimmt die lichte Weite der Rahmenöffnung quer zu den in Verschie- berichtung 34 des Druckstücks 26 im Verlauf zwischen Druckstück 26 und Widerlagerstück 16' ' stufenförmig ab. Dadurch wird gewährleistet, daß die Querverspannung der

Spannstößel 20 vom widerlagerseitigen Ende zum druck- stückseitigen Ende hin erfolgt und dadurch eine gleich¬ mäßige Einklemmung aller Spannstößel möglich wird.

Bei den in Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsbeispie¬ len weisen die Spannstößel 20,20' eine an die Oberflä¬ chenkontur eines einzuspannenden Werkstücks 24 angepa߬ te Länge und/oder Stirnflächenkontur auf, die beispiels¬ weise durch Ausdrehen, Kopierfräsen oder Erodieren ein¬ gebracht werden kann. Damit ist es bei speziellen Spann¬ aufgaben, bei denen immer die gleichen Werkstücke mit einer ausgeprägten Oberflächenkontur gespannt werden müssen, möglich, den Stößelweg beim Anpassungsvorgang zu minimieren und eine deformationsfreie Einspannung der Werkstücke zu gewährleisten.

Bei dem in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch betätigbare Einziehvorrichtung 71 vorgesehen, mit der die Spannstößel 20, 20' in ihre in¬ nerhalb des Rahmens befindliche vorgespannte Endstel- lung einziehbar sind. Die Einziehvorrichtung umfaßt ei¬ ne Rückzugplatte 72, an der die Führungsbolzen 50 mit einer Stirnplatte 70 befestigt, vorzugsweise ange¬ schweißt sind. Die Rückzugplatte ist gegenüber der rah¬ menfesten Stützplatte unter Mitnahme der Spannstößel 20, 20' entgegen der Kraft der Druckfedern 38 um das Abstandsmaß a' verschiebbar.

Bei dem in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel

eines Formspannbackens ist eine rahmenfest eingespannte Polsterschicht 80 aus elastomerem Material, vorzugsweise aus Silikon-Gel, vorgesehen, gegen deren Oberfläche 84 die Spannstößel 20, 20' mit ihrer rückwärtigen Anlage¬ fläche 83 anliegen. Die Spannstößel weisen zusätzlich einen über die rückwärtige Anlagefläche 83 überstehen¬ den, eine Verdickung 81 aufweisenden Verankerungszapfen 85 auf, mit dem sie in eine entsprechende, randoffene Rastausnehmung der Polsterschicht 80 eingreifen.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Spannstößel 20 über eine Schraubendruckfeder 38 mit der rahmenfesten Stützplatte 48 verbunden. Die Schrau¬ bendruckfeder ist dabei mit ihren auf Block gegeneinan¬ der anliegenden Endwindungen 39 auf ein stützflächen- seitiges und ein spannflächenseitiges Gewinde 41, 43 aufgedreht und überbrückt mit ihren freien Federwindun¬ gen den Zwischenraum zwischen Spannstößel 20 und Stütz- platte 48 so, daß auch eine seitliche Verschiebung der Spannstößel beim Spannvorgang möglich ist. Bei dem Aus¬ führungsbeispiel nach Fig. 9a ist zusätzlich ein An¬ schlag- und Führungsbolzen 49 vorgesehen, der mit sei¬ ner über die Stützplatte überstehenden Partie die Schraubenfeder 38 durchdringt und in das rückwärtige Sackloch 44 des Spannstößels 20 eingreift. Der An¬ schlag- und Führungsbolzen 49 greift durch eine Gewin¬ debohrung 59 der Stützplatte hindurch und ist über den Innensechskant 51 in der Länge seines über die Stütz¬ platte 48 überstehenden Abschnitts verstellbar und mit einer Sicherungsmutter 57 an der Stützplatte 48 fixier-

bar. Die Schraubendruckfeder 38 ist dort an ihren auf Block gegeneinander anliegenden Endwindungen 39 in Aus¬ nehmungen 45 ',45' ' der Stützplatte 48 und des Stößels 20 beispielsweise mittels eines Klebstoffs fixiert.

Bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Druckstück 26 als Winkelstück ausgebildet, das je eine zu den Rahmenschenkeln 16' und 18' parallelen Win¬ kelschenkel 91, 92 aufweist und das durch Stifte 90 quer zur Verschieberichtung 34 gegen den Rahmenschenkel 18' abgestützt ist.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin¬ dung bezieht sich auf einen Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit einem Klemmrahmen 12, einer Viel¬ zahl von im Klemmrahmen angeordneten quer zur Rahmen¬ ebene parallel ausgerichteten und unabhängig voneinan¬ der verschiebbaren Spannstößeln 20, 20' und einem die Spannstößel innerhalb des Klemmrahmens 12 gegeneinan- derpressenden Klemmechanismus 26. Um eine gleichmäßige Arretierung der Spannstößel 20, 20' innerhalb des Klemmrahmens 12 zu gewährleisten, wird gemäß der Erfin¬ dung vorgeschlagen, daß die Spannstößel unter der Ein¬ wirkung des Klemmechanismus innerhalb des rechteckigen Klemmrahmens in Längs- und Querrichtung verspannt wer¬ den.