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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bearbeiten eines Werkstückes in
einer spanabhebenden Bearbeitungsvorrichtung, wobei das Werkstück form- und/oder kraftschlüssig in
eine Halteanordnung einsetzbar und zusammen mit der Halteanordnung
in der Bearbeitungsvorrichtung festlegbar ist.
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Anordnungen
der eingangs genannten Art sind bereits aus der
DE 10037531 C2 und der
DE 29815486 U1 sowie
der
WO 01/97707 A1 bekannt. Hier
ist für
den Rohling zur Herstellung eines Zahnersatzteiles ein Tragkörper vorgesehen
mit einer den Rohling haltenden Innenseite und mit einer in ein
Bearbeitungswerkzeug einsetzbaren Außenseite. Der Rohling soll
dabei den Tragkörper
in keiner Richtung überragen.
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Eine
andere Lösung
zur Halterung eines besonders geformten Werkstückes ist der
DE 20 2007 011 391 U1 zu entnehmen.
Hier werden rillen- oder nutenartige Führungsbahnen vorgesehen, in
welchen Befestigungsmittel verschiebbar gehalten sind.
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Aus
der
DE 10 2006
027 397 A1 ist eine gattungsgemäße Anordnung zum Bearbeiten
eines Werkstücks
in einer spanabhebenden Bearbeitungsvorrichtung bekannt. Die
DE 4436231 B4 offenbart eine
Halteanordnung für
einen Rohling, bei der der Rohling in einen Ring eingebettet oder
eingeklebt wird. Der Ring wiederum wird in das Futter einer Bearbeitungsmaschine
eingespannt. Aus der
DE 19921264
A1 ist ein Halter für
ein dentales Objekt bekannt, der eine Vorrichtung zum Ausrichten
durch optisches Vermessen und zum Befestigen des Objektes bezüglich des
Halters aufweist. Die
DE
9204892 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Einspannen von Werkstücken, die
zwei ineinander steckbare und gegen einander verdrehbare Spannteile
aufweist. Diese wiederum weisen exzentrisch zur gemeinsamen Drehachse Bohrungen
auf, in welche ein entsprechender Zylinderteil des Werkstücks einsetzbar
ist. Auch aus der
WO
02/45614 A1 ist eine Haltevorrichtung für einen Keramikrohling bekannt.
Dabei ist ein Rahmen vorgesehen, durch den der Rohling über einen
Spannadapter in der Haltevorrichtung lösbar und verrutschsicher festgelegt
wird. Die
WO 02/47573
A1 zeigt eine Haltevorrichtung für ein Präparationsmodell. Dieses weist
einen Rahmen mit Bohrungen auf, in denen in axialer Richtung verschiebbare
Haltestifte arretiert sind.
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Die
vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, an einer Halteanordnung
der eingangs genannten Art Werkstücke exakt zu positionieren, wobei
zusätzlich
eine wesentliche Zeit- und Materialersparnis das Ergebnis sein soll.
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Erfindungsgemäß gelingt
dies bei einer gattungsgemäßen Anordnung
dadurch, dass die Halteanordnung zumindest eine Ausnehmung aufweist,
wobei vom Rand dieser mindestens einen Ausnehmung nach innen frei
auskragende Nasen, Stege oder Vorsprünge ausgebildet sind oder von
dieser mindestens einen Ausnehmung nach außen gerichtete Vertiefungen
oder Nuten vorgesehen sind oder die Ausnehmung unrund oder mehreckig
ausführt
ist, dass eine Positionierhilfe mit im Querschnitt im Wesentlichen
der oder einer der Ausnehmung(en) entsprechender Ausgestaltung vorgesehen
ist, welche zu den Nasen, Stegen oder Vorsprüngen korrespondierende Vertiefungen
oder Nuten aufweist oder zu den nach außen gerichteten Vertiefungen
oder Nuten korrespondierende radial frei auskragende Nasen, Stege
oder Vorsprünge
aufweist oder mit einer zur Querschnittsform der Ausnehmung korrespondierenden Querschnittsform
ausgebildet ist, wobei die Positionierhilfe durch Einsetzen in die
Halteanordnung kraft- und/oder formschlüssig mit dieser verbunden oder verbindbar
ist, und dass das Werkstück
kraft- und/oder formschlüssig
in eine an der Stirnseite der Positionierhilfe ausgebildete Ausnehmung
eingesetzt oder einsetzbar ist.
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Durch
diese erfindungsgemäßen Maßnahmen
kann ein Werkstück
oder können
Werkstücke exakt
zu der Halteanordnung ausgerichtet fixiert werden. Außer dem ist
es möglich
geworden, Halteanordnungen vorzufertigen und mittels einer Positionierhilfe
Werkstücke
mit einer angepassten, reduzierten Rohlingsgröße einzusetzen. Es können also
z. B. modellierte Kronen schnell und einfach fixiert werden. Die
Rohlinge für
die Werkstücke
können
bereits den durchschnittlichen Maßen z. B. von Front- und Schneidezahnkronen
entsprechen. Dadurch ergeben sich wesentlich geringere Materialverluste
und deutlich verkürzte
Fräszeiten.
Die Schrupparbeit wird reduziert und damit ergibt sich auch ein
verringerter Werkzeugverschleiß.
Es kann damit auch eine höhere
Absaugeffizienz erzielt werden, weil wesentlich weniger Staubentwicklung
erfolgt. Insgesamt ist auch der Materialaufwand und damit der Kostenaufwand für die Rohlinge
wesentlich geringer.
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Es
bedarf also lediglich vorgefertigter Halteanordnungen und zusätzlicher
Positionierhilfen. Die Halteanordnungen müssen nicht mehr vom Zahntechniker
komplett händisch
ausgefräst
werden. Die Ausnehmungen für
die Platzierung der Werkstücke (z.
B. Kronen) sind bereits vorgegeben. Allein durch Zusammenstecken
von Halteanordnung und Positionierhilfe kann eine lagerichtige Positionierung
des Werkstückes
erreicht werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Halteanordnung wenigstens zwei Ausnehmungen
mit nach innen frei auskragenden Nasen, Stegen oder Vorsprüngen aufweist.
Es könnten
natürlich
auch mehr als zwei Ausnehmungen sein, jedoch hat sich aufgrund der üblichen
Größenverhältnisse
bei solchen Halteanordnungen und aufgrund der Gegebenheiten bei
Kopierfräseinrichtungen
insbesondere in der Dentaltechnik der Einsatz von nur zwei Werkstücken pro
Halteanordnung als optimal erwiesen.
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Eine
einfache Ausgestaltung sieht vor, dass die Positionierhilfe im Wesentlichen
zylindrisch oder prismaförmig
ausgebildet ist und etwa mittig bezogen auf deren Länge einen
als Anschlag wirkenden, vorzugsweise umlaufend vorstehenden Bund
aufweist. Es ist dadurch immer die gleiche axiale Lage der Positionierhilfe
in der Halteanordnung gewährleistet.
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Eine
weitere Ausführungsvariante
sieht vor, dass die Positionierhilfe an ihren beiden Stirnseiten jeweils
eine Ausnehmung zum Einsetzen eines Werkstückes aufweist, wobei die Ausnehmungen verschiedene
Durchmesser oder Querschnittsformen und gegebenenfalls verschiedene
Tiefe aufweisen. Es können
dadurch zumindest zwei verschiedene Durchmesserbereiche von Werkstücken mit
einer Positionierhilfe eingesetzt werden. Es muss dann lediglich
die Positionierhilfe mit der einen oder der anderen Stirnseite voraus
in die Ausnehmung an der Halteanordnung eingeschoben werden.
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Damit
das Werkstück
auch starken Beanspruchungen bei der Bearbeitung standhalten kann, wird
vorgesehen, dass die Halteanordnung und die Positionierhilfe und/oder
die Positionierhilfe und das Werkstück miteinander verklebt sind.
Damit ist eine schnelle und sichere Fixierung möglich.
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Eine
andere Ausgestaltungsmöglichkeit
ergibt sich dann, wenn die Halteanordnung und die Positionierhilfe
und/oder die Positionierhilfe und das Werkstück miteinander verschweißt sind.
Dies ist insbesondere dann eine einfache Möglichkeit, wenn z. B. sowohl
die Halteanordnung als auch die Positionierhilfe aus Kunststoff
gefertigt sind.
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Im
Rahmen der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass bei Einsatz
in einem Kopierfräsgerät sowohl
das Werkstück
als auch ein abzutastendes Modell in eine Halteanordnung eingesetzt
sind. Es können
also sowohl modellseitig als auch werkstückseitig die gleichen Halteanordnungen
und Positionierhilfen eingesetzt werden.
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Eine
konstruktiv einfache Anordnung sieht vor, dass die Halteanordnung
als zumindest teilweise das Werkstück umschließender Rahmen ausgebildet ist.
Es ist dadurch zusammen mit der Positionierhilfe eine stabile Einheit
zu schaffen.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Halteanordnung in einen Spannrahmen
der spanabhebenden Bearbeitungsvorrichtung einsetzbar und gegenüber die sem
mittels einer Klemmvorrichtung fixierbar ist. Es ist also auch die
Montage in der Bearbeitungsvorrichtung einfach durchführbar.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung
noch näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Halteanordnung mit eingesetzter Positionierhilfe samt Werkstück in Schrägsicht;
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2 eine
Draufsicht auf eine Halteanordnung;
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3 eine
Seitenansicht einer Halteanordnung;
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4 eine
Ansicht einer Stirnseite einer Positionierhilfe;
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5 einen
Schnitt nach der Linie V-V in 4;
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6 eine
Ansicht der gegenüberliegenden Stirnseite
einer Positionierhilfe;
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7 einen
Schnitt nach der Linie VII-VII in 1;
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8 einen
Schnitt nach der Linie VIII-VIII in 1.
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9 eine
in einen Spannrahmen einer Bearbeitungsvorrichtung eingesetzte Halteanordnung zur
Aufnahme eines Werkstückes
samt Positionierhilfe.
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Bei
der Bearbeitung von Werkstücken
aus insbesondere weicheren Werkstoffen, die nachträglich, also
nach der Bearbeitung einer Härtung
oder Sinterung unterzogen werden, ergeben sich vielfach Probleme
beim Einsetzen in den Bearbeitungsvorrichtungen. Es kann in der
Regel nicht allzu großer Anpressdruck
zum Einspannen ausgeübt
werden und ferner ist ein exaktes Einsetzen Bedingung für eine Bearbeitung
in kleinen Toleranzgrenzen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung
zum Bearbeiten eines Werkstückes 1 in
einer spanabhebenden Bearbeitungsvorrichtung ist das Werkstück 1 form- und/oder kraftschlüssig in
eine Halteanordnung 2 einsetzbar und zusammen mit der Halteanordnung 2 in
der Bearbeitungsvorrichtung festlegbar, wobei die Halteanordnung 2 als
zumindest teilweise das Werkstück 1 umschließender Rahmen
ausgebildet ist.
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Die
Halteanordnung 2 weist zumindest eine Ausnehmung 3, 4 auf,
wobei vom Rand 5 dieser Ausnehmung 3, 4 nach
innen frei auskragende Nasen, Stege 6, Vorsprünge od.
dgl. ausgebildet sind. Ferner ist eine Positionierhilfe 7 mit
im Querschnitt im Wesentlichen einer Ausnehmung 3, 4 entsprechender Ausgestaltung
vorgesehen, welche zu den Nasen, Stegen 6, Vorsprüngen od.
dgl. korrespondierende Vertiefungen, Nuten 8 od. dgl. aufweist.
Vorteilhaft weist die Halteanordnung 2 wenigstens zwei
Ausnehmungen 3, 4 mit nach innen frei auskragenden Nasen,
Stegen 6, Vorsprüngen
od. dgl. auf.
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Es
ist auch denkbar, die Ausnehmung 3, 4 unrund oder
mehreckig auszuführen
oder mit einer zur Querschnittsform der Ausnehmung 3, 4 korrespondierenden
Querschnittsform auszubilden.
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Die
Positionierhilfe 7 ist durch Einsetzen in die Halteanordnung 2 kraft- und/oder formschlüssig mit
dieser verbunden oder verbindbar. Das Werkstück 1 ist wiederum
kraft- und/oder formschlüssig
in eine an der Stirnseite 9 und/oder 10 der Positionierhilfe 7 ausgebildete
Ausnehmung 11 bzw. 12 eingesetzt oder einsetzbar.
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Im
Rahmen der Erfindung ist auch eine andere Konstruktion möglich, indem
dann von den Ausnehmungen 3, 4 in der Halteanordnung 2 nach
außen gerichtete
Vertiefungen, Nuten od. dgl. vorgesehen sind und die Positionierhilfe
korrespondierend dazu mit radial frei auskragenden Nasen, Stegen,
Vorsprüngen
od. dgl. ausgebildet ist.
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Die
Positionierhilfe 7 ist im Wesentlichen zylindrisch oder
prismaförmig
ausgebildet und weist etwa mittig bezogen auf deren Länge einen
als Anschlag 13, 14 wirkenden, vorzugsweise umlaufend vorstehenden
Bund 15 auf.
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Die
Positionierhilfe 7 weist vorteilhaft von ihren beiden Stirnseiten 9, 10 ausgehend
jeweils eine Ausnehmung 11, 12 zum Einsetzen eines
Werkstückes 1 auf.
Die Ausnehmungen 11, 12 weisen verschiedene Durchmesser
D1, D2 oder verschiedene Querschnittsformen und gegebenenfalls verschiedene
Tiefe auf.
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Die
Innenmaße
der Ausnehmungen 11, 12 in der Positionierhilfe 7 entsprechen
genau den Rohlingmaßen
mit entsprechender Vergrößerung,
so dass aufgrund des Einsetzens des Modells in die Positionierhilfe 7 sofort
erkannt werden kann, ob diese auch in den korrespondierenden Rohling
passt. So kann auch die Auswahl des optimalen Rohlings (Rohlingsvolumen)
erfolgen, wenn unterschiedliche Größen vorliegen. Damit wird dann
die Fräsarbeit
minimiert.
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Die
Geometrie der Halteanordnung 2, der Stege 6 und
der Positionierhilfe 7 ist so gewählt, dass die Bearbeitung ohne
Schruppvorgang zirkulär
erfolgen kann, und man somit gleich an die Oberflächenkontur
des Modells gelangt.
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Um
nach dem Zusammenstecken der Teile eine feste Verbindung zu gewährleisten,
werden die Halteanordnung 2 und die Positionierhilfe 7 und/oder die
Positionierhilfe 7 und das Werkstück 1 miteinander verklebt.
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Denkbar
wäre es
aber auch, die Halteanordnung 2 und die Positionierhilfe 7 und/oder
die Positionierhilfe 7 und das Werkstück 1 miteinander zu
verschweißen.
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Gerade
bei Einsatz in einem Kopierfräsgerät sind sowohl
das Werkstück 1 als
auch ein abzutastendes Modell in eine Halteanordnung 2 eingesetzt.
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Wie
der 9 entnommen werden kann, ist das Werkstück 1 samt
Halteanordnung 2 mittels einer Klemmvorrichtung 16 fest
und unverschiebbar in einem Spannrahmen 17 angeordnet.
In die spanabhebende Bearbeitungsvorrichtung kann dann der Spannrahmen 17 eingesetzt
werden. In einer vorzugsweise mittigen Ausnehmung 18 sind
eine Vielzahl von nach innen frei auskragenden Stützteilen 19 und
Aufnahmeteilen 20 vorgesehen. Die Aufnahmeteile 20 weisen
etwa mittig einen Schlitz auf, in welchen der eine Rand der Halteanordnung 2 eingeschoben
werden kann. Der weitere Randabschnitt der Halteanordnung 2 liegt
lediglich auf den Stützteilen 19 auf.
Nach dem Verdrehen der Klemmvor richtung 16 wird auch der
gegenüberliegende
Rand fest eingespannt, worauf dann die Bearbeitung beginnen kann.
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Bei
Einsatz in einem Kopierfräsgerät wird sowohl
das Werkstück 1 als
auch ein abzutastendes Modell – welches
hier nicht gezeigt ist – in
eine Halteanordnung 2 eingesetzt. Die Haltestege des Modells
entsprechen von der Position bei der Übertragung genau den Haltestegen
des Rohlings, so dass diese bei der Bearbeitung nicht stören.
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Bei
einer besonderen Ausgestaltung eines Kopierfräsgerätes sind an einem von Armen
und Hebeln gebildeten Pantographen eine Abtasteinheit und eine Fräseinheit
angeordnet. Mit einem Kopierfräsgerät sollen
insbesondere Werkstücke
aus keramischen Werkstoffen für
die Dentaltechnik bearbeitet werden. Dabei ist besonders Zirkoniumdioxid
vorgesehen. Zirkoniumdioxid oder Aluminiumoxid dient beim Kopierfräsen als
Grundbearbeitungswerkstoff im teilgesinterten Zustand, der so genannte
Weißling. Der
Werkstoff lässt
sich in diesem Zustand leicht ver- und bearbeiten.
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Die
Halteanordnung 2 selbst kann als Kunststoff oder Metallteil,
beispielsweise Druckgussteil oder aber auch aus Holz oder anderen
Materialien gefertigt sein. Es muss nur die erforderliche Steifigkeit
für den
entsprechenden Bearbeitungsvorgang gewährleistet sein.
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Die
Halteanordnung 2 für
das Werkstück 1 kann
jede beliebige Form haben. In Draufsicht kann die Halteanordnung 2 also
oval, kreisförmig,
quadratisch, rechteckig, dreieckig, sechs- oder achteckig ausgeführt sein
oder jede andere beliebige Form aufweisen.
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- 1
- Werkstück
- 2
- Halteanordnung
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Ausnehmung
- 5
- Rand
- 6
- Stege
- 7
- Positionierhilfe
- 8
- Nuten
- 9
- Stirnseite
- 10
- Stirnseite
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Anschlag
- 14
- Anschlag
- 15
- Bund
- 16
- Klemmvorrichtung
- 17
- Spannrahmen
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Stützteile
- 20
- Aufnahmeteile
- D1
- Durchmesser
- D2
- Durchmesser