DE102010013053B3

DE102010013053B3 - Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE102010013053B3
Application number: DE201010013053
Authority: DE
Inventors: Michael Franzki
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-25

Abstract

Bei Bohr-/Fräsbearbeitungszentren in vereinfachter Bauweise entfällt die Erzeugung und Anwendung von Hydrauliköl. Damit entfällt auch die Nutzung von durch die Werkzeugmaschinen bereitgestellten Drucköl für Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtungen, die auf diesen Werkzeugmaschinen zur Anwendung kommen. Dies erfordert die Ausbildung und Anordnung einer hydraulischen Eigenversorgung an den Werkstück-Spannvorrichtungen selbst. Die Bereitstellung von Hydraulik-Drucköl durch Hydraulikpumpen und die Versorgung mit elektrischen Strom für den Pumpenantrieb und die Sensoren sind in den Werkstückaufspannkörpern und in den Maschinenpaletten raumsparend integriert. Das Anwendungsgebiet sind hydraulische Werkstück-Spannvorrichtungen mit intelligenter sensorischer Ausstattung.

Description

Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten hydraulischen Werkstückspannvorrichtung aus.
Eine wiederholgenaue und rationell spanende industrielle Fertigung von Werkstücken in größeren Stückzahlen auf Bohr-/Fräsbearbeitungszentren bedingt, insbesondere bei einer effektiven Mehrstückspannung eine Werkstück-Spannvorrichtung, die als ein Hydraulik-Spannsystem ausgebildet ist.
Stand der Technik ist, dass die durch elektromotorisch bestätigte Pumpen realisierte hydraulische Leistungsmedienversorgung für die Funktionsbaugruppen in der hydraulischen Werkstück-Spannvorrichtung durch Komponenten für Druckölerzeugung, -verteilung und -zuführung an bzw. unter die Spannvorrichtung in den Bohr-/Fräsbearbeitungszentren und in den Maschinentischen integriert und installiert sind. An der jeweiligen Schnittstelle des Bohr-/Fräsbearbeitungszentrums und der hydraulischen Spannvorrichtung ist eine Drehdurchführung als Kupplungssystem zwischen beiden vorgesehen, die in einem als Maschinenpalette bezeichneten Adaptermodul aufgenommen ist und so die Druckölbereitstellung für die Werkstückspannung in der Vorrichtung realisiert.
Beispielhaft ist aus DE 4108545 02 eine als Hydraulik-Spannpalette bezeichnete Maschinenpalette bekannt, in deren hohl ausgebildeten Palettenkörper die Versorgungs-, die Abführungsleitungen, die Funktionssteuerungs- und die Verteileinrichtungen für das zu- und abzuleitende Drucköl, welches für die hydraulisch betätigten auf der oberen Auflage- und Aufspannfläche der Hydraulik-Spannpalette angeordneten Module für die Werkstückspannung benötigt wird, angeordnet sind. Aber auch bei dieser Lösung muss die Druckölerzeugung in einem Bohr-/Fräsbearbeitungszentrum erfolgen und durch in dessen Maschinentisch integrierte Leitungssysteme über entsprechende Kupplungselemente eine Zu- und Ableitung zu und weg von der Maschinenpalette erfolgen.
Aus DE 102 18 188 C1 und DE 299 22 068 U1 sind auch intelligente unter Nutzung von Werkstück- und Vorrichtungsdaten steuerbare Werkstück-Spannvorrichtungen bekannt, wobei die Werkstücke ebenfalls mit Spannmodulen, für deren hydraulische Betätigung mit Drucköl versorgt, gespannt sind. Die Druckölversorgung erfolgt auch hierbei von dem Bohr-/Fräsbearbeitungszentrum aus über Leitungssysteme und Kupplungselemente über die Maschinenpalette, als Adaptermodul zwischen Bearbeitungszentrum und hydraulischer Werkstück-Spannvorrichtung.
Nachteilig ist, dass diese hydraulischen Werkstück-Spannvorrichtungen, mit denen eine effektive Mehrstück-Spannung einerseits und eine intelligente Informationsdatenerfassung und -nutzung andererseits möglich ist, nur auf bestimmten hochwertigen mit einer aufwendigen Hydraulik-Druckölversorgung ausgestatteten Bohr-/Fräsbearbeitungszentren bzw. auf entsprechenden Fertigungssystemen anwendbar sind. Bei bestimmten Bohr-/Fräsbearbeitungszentren in kostengünstiger vereinfachter Bauweise ist die Erzeugung und Anwendung von Hydrauliköl nicht bzw. nicht mehr vorgesehen.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung so auszubilden und mit Hydraulik-Drucköl zu versorgen, dass eine von Bohr-/Fräsbearbeitungszentren oder von anderen einfachstrukturierten Werkzeugmaschinen oder Kompaktmaschinen unabhängige Hydraulik-Druckölversorgung realisierbar ist.
Das Problem wird durch den Gegenstand nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Maschinenpalette, auf der der Werkstückaufspannkörper angeordnet ist, ist als ein Hohlkörper ausgebildet. In diesem sind eine Hydraulikpumpe, ein Generator für die Stromversorgung von Sensoren, ein Hydrauliktank und Wegeventile angeordnet und miteinander funktions- sowie leitungsverbunden.
Im Maschinentisch des Bohr-/Fräsbearbeitungszentrums sind Stromversorgungsleitungen für in den Rundtisch aufgenommene elektrische Hubmagnete zur Betätigung von Wegeventilen angeordnet.
Die weiteren Erfindungsausgestaltungen, die im Patentanspruch 2 angegeben sind, betreffen die Anordnung von Hydraulikleitungen für die Spannstellen sowie die alternative oder ergänzende Anordnung von Hydrauliktanks in Hohlräumen des Werkstückaufspannkörpers und ihre druckdichte Leitungsverbindung miteinander.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 3 vereinfacht dargestellt und wird im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert:
1 eine Vorderansicht als Außenansicht
2 eine Vorderansicht mit Darstellung der funktionsbestimmenden Komponenten im Teilschnitt
3 eine Teilansicht des Segmentes A nach 2
Die in 1 dargestellte hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung besteht aus den wesentlichen Einzelkomponenten Maschinenpalette 1, Werkstückaufspannkörper 2, Rundtisch 3 und den starr ausgebildeten Maschinentisch 4, die übereinander und aufliegend miteinander verbunden sind. Über die senkrechte Mittenachse 3.1 des als Teilgerät ausgebildeten Rundtisches 3 sind die Maschinenpalette 1 und auf ihr der Werkstückaufspannkörper 2 in Teilschritten schwenkbar angeordnet. Die Spannvorrichtung selbst ist für eine intelligente Werkstückspannung ausgelegt. An jeder der vier Seiten des Werkstückaufspannkörpers 2 ist je ein Werkstück 2.2, an Anlagekomponenten anliegend, mit hydraulischen Spannkomponenten an den Spannstellen 2.1 positioniert und gespannt. Diese realisierten Werkstück-Positionen sind mittels der Sensoren 2.3 an den Spann- und Messstellen gegenüber Soll- oder Vorgabe-Werten feststell-, vergleich- und kontrollierbar.
Aus 2 ist beispielhaft ableitbar, dass im Maschinentisch 4 nur der elektromotorische Antrieb 4.1 und die Antriebswelle 4.2, für die darüber in der Maschinenpalette 1 angeordneten Hydraulikpumpe 1.1 und alle elektrischen Versorgungsleitungen, in 2 nicht dargestellt, angeordnet sind. Entlang der senkrechten Mittenachse 3.1 und der senkrechten Antriebswelle 4.2 nach oben verlaufend, schließen sich die in den Maschinenpalette 1 eingehaust angeordneten Komponenten Kupplung 1.5, Hydraulikpumpe 1.1 und Generator 1.4 an. Die Hydraulikpumpe 1.1 steht über Druckleitungen mit einem im Werkstückaufspannkörper 2 angeordneten Hydrauliktank 1.2 mit den Spannstellen 2.1 für die Spannung, der Werkstücke 2.2 am Werkstückaufspannkörper 2 und den, in 2 nicht dargestellten, mechanisch oder elektromagnetisch bestätigten Ventilen 1.3 in Funktions- und Leitungsverbindung. Durch den von der Hydraulikpumpe 1.1 angetriebenen Generator 1.4 erfolgt die Stromversorgung der Sensoren 2.3 an den Spann- und Messstellen des Werkstückaufspannkörpers 2. Die Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung verfügt damit über eine raumsparende Ausbildung und Steuerung einer hydraulischen Eigenversorgung.
Die Teilansicht in 3 betrifft die Anordnung eines der vorrichtungszugehörigen Wegeventile 1.3 für die Drucköl-Zuführungen von der Hydraulikpumpe 1.1 hin zu den hydraulischen Spannkomponenten an den Spannstellen 2.1 und von diesen zurück zum Hydrauliktank 1.2. Das Ventil befindet sich an der Schnittstelle von Maschinenpalette 1 und Maschinentisch 4 und wird durch einen elektrischen Hubmagnet 3.2 betätigt.
Bezugszeichenliste

1: Maschinenpalette
1.1: Hydraulikpumpe
1.2: Hydrauliktank
1.3: (mechanisch oder elektromagnetisch betätigte) Wegeventile
1.4: Generator
1.5: Kupplung
2: Werkstückaufspannkörper
2.1: Spannstellen
2.2: Werkstücke
2.3: Sensoren
3: Rundtisch
3.1: senkrechte Mittenachse von 3
3.2: elektrische Hubmagnete
4: Maschinentisch
4.1: elektromotorischer Antrieb
4.2: Antriebswelle von 4.1

Claims

Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung, die aus den übereinander angeordneten und aufliegenden Einzelmodulen • Werkstückaufspannkörper (2) und • Maschinenpalette (1) die auf einem um eine senkrechte Mittenachse (3.1) in Teilschritten beweglichen • Rundtisch (3) und einem mit diesem verbundenen starren • Maschinentisch eines Bohr-/Fräsbearbeitungszentrums besteht und für intelligente Werkstückspannung nutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenpalette (1) als ein Hohlkörper ausgebildet ist, in dem eine Hydraulikpumpe (1.1), ein Generator (1.4) für die Stromversorgung von Sensoren (2.3) an den Messstellen von Werkstücklage- und Werkstücktemperatur-Änderungen und Werkstück-Verformungen an den Spannstellen und Messstellen des Werkstückaufspannkörpers (2) und mechanisch oder elektromagnetisch betätigte Wegeventile (1.3) miteinander funktions- und leitungsverbunden, angeordnet sind und dass im Maschinentisch (4) Stromversorgungsleitungen, ein elektromotorischer Antrieb (4.1), welcher über seine Antriebswelle (4.2) und eine Kupplung (1.5) mit der Hydraulikpumpe (1.1) in der Maschinenpalette (1) funktionsverbunden ist und Stromversorgungsleitungen für im Rundtisch (3) aufgenommene elektrische Hubmagnete (3.2), an den Wegeventilen (1.3) anliegend, angeordnet sind.
Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Spannstellen (2.1) für die Werkstücke (2.2) über in Hohlräumen des Werkstückaufspannkörpers (2) angeordnete Hydraulikleitungen und alternativ oder ergänzend angeordnete Hydrauliktanks (1.2) mit der Hydraulikpumpe (1.1) in der Maschinenpalette (1) druckdicht verbunden sind.