DE102022127060A1 - Device for aligning a workpiece - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Ausrichtung eines Werkstücks (12), wobei eine Arretiereinrichtung (22) der Vorrichtung (10) eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken einer Kugelkalotte (18) in der Arretiereinrichtung (22) aufweist. An der Kugelkalotte (18) befindet sich eine Werkstückaufnahme (14) zur Aufnahme eines Werkstücks (12), wobei die Werkstückaufnahme (14) gemeinsam mit der Kugelkalotte (18) verschwenkbar ist. Die Arretiereinrichtung (22) ist dazu ausgebildet, die Kugelkalotte (18) in der Arretiereinrichtung (22) zu fixieren. Zum Ausrichten des Werkstücks (12) dient ein Gegenhalter (32) der Vorrichtung (10), wobei der Gegenhalter (32) in einer Verschieberichtung (VR) zu der Werkstückaufnahme (14) hin bewegbar ist.The invention relates to a device (10) for aligning a workpiece (12), wherein a locking device (22) of the device (10) has a pivoting device for pivoting a spherical cap (18) in the locking device (22). A workpiece holder (14) for holding a workpiece (12) is located on the spherical cap (18), wherein the workpiece holder (14) can be pivoted together with the spherical cap (18). The locking device (22) is designed to fix the spherical cap (18) in the locking device (22). A counterholder (32) of the device (10) is used to align the workpiece (12), wherein the counterholder (32) can be moved in a displacement direction (VR) towards the workpiece holder (14).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung eines Werkstücks. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Ausrichtung des Werkstücks.The invention relates to a device for aligning a workpiece. The invention further relates to a method for aligning the workpiece.

Zur Ausrichtung von Werkstücken ist aus der GB 872 847 A ein Arbeitstisch mit einem halbkugelförmigen Bauteil bekannt, wobei auf dem halbkugelförmigen Bauteil ein Werkstück befestigt werden kann und das halbkugelförmige Bauteil zu seiner Ausrichtung in einem Basisbauteil verschwenkbar gelagert ist.For the alignment of workpieces, the GB 872 847 A A work table with a hemispherical component is known, wherein a workpiece can be fastened to the hemispherical component and the hemispherical component is pivotally mounted in a base component for its alignment.

Die DE 581 480 A offenbart eine Aufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, bei der zwischen einem Unterteil der Aufspannvorrichtung und einem Teil der Aufspannvorrichtung, der Spannmittel trägt, ein Kugelgelenk vorgesehen ist, um die Spannmittel auszurichten. Das Kugelgelenk weist Meridianrisse und zu den Meridianrissen senkrechte Risse auf, um die Einstellung des Kugelgelenks abzulesen.The DE 581 480 A discloses a clamping device for machine tools, in which a ball joint is provided between a lower part of the clamping device and a part of the clamping device that carries clamping means in order to align the clamping means. The ball joint has meridian cracks and cracks perpendicular to the meridian cracks in order to read the setting of the ball joint.

Die Ausrichtung der Werkstücke erfolgt mit den bekannten Vorrichtungen unter vergleichsweise hohem Aufwand.The alignment of the workpieces is carried out using the known devices with comparatively high effort.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der das Ausrichten eines Werkstücks einfach und zeitsparend erfolgen kann. Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ausrichten des Werkstücks unter Verwendung einer solchen Vorrichtung anzugeben.It is an object of the invention to provide a device with which the alignment of a workpiece can be carried out simply and in a time-saving manner. It is also an object of the invention to provide a method for aligning the workpiece using such a device.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist die Merkmale gemäß Anspruch 7 auf. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den rückbezogenen Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by a device according to claim 1. A method according to the invention has the features according to claim 7. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Die Vorrichtung zur Ausrichtung eines Werkstücks weist die folgenden Elemente auf:

• - Eine Werkstückhalterung zum Haltern des Werkstücks, wobei die Werkstückhalterung eine Werkstückaufnahme zur Anordnung des Werkstücks aufweist und die Werkstückaufnahme auf einer Kugelkalotte angeordnet oder ausgebildet ist, wobei die Kugelkalotte in einer Arretiereinrichtung zum Führen und zum Arretieren der Kugelkalotte schwenkbar gelagert ist, um mit der Werkstückaufnahme gegen die Arretiereinrichtung geneigt zu werden;
• - Einen Gegenhalter zum Anlegen an das Werkstück, der in einer Verschieberichtung zu der Werkstückaufnahme hin verschiebbar ist, wobei sich der Gegenhalter senkrecht zu der Verschieberichtung erstreckt.

The device for aligning a workpiece has the following elements:

• - A workpiece holder for holding the workpiece, wherein the workpiece holder has a workpiece holder for arranging the workpiece and the workpiece holder is arranged or formed on a spherical cap, wherein the spherical cap is pivotally mounted in a locking device for guiding and locking the spherical cap in order to be inclined with the workpiece holder against the locking device;
• - A counterholder for applying to the workpiece, which is displaceable in a displacement direction towards the workpiece holder, wherein the counterholder extends perpendicular to the displacement direction.

Der Gegenhalter kann gegen die Oberfläche des Werkstücks bewegt werden, wobei die Oberfläche des Werkstücks zu der Oberfläche des Gegenhalters hin verschwenkt wird, sodass das Werkstück an dem Gegenhalter anliegt. Insbesondere ist wenigstes eine Teilfläche der Oberfläche des Werkstücks parallel zu einer Teilfläche der Oberfläche des Gegenhalters ausgerichtet, wobei die Teilflächen aneinander anliegen. Die Schwenkbewegung des Werkstücks wird durch die schwenkbar gelagerte Kugelkalotte ermöglicht, mit der das Werkstück durch die Werkstückaufnahme verbunden ist. Ein Ausrichten des Werkstücks wird auf diese Weise vereinfacht und kann zeitsparend durchgeführt werden. Insbesondere sind zu der Ausrichtung des Werkstücks keine Stellschrauben notwendig.The counterholder can be moved against the surface of the workpiece, whereby the surface of the workpiece is pivoted towards the surface of the counterholder so that the workpiece rests against the counterholder. In particular, at least one partial surface of the surface of the workpiece is aligned parallel to a partial surface of the surface of the counterholder, whereby the partial surfaces rest against one another. The pivoting movement of the workpiece is made possible by the pivotably mounted spherical cap to which the workpiece is connected by the workpiece holder. Aligning the workpiece is simplified in this way and can be carried out in a time-saving manner. In particular, no adjusting screws are required to align the workpiece.

Das Werkstück kann in Form eines Stanzwerkzeugs ausgebildet sein. Vorzugsweise weist das Werkstück oberseitig zumindest eine Schneide auf.The workpiece can be designed in the form of a punching tool. The workpiece preferably has at least one cutting edge on the upper side.

Unter einer Kugelkalotte wird ein Kugelsegment, insbesondere ein Hohlkugelsegment, verstanden. Das Kugelsegment, insbesondere Hohlkugelsegment, ist vorzugsweise in Form eines scheibenförmigen Kugelteils ausgebildet, also eines Kugelteils, der entsteht, wenn man durch eine Kugel, insbesondere eine Hohlkugel, zwei, insbesondere parallele, Schnittebenen legt.A spherical cap is understood to mean a spherical segment, in particular a hollow spherical segment. The spherical segment, in particular a hollow spherical segment, is preferably designed in the form of a disk-shaped spherical part, i.e. a spherical part that is created when two, in particular parallel, cutting planes are placed through a sphere, in particular a hollow sphere.

Der Gegenhalter liegt bei einer vorteilhaften Ausführungsform in einer Ebene senkrecht zu der Verschieberichtung und weist eine Längsausdehnung LA in Richtung einer Längsachse und eine Querausdehnung QA in Richtung einer Querachse senkrecht zu der Längsachse auf, wobei insbesondere gilt: $$\text{LA}>=\text{QA}>=\mathrm{0,1}\times \text{LA},\text{ insbesondere LA}>=\text{QA}>=\mathrm{0,5}\times \text{LA},\text{ bevorzugt LA}=\text{QA}.$$

In an advantageous embodiment, the counterholder lies in a plane perpendicular to the direction of displacement and has a longitudinal extension LA in the direction of a longitudinal axis and a transverse extension QA in the direction of a transverse axis perpendicular to the longitudinal axis, wherein in particular: $$\text{LA}>=\text{QA}>=0.1\times \text{LA},\text{especially LA}>=\text{QA}>=0.5\times \text{LA},\text{prefers LA}=\text{QA}.$$

Durch die flächige Ausdehnung des Gegenhalters wird bei einer Bewegung des Gegenhalters gegen das Werkstück zeitgleich eine Ausrichtung des Werkstücks in Richtung der Längsachse und in Richtung der Querachse bewirkt. Dadurch ist nur ein einmaliges Anlegen des Gegenhalters an das Werkstück notwendig, um die dem Gegenhalter zugewandte Oberfläche des Werkstücks in der Ebene parallel zu der an das Werkstück anliegenden Oberfläche des Gegenhalters auszurichten. Die Ausrichtung des Werkstücks erfolgt somit zeitsparend.Due to the flat extension of the counterholder, when the counterholder is moved against the workpiece, the workpiece is simultaneously aligned in the direction of the longitudinal axis and in the direction of the transverse axis. This means that the counterholder only needs to be placed on the workpiece once in order to align the surface of the workpiece facing the counterholder in the plane parallel to the surface of the counterholder that is in contact with the workpiece. The alignment of the workpiece is therefore time-saving.

Die Werkstückaufnahme weist bei einer bevorzugten Ausgestaltung eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Werkstücks auf. Durch die Befestigungseinrichtung wird verhindert, dass das Werkstück in Folge einer Krafteinwirkung verschoben wird, wenn der Gegenhalter in Verschieberichtung gegen das Werkstück bewegt wird. Auch kann das Werkstück während weiterer Bearbeitungsprozesse nach dem Ausrichten, zum Beispiel bei einem Schleifvorgang oder einem Fräsvorgang, in der Werkstückaufnahme fest positioniert gehalten werden.In a preferred embodiment, the workpiece holder has a fastening device for fastening the workpiece. The fastening device prevents the workpiece from being displaced as a result of the application of force when the counterholder is moved against the workpiece in the direction of displacement. The workpiece can also be held firmly positioned in the workpiece holder during further machining processes after alignment, for example during a grinding process or a milling process.

Die Arretiereinrichtung weist bei einer vorteilhaften Variante Pressbacken auf. Durch Pressbacken lässt sich die Kraft, mit der die Arretiereinrichtung auf die Kugelkalotte wirkt, flexibel einstellen, um auf einfache Weise ein leichtgängiges Verschwenken der Kugelkalotte und damit des Werkstücks und eine anschließende Fixierung der Kugelkalotte nach der gewünschten Ausrichtung des Werkstücks zu ermöglichen. Pressbacken liegen flächig an der Kugelkalotte an, wodurch sie gleichzeitig auch der Führung der Kugelkalotte dienen.In an advantageous variant, the locking device has pressing jaws. The pressing jaws allow the force with which the locking device acts on the spherical cap to be flexibly adjusted in order to easily enable the spherical cap and thus the workpiece to be swiveled smoothly and then the spherical cap to be fixed in place according to the desired orientation of the workpiece. The pressing jaws lie flat against the spherical cap, which means that they also serve to guide the spherical cap.

In den Rahmen der Anmeldung fällt auch eine Variante, bei der die Arretiereinrichtung einen Schnellspanner zum Arretieren der Kugelkalotte aufweist. Durch den Schnellspanner kann die Arretiereinrichtung besonders zeitsparend und werkzeugfrei arretiert und gelöst werden.The application also includes a variant in which the locking device has a quick release for locking the ball cap. The quick release allows the locking device to be locked and released in a particularly time-saving manner and without the need for tools.

Der Schnellspanner kann einen Zuganker aufweisen, der einenends einen Exzenterhebel und anderenends eine Gegenmutter aufweist. Dabei kann die vom Exzenterhebel erzeugte hohe Zugspannung vorzugweise hohe Reibungskräfte erzeugen, sodass sich der Exzenterhebel in seiner Arretierstellung nicht von selbst löst. Die Gegenmutter kann im gelösten Zustand des Exzenterhebels von Hand justierbar sein, um den Schnellspanner so voreinzustellen, dass am Ende des Hebelweges eine ausreichende Zugspannung anliegt.The quick release can have a tension rod that has an eccentric lever at one end and a lock nut at the other. The high tensile stress generated by the eccentric lever can preferably generate high friction forces so that the eccentric lever does not release itself in its locking position. The lock nut can be manually adjustable when the eccentric lever is released in order to pre-set the quick release so that there is sufficient tensile stress at the end of the lever travel.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Unterseite der Werkstückhalterung parallel zu der dem Werkstück gegenüberliegenden Seite des Gegenhalters ausgebildet. Dadurch erstreckt sich eine an dem Gegenhalter anliegende Teilfläche der Oberfläche des Werkstücks ohne weitere Maßnahmen in horizontaler Richtung, wenn nach einer Ausrichtung des Werkstücks durch den Gegenhalter die Unterseite der Werkstückhalterung mit einer horizontalen Erstreckung auf einer Werkbank montiert wird. Bei einer solchen Ausrichtung lässt sich die Oberfläche des Werkstücks besonders leicht in weiteren Prozessschritten bearbeiten, zum Beispiel in einem Schleifvorgang oder einem Fräsvorgang.In a preferred embodiment, the underside of the workpiece holder is designed parallel to the side of the counterholder opposite the workpiece. As a result, a partial area of the surface of the workpiece that rests against the counterholder extends in a horizontal direction without any further measures if, after the workpiece has been aligned by the counterholder, the underside of the workpiece holder is mounted on a workbench with a horizontal extension. With such an alignment, the surface of the workpiece can be processed particularly easily in further process steps, for example in a grinding process or a milling process.

Ein Verfahren zum Ausrichten eines Werkstücks weist die folgenden Schritte auf:

1. a) Anordnen des Werkstücks an einer Werkstückaufnahme einer Werkstückhalterung, wobei die Werkstückaufnahme auf einer Kugelkalotte angeordnet oder ausgebildet ist, die in einer Arretiereinrichtung schwenkbar gelagert ist;
2. b) Verschieben eines Gegenhalters und der Werkstückaufnahme mit dem Werkstück relativ zueinander und parallel zu einer Verschieberichtung, wobei sich der Gegenhalter senkrecht zu der Verschieberichtung erstreckt;
3. c) Anlegen des Gegenhalters an das Werkstück unter einem Ausrichten der Oberfläche des Werkstücks parallel zu der Oberfläche des Gegenhalters;
4. d) Arretieren der Kugelkalotte in der Arretiereinrichtung.

A method for aligning a workpiece comprises the following steps:

1. a) arranging the workpiece on a workpiece holder of a workpiece holder, wherein the workpiece holder is arranged or formed on a spherical cap which is pivotally mounted in a locking device;
2. b) moving a counterholder and the workpiece holder with the workpiece relative to each other and parallel to a direction of displacement, wherein the counterholder extends perpendicular to the direction of displacement;
3. c) applying the counterholder to the workpiece while aligning the surface of the workpiece parallel to the surface of the counterholder;
4. d) Locking the ball cap in the locking device.

Die Oberfläche oder wenigstens eine Teilfläche der Oberfläche des Werkstücks wird durch das Verfahren des Gegenhalters gegen das Werkstück an dem Gegenhalter angeordnet, wobei die Teilfläche der Oberfläche des Werkstücks parallel zu einer Teilfläche der Oberfläche des Gegenhalters ausgerichtet wird. Hierfür sind keine weiteren Maßnahmen wie das Ausrichten des Werkstücks mit Stellschrauben notwendig. Dadurch erfolgt das Ausrichten des Werkstücks zeitsparend und ist einfach durchzuführen.The surface or at least a partial surface of the surface of the workpiece is arranged on the counterholder by moving the counterholder against the workpiece, whereby the partial surface of the surface of the workpiece is aligned parallel to a partial surface of the surface of the counterholder. No further measures such as aligning the workpiece with adjusting screws are necessary for this. This saves time and is easy to carry out.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Arretieren der Kugelkalotte durch einen Schnellspanner. Das Arretieren und Lösen des Schnellspanners kann besonders zeitsparend und werkzeugfrei durchgeführt werden.In an advantageous embodiment, the ball cap is locked using a quick release. Locking and releasing the quick release can be carried out particularly quickly and without the need for tools.

Bei einer bevorzugten Variante liegt der Gegenhalter in einer Ebene senkrecht zu der Verschieberichtung und weist eine Längsausdehnung LA in Richtung einer Längsachse und eine Querausdehnung QA in Richtung einer Querachse senkrecht zu der Längsachse auf, wobei insbesondere gilt: $$\text{LA}>=\text{QA}>=\mathrm{0,1}\times \text{LA},\text{ insbesondere LA}>=\text{QA}>=\mathrm{0,5}\times \text{LA},\text{ bevorzugt LA}=\text{QA}.$$

In a preferred variant, the counterholder lies in a plane perpendicular to the direction of displacement and has a longitudinal extension LA in the direction of a longitudinal axis and a transverse extension QA in the direction of a transverse axis perpendicular to the longitudinal axis, wherein in particular: $$\text{LA}>=\text{QA}>=0.1\times \text{LA},\text{especially LA}>=\text{QA}>=0.5\times \text{LA},\text{prefers LA}=\text{QA}.$$

Der Gegenhalter kann eine gerundete oder gekantete äußere Kontur aufweisen. Der Gegenhalter weist insbesondere eine ebene untere Seitenfläche auf, welche weiterhin bevorzugt parallel zu einer Unterseite der Werkstückhalterung orientiert ist.The counterholder can have a rounded or edged outer contour. The counterholder has in particular a flat lower side surface, which is further preferably oriented parallel to an underside of the workpiece holder.

Die Ausrichtung des Werkstücks erfolgt gleichzeitig entlang der Längsachse und entlang der Querachse senkrecht zu der Längsachse (und der Verschieberichtung), wodurch nur ein einmaliges Anlegen des Gegenhalters an das Werkstück zum Ausrichten des Werkstücks notwendig ist.The alignment of the workpiece takes place simultaneously along the longitudinal axis and along the transverse axis perpendicular to the longitudinal axis (and the direction of displacement), which means that the counterholder only needs to be placed on the workpiece once to align the workpiece.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung weist die nachfolgenden weiteren Schritte auf:

• e) Übertragen der Werkstückhalterung auf eine Bearbeitungsmaschine;
• f) Befestigen der Unterseite der Werkstückhalterung auf einem Bearbeitungstisch der Bearbeitungsmaschine.

An advantageous embodiment has the following further steps:

• e) transferring the workpiece holder to a processing machine;
• f) Fasten the bottom of the workpiece holder to a machining table of the processing machine.

Durch das Anlegen des Gegenhalters an das Werkstück und dem damit verbundenen Verschwenken des Werkstücks, das an der schwenkbaren Kugelkalotte befestigt ist, ist das Werkstück auf einfache und zeitsparende Weise parallel zu der Tischfläche des Bearbeitungstisches ausgerichtet. Diese Ausrichtung ist zur weiteren Bearbeitung des Werkstücks besonders geeignet, zum Beispiel im Rahmen eines Schleifvorgangs.By placing the counterholder on the workpiece and the associated pivoting of the workpiece, which is attached to the pivoting ball cap, the workpiece is aligned parallel to the table surface of the machining table in a simple and time-saving manner. This alignment is particularly suitable for further processing of the workpiece, for example as part of a grinding process.

Die Bearbeitungsmaschine kann eine Maschine zur optischen Begutachtung des Stempels sein. Die Bearbeitungsmaschine kann eine Vorrichtung zur Rauhheitsmessung sein. Die Bearbeitungsmaschine kann eine Fräse sein. Die Bearbeitungsmaschine kann eine Schleifmaschine sein.The processing machine can be a machine for optical inspection of the stamp. The processing machine can be a device for measuring roughness. The processing machine can be a milling machine. The processing machine can be a grinding machine.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention emerge from the description and the drawing. Likewise, the features mentioned above and those described below can be used individually or in combination in any desired way. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather are exemplary in nature for the description of the invention.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und ZeichnungDetailed description of the invention and drawing

• 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Ausrichtung eines Werkstücks; 1 shows a cross-section through a device for aligning a workpiece;
• 2 zeigt eine isometrische Ansicht der Vorrichtung; 2 shows an isometric view of the device;
• 3 zeigt eine isometrische Ansicht einer Werkstückhalterung der Vorrichtung; 3 shows an isometric view of a workpiece holder of the device;
• 4 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung, wobei eine obere Seitenfläche des Werkstücks an einem Gegenhalter der Vorrichtung anliegt; 4 shows a cross-section through the device, wherein an upper side surface of the workpiece rests against a counterholder of the device;
• 5 zeigt eine isometrische Ansicht einer Ausrichtstation mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 5 shows an isometric view of an alignment station with the device according to the invention.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung 10 zur Ausrichtung eines Werkstücks 12. Das Werkstück 12 weist vorzugsweise eine nach oben weisende Schneide auf. Das Werkstück 12 kann in Form eines Stanzwerkzeugs ausgebildet sein. Das Werkstück 12 ist in einer Werkstückaufnahme 14 einer Werkstückhalterung 16 der Vorrichtung 10 angeordnet, wobei die Werkstückaufnahme 14 zum Einklemmen des Werkstücks 12 ausgebildet ist (vgl. 2). 1 shows a cross section through a device 10 for aligning a workpiece 12. The workpiece 12 preferably has an upwardly facing cutting edge. The workpiece 12 can be designed in the form of a punching tool. The workpiece 12 is in a workpiece holder 14 of a work workpiece holder 16 of the device 10, wherein the workpiece holder 14 is designed to clamp the workpiece 12 (cf. 2 ).

Zum Ausrichten der Werkstückaufnahme 14 und damit des Werkstücks 12 ist die Werkstückaufnahme 14 an einer Kugelkalotte 18 befestigt. Die Kugelkalotte 18 ist in einer Arretiereinrichtung 22 schwenkbar gelagert. Ein Schaft 24, der sich durch die Kugelkalotte 18 und die Werkstückaufnahme 14 hindurch erstreckt, kann ggf. dem Positionieren des Werkstücks 12 auf der Werkstückaufnahme 14 und dem Halten des Werkstücks 12 in der Werkstückaufnahme 14 dienen. Der Schaft 24 des Werkstücks 12 weist vorliegend eine Ringnut 20 auf, welcher einer Montage des Werkstücks 12 in einer Halterung einer Bearbeitungsmaschine dient. Ferner ist es denkbar, dass entsprechende - in den Figuren nicht dargestellte - Gegenelemente der Werkstückaufnahme 14 vorgesehen sind, welche in die Ringnut 20 eingreifen und den Schaft 24 des Werkstücks 12 beispielsweise mit einer Federkraft beaufschlagen, welche den Schaft 24 in die Werkstückaufnahme 14 hineinzieht.To align the workpiece holder 14 and thus the workpiece 12, the workpiece holder 14 is attached to a spherical cap 18. The spherical cap 18 is pivotally mounted in a locking device 22. A shaft 24 which extends through the spherical cap 18 and the workpiece holder 14 can optionally be used to position the workpiece 12 on the workpiece holder 14 and to hold the workpiece 12 in the workpiece holder 14. The shaft 24 of the workpiece 12 here has an annular groove 20 which is used to mount the workpiece 12 in a holder of a processing machine. Furthermore, it is conceivable that corresponding counter elements of the workpiece holder 14 - not shown in the figures - are provided which engage in the annular groove 20 and apply a spring force to the shaft 24 of the workpiece 12, for example, which draws the shaft 24 into the workpiece holder 14.

Die Kugelkalotte 18 befindet sich in einem Innenraum 26 der Arretiereinrichtung 22, wobei die Kugelkalotte 18 gegenüber der Arretiereinrichtung 22 durch ein Schwenken oder Verschwenken geneigt werden kann. Um die Kugelkalotte 18 zu führen und in ihrer Ausrichtung zu fixieren, weist die Arretiereinrichtung 22 zwei Pressbacken 30a, 30b auf, an denen die Kugelkalotte 18 in einer gelösten Stellung der Pressbacken 30a, 30b entlang gleitet. Die Kugelkalotte 18 kann durch ein Verschwenken relativ zu der Arretiereinrichtung 22 gegen die Arretiereinrichtung 22 geneigt werden, insbesondere mit einem Neigungswinkel bis zu 10°, um so das Werkstück 12 in der Werkstückhalterung 16 ebenfalls mit einer Neigung gegenüber der Arretiereinrichtung 22 auszurichten.The spherical cap 18 is located in an interior space 26 of the locking device 22, wherein the spherical cap 18 can be tilted relative to the locking device 22 by pivoting or swiveling. In order to guide the spherical cap 18 and to fix its alignment, the locking device 22 has two pressing jaws 30a, 30b, along which the spherical cap 18 slides when the pressing jaws 30a, 30b are in a released position. The spherical cap 18 can be tilted against the locking device 22 by pivoting relative to the locking device 22, in particular with an angle of inclination of up to 10°, in order to align the workpiece 12 in the workpiece holder 16 with an inclination relative to the locking device 22.

Zur Ausrichtung des Werkstücks 12 wird ein Gegenhalter 32 der Vorrichtung 10 verwendet, der in einer Verschieberichtung VR zu dem Werkstück 12 in der Werkstückaufnahme 14 hin verschiebbar ist, um an einer oberen Seitenfläche 34 (hier in Form einer Schneide, insbesondere einer dachförmigen Schneide) des Werkstücks 12 angelegt zu werden, die dem Gegenhalter 32 zugewandt ist, vgl. 4. Der Gegenhalter 32 erstreckt sich senkrecht zu der Verschieberichtung VR.To align the workpiece 12, a counterholder 32 of the device 10 is used, which can be displaced in a displacement direction VR towards the workpiece 12 in the workpiece holder 14 in order to be placed on an upper side surface 34 (here in the form of a cutting edge, in particular a roof-shaped cutting edge) of the workpiece 12, which faces the counterholder 32, cf. 4 The counterholder 32 extends perpendicular to the displacement direction VR.

2 zeigt eine isometrische Ansicht der Vorrichtung 10 zur Ausrichtung des Werkstücks 12. Der Gegenhalter 32 ist als kreisförmige Scheibe ausgebildet. Insbesondere weist der Gegenhalter 32 damit in Richtung einer Längsachse LR senkrecht zu der Verschieberichtung eine Längsausdehnung LA auf und in Richtung einer Querachse QR, die senkrecht zu der Längsrichtung LR und zu der Verschieberichtung VR verläuft, eine Querausdehnung QA, wobei LA = QA gilt. 2 shows an isometric view of the device 10 for aligning the workpiece 12. The counterholder 32 is designed as a circular disk. In particular, the counterholder 32 has a longitudinal extension LA in the direction of a longitudinal axis LR perpendicular to the displacement direction and a transverse extension QA in the direction of a transverse axis QR, which runs perpendicular to the longitudinal direction LR and to the displacement direction VR, where LA = QA.

Durch einen Schnellspanner 36 der Arretiereinrichtung 22 können die Pressbacken 30a, 30b zeitsparend und werkzeugfrei eingestellt werden, um die Kugelkalotte 18 (siehe 1) in einer Ausrichtung zu fixieren oder zu einer Neuausrichtung freizugeben.By means of a quick release 36 of the locking device 22, the pressing jaws 30a, 30b can be adjusted in a time-saving and tool-free manner in order to press the spherical cap 18 (see 1 ) in one orientation or to release it for realignment.

Um das Werkstück 12 in der Werkstückaufnahme 14 der Werkstückhalterung 16 festzuklemmen, ist in der Werkstückaufnahme 14 eine Befestigungseinrichtung 38 in Form einer Arretierschraube 40 angeordnet.In order to clamp the workpiece 12 in the workpiece holder 14 of the workpiece holder 16, a fastening device 38 in the form of a locking screw 40 is arranged in the workpiece holder 14.

3 zeigt eine isometrische Ansicht der Werkstückhalterung 16 der Vorrichtung 10. Die Werkstückaufnahme 14 der Werkstückhalterung 16 weist ein Paar einander gegenüberliegender Vertiefungen 42a, 42b sowie einer senkrecht zu den hierzu Vertiefungen 42a, 42b orientierte Vertiefung 42c auf, in welche ein kooperierender Vorsprung 28 des Werkstücks 12 (siehe 2) eingreifen kann. Durch einen entsprechenden Eingriff eines Vorsprungs 28 des Werkstücks 12 ist eine Verdrehsicherung des Werkstücks 12 in der Werkstückaufnahme 14 realisierbar. Durch die Befestigungseinrichtung 38 in Form der Arretierschraube 40 wird das Werkstück 12 im Bereich des Schafts 24 eingeklemmt. 3 shows an isometric view of the workpiece holder 16 of the device 10. The workpiece holder 14 of the workpiece holder 16 has a pair of opposing recesses 42a, 42b and a recess 42c oriented perpendicular to the recesses 42a, 42b, into which a cooperating projection 28 of the workpiece 12 (see 2 ) can engage. By means of a corresponding engagement of a projection 28 of the workpiece 12, the workpiece 12 can be secured against rotation in the workpiece holder 14. The fastening device 38 in the form of the locking screw 40 clamps the workpiece 12 in the area of the shaft 24.

Die Werkstückhalterung 16 kann durch ein Verschwenken der Kugelkalotte 18 (siehe 1) entlang der Pressbacken 30a, 30b ausgerichtet und durch ein Anpressen der Pressbacken 30a, 30b an der Kugelkalotte 18 in einer gewünschten Ausrichtung fixiert werden. Das Anspannen und das Lösen der Pressbacken 30a, 30b erfolgt durch den Schnellspanner 36 der Arretiereinrichtung 22. In der 3 ist der Schnellspanner 36 in einer geschlossenen Stellung gezeigt, in der die Werkzeughalterung 16 in einer Ausrichtung fixiert ist.The workpiece holder 16 can be adjusted by pivoting the ball cap 18 (see 1 ) along the pressing jaws 30a, 30b and fixed in a desired alignment by pressing the pressing jaws 30a, 30b onto the spherical cap 18. The clamping and releasing of the pressing jaws 30a, 30b is carried out by the quick release 36 of the locking device 22. In the 3 the quick release 36 is shown in a closed position in which the tool holder 16 is fixed in one orientation.

4 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung 10 zur Ausrichtung des Werkstücks 12, wobei die obere Seitenfläche 34 des Werkstücks 12 an dem Gegenhalter 32 anliegt. Die an dem Gegenhalter 32 anliegende obere Seitenfläche 34 des Werkstücks 12 und eine untere Seitenfläche 42 des Gegenhalters 32 sind somit parallel zueinander ausgerichtet. Zur Ausrichtung der oberen Seitenfläche 34 des Werkstücks 12 ist das Werkstück 12 gegenüber seiner Ausgangsposition (vgl. 1) geneigt. Die Neigung des Werkstücks 12 wird durch eine Neigung der Kugelkalotte 18 gegenüber der Arretiereinrichtung 22 ermöglicht, in der die Kugelkalotte 18 schwenkbar gelagert ist. Die in der Arretiereinrichtung 22 schwenkbar gelagerte Kugelkalotte 18 und der Gegenhalter 32 bewirken somit zusammen auf einfache Weise eine erwünschte Ausrichtung des Werkstücks 12, wobei sich insbesondere die weiter zu bearbeitende obere Seitenfläche des Werkstücks 12 in horizontaler Richtung erstreckt. Insbesondere verläuft eine Unterseite 44 der Werkstückhalterung 16 parallel zu der dem Werkstück 12 gegenüberliegenden Seite 42 des Gegenhalters 32. Dadurch erstreckt sich die obere Seitenfläche 34 des Werkstücks 12 in horizontaler Richtung, wenn die Unterseite 44 der Werkstückhalterung 16 auf einer sich in horizontaler Richtung erstreckenden Arbeitsfläche 50 (siehe 5) montiert wird. Durch diese Ausrichtung wird eine Weiterbearbeitung der oberen Seitenfläche 34 des Werkstücks 12 erleichtert. Eine Weiterbearbeitung der oberen Seitenfläche 34 des Werkstücks 12 kann zum Beispiel durch ein Schleifen oder Fräsen erfolgen. 4 shows a cross section through the device 10 for aligning the workpiece 12, wherein the upper side surface 34 of the workpiece 12 rests against the counterholder 32. The upper side surface 34 of the workpiece 12 resting against the counterholder 32 and a lower side surface 42 of the counterholder 32 are thus aligned parallel to each other. To align the upper side surface 34 of the workpiece 12, the workpiece 12 is relative to its starting position (cf. 1 ). The inclination of the workpiece 12 is made possible by an inclination of the spherical cap 18 relative to the locking device 22, in which the spherical cap 18 is pivotably mounted. The spherical cap 18 pivotably mounted in the locking device 22 and the counterholder 32 thus together easily bring about a desired alignment of the workpiece 12, wherein in particular the upper side surface of the workpiece 12 to be further processed extends in the horizontal direction. In particular, an underside 44 of the workpiece holder 16 runs parallel to the side 42 of the counterholder 32 opposite the workpiece 12. As a result, the upper side surface 34 of the workpiece 12 extends in the horizontal direction when the underside 44 of the workpiece holder 16 is on a work surface 50 extending in the horizontal direction (see 5 ). This alignment facilitates further processing of the upper side surface 34 of the workpiece 12. Further processing of the upper side surface 34 of the workpiece 12 can be carried out, for example, by grinding or milling.

5 zeigt eine isometrische Ansicht einer beispielhaften Ausrichtstation 46 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Ausrichtstation 46 weist insbesondere eine Verfahreinrichtung 48 für den Gegenhalter 32 auf, um den Gegenhalter 32 zu halten und in Richtung der Werkstückhalterung 16 zu bewegen. Außerdem weist die Ausrichtstation 46 eine Arbeitsfläche 50 auf, die sich in horizontaler Richtung erstreckt und auf der die Unterseite 44 der Werkstückhalterung 16 montiert wird, um in Verbindung mit dem Gegenhalter 32 auf einfache Weise einen Verlauf (eine Ausrichtung) der oberen Seitenfläche 34 des Werkstücks 12 in horizontaler Richtung zu bewirken (siehe 4). Der Schnellspanner 36 ist hier in einer offenen Stellung gezeigt, sodass die Ausrichtung der Kugelkalotte 18 (siehe 4) und damit die Ausrichtung des Werkstücks 12 geändert werden kann. 5 shows an isometric view of an exemplary alignment station 46 with the device 10 according to the invention. The alignment station 46 has in particular a displacement device 48 for the counterholder 32 in order to hold the counterholder 32 and move it in the direction of the workpiece holder 16. In addition, the alignment station 46 has a work surface 50 which extends in the horizontal direction and on which the underside 44 of the workpiece holder 16 is mounted in order to easily effect a course (an alignment) of the upper side surface 34 of the workpiece 12 in the horizontal direction in conjunction with the counterholder 32 (see 4 ). The quick release 36 is shown here in an open position so that the alignment of the ball cap 18 (see 4 ) and thus the orientation of the workpiece 12 can be changed.

Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung eine Vorrichtung 10 zur Ausrichtung eines Werkstücks 12, wobei eine Arretiereinrichtung 22 der Vorrichtung 10 eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken einer Kugelkalotte 18 in der Arretiereinrichtung 22 aufweist. An der Kugelkalotte 18 befindet sich eine Werkstückaufnahme 14 zur Aufnahme eines Werkstücks 12, wobei die Werkstückaufnahme 14 gemeinsam mit der Kugelkalotte 18 verschwenkbar ist. Die Arretiereinrichtung 22 ist dazu ausgebildet, die Kugelkalotte 18 in der Arretiereinrichtung 22 zu fixieren. Zum Ausrichten des Werkstücks 12 dient ein Gegenhalter 32 der Vorrichtung 10, wobei der Gegenhalter 32 in einer Verschieberichtung VR zu der Werkstückaufnahme 14 hin bewegbar ist.Taking a look at all the figures in the drawing together, the invention relates to a device 10 for aligning a workpiece 12, wherein a locking device 22 of the device 10 has a pivoting device for pivoting a spherical cap 18 in the locking device 22. On the spherical cap 18 there is a workpiece holder 14 for holding a workpiece 12, wherein the workpiece holder 14 can be pivoted together with the spherical cap 18. The locking device 22 is designed to fix the spherical cap 18 in the locking device 22. A counterholder 32 of the device 10 is used to align the workpiece 12, wherein the counterholder 32 can be moved in a displacement direction VR towards the workpiece holder 14.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010

Vorrichtungcontraption

1212

Werkstückworkpiece

1414

WerkstückaufnahmeWorkpiece holder

1616

WerkstückhalterungWorkpiece holder

1818

Kugelkalottespherical cap

2020

RingnutRing groove

2222

ArretiereinrichtungLocking device

2424

Schaftshaft

2626

Innenrauminner space

2828

Vorsprunghead Start

30a, 30b30a, 30b

PressbackenPress jaws

3232

GegenhalterCounterholder

3434

obere Seitenfläche des Werkstücksupper side surface of the workpiece

3636

SchnellspannerQuick release

3838

BefestigungseinrichtungFastening device

4040

ArretierschraubeLocking screw

4242

untere Seitenflächelower side surface

4444

Unterseite der WerkstückhalterungBottom of the workpiece holder

4646

AusrichtstationAlignment station

4848

VerfahreinrichtungTraversing device

5050

Arbeitsfläche Work surface

VRVR

VerschieberichtungShift direction

LRLR

LängsachseLongitudinal axis

LALA

LängsausdehnungLongitudinal extension

QRQR

QuerachseTransverse axis

QAQA

QuerausdehnungTransverse expansion

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• GB 872847 A [0002]GB872847A [0002]
• DE 581480 A [0003]DE 581480 A [0003]

Claims (10)

Vorrichtung (10) zur Ausrichtung eines Werkstücks (12), aufweisend: - Eine Werkstückhalterung (16) zum Haltern des Werkstücks (12), wobei die Werkstückhalterung (16) eine Werkstückaufnahme (14) zur Anordnung des Werkstücks (12) aufweist und die Werkstückaufnahme (14) auf einer Kugelkalotte (18) angeordnet oder ausgebildet ist, wobei die Kugelkalotte (18) in einer Arretiereinrichtung (22) zum Führen und zum Arretieren der Kugelkalotte (18) schwenkbar gelagert ist, um mit der Werkstückaufnahme (14) gegen die Arretiereinrichtung (22) geneigt zu werden; - Einen Gegenhalter (32) zum Anlegen an das Werkstück (12), der in einer Verschieberichtung (VR) zu der Werkstückaufnahme (14) hin verschiebbar ist, wobei sich der Gegenhalter (32) senkrecht zu der Verschieberichtung (VR) erstreckt.Device (10) for aligning a workpiece (12), comprising: - A workpiece holder (16) for holding the workpiece (12), wherein the workpiece holder (16) has a workpiece receptacle (14) for arranging the workpiece (12) and the workpiece receptacle (14) is arranged or formed on a spherical cap (18), wherein the spherical cap (18) is pivotally mounted in a locking device (22) for guiding and locking the spherical cap (18) in order to be inclined with the workpiece receptacle (14) against the locking device (22); - A counterholder (32) for placing on the workpiece (12), which can be displaced in a displacement direction (VR) towards the workpiece receptacle (14), wherein the counterholder (32) extends perpendicular to the displacement direction (VR). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Gegenhalter (32) in einer Ebene senkrecht zu der Verschieberichtung (VR) liegt und eine Längsausdehnung (LA) in Richtung einer Längsachse (LR) und eine Querausdehnung (QA) in Richtung einer Querachse (QR) senkrecht zu der Längsachse (LR) aufweist, wobei insbesondere gilt: LA >= QA >= 0,1× LA, insbesondere LA >= QA >= 0,5 × LA, bevorzugt LA = QA.Device according to Claim 1 , wherein the counterholder (32) lies in a plane perpendicular to the displacement direction (VR) and has a longitudinal extension (LA) in the direction of a longitudinal axis (LR) and a transverse extension (QA) in the direction of a transverse axis (QR) perpendicular to the longitudinal axis (LR), wherein in particular: LA >= QA >= 0.1 × LA, in particular LA >= QA >= 0.5 × LA, preferably LA = QA. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Werkstückaufnahme (14) eine Befestigungseinrichtung (38) zum Befestigen des Werkstücks (12) aufweist.Device according to Claim 1 or 2 , wherein the workpiece holder (14) has a fastening device (38) for fastening the workpiece (12). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arretiereinrichtung (22) Pressbacken (30a, 30b) aufweist.Device according to one of the preceding claims, wherein the locking device (22) has pressing jaws (30a, 30b). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arretiereinrichtung (22) einen Schnellspanner (36) zum Arretieren der Kugelkalotte (18) aufweist.Device according to one of the preceding claims, wherein the locking device (22) has a quick release (36) for locking the spherical cap (18). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterseite (44) der Werkstückhalterung (16) parallel zu der dem Werkstück (12) gegenüberliegenden Seite (42) des Gegenhalters (32) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the underside (44) of the workpiece holder (16) is formed parallel to the side (42) of the counterholder (32) opposite the workpiece (12). Verfahren zum Ausrichten eines Werkstücks, aufweisend die Schritte: a) Anordnen des Werkstücks (12) an einer Werkstückaufnahme (14) einer Werkstückhalterung (16), wobei die Werkstückaufnahme (14) auf einer Kugelkalotte (18) angeordnet oder ausgebildet ist, die in einer Arretiereinrichtung (22) schwenkbar gelagert ist; b) Verschieben eines Gegenhalters (32) und der Werkstückaufnahme (14) mit dem Werkstück (12) relativ zueinander und parallel zu einer Verschieberichtung (VR), wobei sich der Gegenhalter (32) senkrecht zu der Verschieberichtung (VR) erstreckt; c) Anlegen des Gegenhalters (32) an das Werkstück (12) unter einem Ausrichten der Oberfläche (34) des Werkstücks (12) parallel zu der Oberfläche (42) des Gegenhalters (32); d) Arretieren der Kugelkalotte (18) in der Arretiereinrichtung (22).Method for aligning a workpiece, comprising the steps: a) arranging the workpiece (12) on a workpiece holder (14) of a workpiece holder (16), wherein the workpiece holder (14) is arranged or formed on a spherical cap (18) which is pivotably mounted in a locking device (22); b) moving a counterholder (32) and the workpiece holder (14) with the workpiece (12) relative to one another and parallel to a displacement direction (VR), wherein the counterholder (32) extends perpendicular to the displacement direction (VR); c) placing the counterholder (32) on the workpiece (12) while aligning the surface (34) of the workpiece (12) parallel to the surface (42) of the counterholder (32); d) locking the spherical cap (18) in the locking device (22). Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Arretieren der Kugelkalotte (18) durch einen Schnellspanner (36) erfolgt.Procedure according to Claim 7 , in which the ball cap (18) is locked by a quick release (36). Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Gegenhalter (32) in einer Ebene senkrecht zu der Verschieberichtung (VR) liegt und eine Längsausdehnung (LA) in Richtung einer Längsachse (LR) und eine Querausdehnung (QA) in Richtung einer Querachse (QR) senkrecht zu der Längsachse (LR) aufweist, wobei insbesondere gilt: $$\begin{array}{l}\text{LA}>=\text{QA}>=\mathrm{0,1}\times \text{LA},\text{ insebsondere LA}>=\text{QA}>=\mathrm{0,5}\times \text{LA},\\ \text{bevorzugt LA}=\text{QA}.\end{array}$$

Procedure according to Claim 7 or 8th , in which the counterholder (32) lies in a plane perpendicular to the displacement direction (VR) and has a longitudinal extension (LA) in the direction of a longitudinal axis (LR) and a transverse extension (QA) in the direction of a transverse axis (QR) perpendicular to the longitudinal axis (LR), wherein in particular: $$\begin{array}{l}\text{LA}>=\text{QA}>=0.1\times \text{LA},\text{especially LA}>=\text{QA}>=0.5\times \text{LA},\\ \text{prefers LA}=\text{QA}.\end{array}$$

Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, aufweisend die weiteren Schritte: e) Übertragen der Werkstückhalterung (16) auf eine Bearbeitungsmaschine; f) Befestigen der Unterseite (44) der Werkstückhalterung (16) auf einem Bearbeitungstisch der Bearbeitungsmaschine.Method according to one of the Claims 7 until 9 , comprising the further steps: e) transferring the workpiece holder (16) to a processing machine; f) fastening the underside (44) of the workpiece holder (16) to a processing table of the processing machine.

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