DE19705687C2 - Verfahren zur hochgenauen Herstellung von Werkstückplatten, insbesondere zur hochgenauen Bearbeitung von Vorder- und Rückseite von Werkstückplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hochgenauen Herstellung von Werkstückplatten, insbesondere zur hochgenauen Bearbeitung von Vorder- und Rückseite von Werkstückplatten gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie eine Verankerung für einen Einzugsnippel an einer Werkstückplatte gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.

Diese Werkstückplatten werden zur Herstellung von Stanz-, Schnitt-, Biege-, Spritz- und Druckgußerzeugnissen verwendet. Bei derartigen Werkstückplatten, die hochgenau bearbeitet werden müssen, um später in der Herstellung oben genannter Erzeugnisse eingesetzt zu werden, besteht das Problem, daß eine hochgenaue Bearbeitung mit den bisherigen Maßnahmen nach dem Stand der Technik nicht ohne weiteres gelingt. In einer derartigen Werkstückplatte müssen mehrere Paßbohrungen angebracht werden, die z. B. dazu dienen, daß entsprechende Säulenführungen geschaffen werden, um diese Werkstückplatte im fertig bearbeiteten Zustand als Spritzguß- oder Stanzwerkzeug zu verwenden. Bei der Bearbeitung derartiger Werkstückplatten war es bisher bekannt, eine Reihe von Bohrungen auf der einen Seite anzubringen, die auch als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein konnten, wobei in der Regel die Werkstückplatte an zwei nebeneinander- oder gegenüberliegenden Kanten eingespannt wurde. Es konnte mit dieser Maßnahme lediglich die Oberseite der Werkstückplatte hochgenau bearbeitet werden, und auch die Durchgangsbohrungen konnten angebracht werden.

Zur Bearbeitung der Unterseite der Werkstückplatte mußte diese ausgespannt werden, umgedreht und erneut eingespannt werden. Hier bestand nun der Nachteil, daß man wegen des Umspannens dieser Werkstückplatte nicht mehr die genaue Zentrierung an den vorherigen Anschlägen fand und hierdurch gewisse Ungenauigkeiten entstanden.

Weiter bestand der Nachteil bei den herkömmlichen Herstellungsverfahren, daß die vorher an einer Maschine vorgenommene Einspannung nicht auf die folgende Bearbeitungsmaschine übertragen werden konnte. Wenn beispielsweise die Werkstückplatte durch entsprechende Fräswerkzeuge bearbeitet wurde, wurden mit Hilfe einer ersten Einspannung auf der Fräsmaschine die entsprechenden Ausfräsungen angebracht. Nachfolgend muß aber dann die so halb hergestellte Werkstückplatte z. B. mit entsprechenden Bohrungen versehen werden, wozu die gesamte Werkstückplatte auf eine Bohrmaschine übertragen wurde, an der eine andere Halterung und Zentrierung stattfindet. In jeder Maschine, auf der ein anderer Bearbeitungsvorgang stattfindet, muß daher ein erneutes Ausrichten stattfinden, was mit der Einbringung von Fehlern verbunden ist und zudem zeitaufwendig und kostenaufwendig ist.

Mit der DE 43 41 743 A1 ist eine Aufspannplatte für eine Spannvorrichtung mit Einzugsnippel und ein Verfahren zur Herstellung der Aufspannplatte bekannt geworden. In die Aufspannplatte werden zunächst zueinander ausgerichtete Durchgangsbohrungen, auch in Form von Stufenbohrungen, eingebracht. Danach werden nur von einer Seite her die Einzugsnippel in die Durchgangsbohrungen eingebracht, und über je eine Gewindestange entweder mit einer konischen Spreizbüchse oder mit einer Bundbüchse, welche von der anderen Seite her in die Durchgangsbohrung eingebracht wurden, verbunden.

Nachteil hierbei ist, daß nur eine einseitige Bearbeitung der Aufspannplatte möglich ist, da die Einzugsnippel ja nur auf einer Seite vorgesehen sind. Eine Wendebearbeitung der Aufspannplatte auf zwei Seiten ist also nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein zu bearbeitendes Teil, insbesondere eine Werkstückplatte oder ein anderes Teil, nicht bei verschiedenen Bearbeitungsmaschinen neu ausgerichtet werden muß und daher mit wesentlich höherer Genauigkeit bearbeitet werden kann, sowie eine effektive Verankerung für Einzugsnippel zur fehlerlosen Aufnahme einer Werkstückplatte in einer Bearbeitungsmaschine vorzusehen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist das Verfahren durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet und die Lösung der Verankerung für einen Einzugsnippel ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 7. Weitergehende Ausbildungen des Verfahrens und der Verankerung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Wesentliches Merkmal des Verfahrens ist, daß in der Werkstückplatte mindestens zwei voneinander beabstandete Durchgangsbohrungen angebracht werden, in welchen Durchgangsbohrungen jeweils mindestens ein Einzugsnippel verankert wird. Hierbei erfolgt das Anbringen der Einzugsnippel in den Durchgangsbohrungen derart, daß die Einzugsnippel sowohl an der Vorderseite, als auch an der Rückseite der Werkstückplatte angeordnet sind.

Dabei ist dieser Einzugsnippel Teil eines Schnellspannverschlusses, welcher Schnellspannverschluß auf dem jeweiligen Maschinenbett der jeweiligen Bearbeitungsmaschine fest angeordnet ist. Der Einzugsnippel steht bevorzugt senkrecht zur Werkstückplatte.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich also der Vorteil, daß die Werkstückplatte von vorn herein zwecks Bearbeitung mit hochgenauen Durchgangsbohrungen versehen wird und daß in jeder Durchgangsbohrung mindestens ein zu einer Seite der Werkstückplatte weisender und mit seiner Längsachse senkrecht zur Ebene der Werkstückplatte angeordneter Einzugsnippel angeordnet ist. Diese Ausführung reicht aus, die Werkstückplatte von einer einzigen Richtung zu bearbeiten, z. B. von der Vorderseite.

Wird es hingegen gewünscht, die Werkstückplatte von beiden Richtungen zu bearbeiten, d. h. von der Vorder- und von der Rückseite, dann ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Einzugsnippel nicht nur an der Vorderseite angeordnet sind, sondern zueinander fluchtend auch in der gleichen Durchgangsbohrung an der Rückseite, so daß jede Durchgangsbohrung mit zwei einander entgegengesetzt gerichteten und zueinander fluchtenden Einzugsnippeln versehen ist.

Damit ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die Werkstückplatte sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite ohne Maßverzug, ohne erneutes Ausrichten und ohne Einschleichen von Fehlern bearbeitet werden kann, denn es muß nur dafür gesorgt werden, daß die in den Durchgangsbohrungen zueinander fluchtend verankerten Einzugsnippel genau einander gegenüberliegen, so daß die Werkstückplatte sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite her in dem Schnellspannverschluß eingespannt werden kann.

Damit besteht also der Vorteil, daß in einem ersten Bearbeitungsschritt z. B. die gesamte Vorderseite der Werkstückplatte bearbeitet wird, wobei die an der Vorderseite angeordneten Einzugsnippel in einem entsprechenden Schnellspannverschluß in die Bearbeitungsmaschine eingespannt sind. Soll nun die Rückseite der gleichen Werkstückplatte bearbeitet werden, wird die Platte einfach gewendet und, weil die auf der Rückseite angeordneten Einzugsnippel genau mit denen der Vorderseite fluchten, kommt es zu keinerlei Maßversatz, und die Rückseite kann hochgenau in Übereinstimmung mit den an der Vorderseite angebrachten Bearbeitungsvorgängen weiterbearbeitet werden.

Derartige Bearbeitungsvorgänge sind z. B. das Einbringen von Sackbohrungen, das Ausfräsen von Ausnehmungen, das Einbringen von durchgehenden Teilbohrungen und andere Bearbeitungsvorgänge mehr.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß nun die so konfektionierte Werkstückplatte, bei der nur zur Beginn der Bearbeitung die Einzugsnippel befestigt werden, von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation getragen werden kann und die Einzugsnippel stets in dem im Maschinenbett verankerten Schnellspannverschluß eingesetzt werden und dort gespannt werden.

Die Erfindung ermöglicht es darüber hinaus weiter, daß der Rand der Werkstückplatte ganz oder teilweise in einem Arbeitsgang bearbeitet werden kann. Bei der bisher üblichen Halterung mittels am Rand anliegender Pratzen mußte eine Umspannung dieser Pratzen erfolgen. Diese Umspannung hat einerseits zu einem erhöhten Zeitaufwand, andererseits zu Ungenauigkeiten geführt.

Darüber hinaus wird die Platte durch die Nippel praktisch spannungsfrei gehalten. Sie wird nicht verformt, wie es bisher bei den Pratzen der Fall sein konnte. Dies bedeutet, daß beim Lösen der Platte keine Rückstellung auftritt, die ebenfalls zu Ungenauigkeiten führen kann.

Zwischendurch - während der Bearbeitungsvorgänge - kann die so konfektionierte Werkstückplatte mit ihren Einzugsnippel auf eine Meßmaschine gebracht werden, die ebenso mit dem erfindungsgemäßen Schnellspannverschluß ausgerüstet ist, und es können die entsprechenden Messungen durchgeführt werden, um festzustellen, ob die Bearbeitungsvorgänge auf der Vorder- und Rückseite der Werkstückplatte den Anforderungen entsprechen.

Wichtig ist also, daß zu Beginn der Bearbeitung der Werkstückplatte zunächst die Durchgangsbohrungen angebracht werden und daß in jeder Durchgangsbohrung mindestens ein Einzugsnippel, bevorzugt aber auch zwei einander entgegengesetzte Einzugsnippel hochgenau verankert werden.

Die Verankerung der Einzugsnippel in der Durchgangsbohrung kann auf verschiedene Weise erfolgen.

In einer ersten Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Einzugsnippel mit Hilfe von Schrauben am Umfang der Durchgangsbohrung festgelegt werden, wobei der hochgenaue Paßsitz der Einzugsnippel nicht durch die Schrauben selbst, sondern durch entsprechende Paßansätze der Einzugsnippel erfolgt, welche Paßansätze in die zugeordneten Durchgangsbohrungen der Werkstückplatte passend und spielfrei eingreifen.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, daß die Paßansätze in die Durchgangsbohrungen eingeschrumpft oder eingeklebt sind und in einer dritten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, daß entsprechende Gewinde in der Durchgangsbohrung vorgesehen sind und die Paßansätze der Einzugsnippel entsprechende Gewindeeinsätze aufweisen.

Ebenso können die Einzugsnippel konische Ansätze aufweisen, die mit zugeordneten konisch ausgebildeten Durchgangsbohrungen verkeilt werden und dort spielfrei gehalten werden.

Bei allen Ausführungsformen ist kennzeichnend, daß diese hochgenau in den Durchgangsbohrungen eingesetzten Einzugsnippel erst nach vollständiger Fertigstellung der Werkstückplatte entfernt werden, und die jetzt freiwerdenden Durchgangsbohrungen können dann als Maschinenelement der Werkstückplatte selbst verwendet werden.

Ein derartiges Maschinenelement ist z. B., daß die hergestellten Durchgangsbohrungen gleichzeitig die Säulenführungen für die Werkstückplatte sind, sofern die Werkstückplatte als Spritzgußwerkzeug in einem säulenartigen Aufbau verwendet wird.

Ebenso können diese Durchgangsbohrungen als Säulenführung für ein Stanz- oder Biegewerkzeug verwendet werden, wobei die Säulenführungen dann die Durchgangsbohrungen durchgreifen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Einzugsnippel in beliebigen Durchgangsbohrungen verankert werden können, die in der Fläche der Werkstückplatte angeordnet sind. Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Ränder der Werkstückplatte vollständig frei sind und daß an den Rändern der Werkstückplatte keinerlei Spann- oder Haltewerkzeuge ansetzen. Damit kann der gesamte Rand der Werkstückplatte umlaufend in einem einzigen Arbeitsgang bearbeitet werden, wo z. B. Facetten angebracht werden, die als untere Randfacette, als obere Randfacette oder als Kantenfacetten ausgebildet sind. Ebenso können die Stirnseiten dieser Werkstückplatte von allen Seiten her bearbeitet werden, weil keinerlei Einbauten oder Spannwerkzeuge an den Stirnseiten dieser Werkstückplatte anliegen. Es können demzufolge seitliche Querausfräsungen, Querbohrungen, Horizontalspindelausnehmungen und dgl. mehr angebracht werden.

Mit der technischen Lehre nach der Erfindung wird also ein effektives System zur hochgenauen Bearbeitung von Werkstückplatten vorgeschlagen, welches darin besteht, daß die Einspannpunkte der Werkstückplatte auf der Fläche der Werkstückplatte liegen und daß diese Einspannpunkte auf der Werkstückplatte solange aufrechterhalten bleiben, bis die Werkstückplatte von allen Seiten her bearbeitet ist.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1: Draufsicht auf eine Werkstückplatte nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2: Schnitt durch die Werkstückplatte nach Fig. 1;

Fig. 3: Draufsicht auf die Werkstückplatte nach Fig. 1 in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4: Schnitt durch die Werkstückplatte nach Fig. 3;

Fig. 5: Eine dritte Ausführungsform einer Werkstück­ platte in der Draufsicht;

Fig. 6: Schnitt durch die Werkstückplatte nach Fig. 5 mit schematisierter Darstellung des Schnell­ spannsystems;

Fig. 7: Ein vergrößerter Schnitt aus der Darstellung nach Fig. 6;

Fig. 8: Draufsicht auf eine Halteplatte mit Halterung von zu bearbeitenden Werkstücken in Pfeilrichtung VIII in Fig. 9;

Fig. 9: Schnitt durch die Halteplatte nach Fig. 8;

Fig. 10: Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 9 in Pfeilrichtung X;

Fig. 11: Die Draufsicht auf eine weitere Ausführungs­ form einer Halteplatte in Richtung des Pfeiles XI in Fig. 12;

Fig. 12: Schnitt durch die Halteplatte nach Fig. 11;

Fig. 13: Die Draufsicht auf die Halteplatte nach Fig. 12 in Pfeilrichtung XIII;

Fig. 14-17: Die Draufsicht auf Werkstückplatten oder Halteplatten nach der Erfindung mit Darstellung verschiedener Anordnung der Einzugsnippel;

Fig. 18: Die Seitenansicht eines weiteren Ausführungs­ beispieles mit Darstellung, daß ein Maschinen­ teil unmittelbar hochgenau bearbeitet werden kann;

Fig. 19: Die Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 18.

Fig. 20: Eine Draufsicht auf eine besondere Ausgestal­ tungsform einer fertiggestellten Werkstück­ platte;

Fig. 21: Eine Seitenansicht von Fig. 20 mit teil­ weisem schnitt.

In den Fig. 1-4 ist eine Werkstückplatte 1 dargestellt, die z. B. in der Weise bearbeitet werden soll, daß sie eine Matrizenhalteplatte für ein Schnittwerkzeug ergibt.

Hierbei ist wesentlich, daß zunächst die Vorder- und Rückseite der Werkstückplatte 1 genau planparallel zueinander bearbeitet werden, daß aber die umlaufenden Stirnseiten gesägt oder gebrannt sein können, d. h. eine hochgenaue Bearbeitung dieser Kanten ist nicht gefordert.

Sobald die Vorder- und Rückseite der Werkstückplatte 1 planparallel bearbeitet wurden, können mehrere Durchgangsbohrungen in der Fläche der Werkstückplatte angebracht werden. Im Beispiel der Fig. 1 und 3 sind hierbei vier Durchgangsbohrungen 2, 3, 4, 5 vorgesehen, wobei die Durchgangsbohrungen 2-5 etwa einen gleichmäßigen Abstand voneinander einnehmen.

Wichtig ist nun, daß in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 lediglich eine einzige Durchgangsbohrung 2 für ein hochgenaues Paßsystem vorhanden ist, während die anderen Durchgangsbohrungen 3, 4, 5 ein Ausgleichsspiel ermöglichen.

In die Durchgangsbohrung 2 werden gemäß Fig. 2 zueinander fluchtende und entgegengesetzt gerichtete Einzugsnippel 6, 7 eingesetzt und dort verankert.

Jeder Einzugsnippel besteht hierbei aus einem Kopf 12, in dem eine Ringnut 13 eingearbeitet ist. In diese Ringnut greifen nicht näher dargestellte Kugeln ein, die in einem Kugelkäfig gelagert sind, wobei diese Kugeln Teil eines Spannsystems sind, welches beispielsweise in der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden deutschen Patentanmeldung DE 41 35 418 A1 offenbart ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung soll vollinhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfaßt sein.

Jeder Einzugsnippel 6, 7 ist hierbei mit einem Zentrierbund 14 werkstoffeinstückig verbunden, und unterhalb des Zentrierbundes 14 ist ein hochgenauer Zentrierschaft 15 angeordnet, der in die als Paßbohrung ausgebildete Durchgangsbohrung 2 praktisch spielfrei eingesetzt ist. Von der gegenüberliegenden Seite ist der Einzugsnippel 7 in der gleichen Weise eingesetzt und die beiden Einzugsnippel 6, 7 sind dadurch miteinander verbunden, daß ein Gewindestift 16 in die jeweils entgegengesetzt gerichteten Gewindebohrungen im Bereich der zueinander gerichteten Schäfte 15 der Einzugsnippel 6, 7 eingeschraubt ist.

Mit 17 ist ein Nullpunktsymbol dargestellt, welches symbolisiert, daß genau an der Stelle dieses Nullpunktsymbols 17 eine Referenzfläche oder eine Referenzposition ist, und hierbei ist wichtig, daß das Nullpunktsystem 17 an der Oberseite genau mit dem Nullpunktsystem 17 an der Unterseite fluchtet, so daß zwei Referenzpositionen geschaffen sind.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Befestigung der Einzugsnippel 6, 7 durch eine Befestigung des Zentrierbundes 14 mittels schematisch dargestellten Schrauben an der Werkstückplatte 1 erreicht werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese Halteart beschränkt; die Einzugsnippel können auch in der Weise befestigt werden, wie dies im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert wurde.

Wichtig ist nun, daß auf der Werkstückplatte 1 lediglich ein einziger hochgenauer Einzugsnippel 6, 7 mit zugeordnetem Nullpunktsymbol 17 angeordnet ist, während die anderen Einzugsnippel 8, 9, 10, 11 ein gewisses Ausgleichsspiel zulassen.

Hierbei ist wichtig, daß der Einzugsnippel 8 ein Ausgleichsspiel in den Pfeilrichtungen 39 zuläßt.

Hierzu wird zur weiteren Erläuterung folgendes ausgeführt:

Der Einzugsnippel 6 paßt mit seiner ringsumlaufenden Paßfläche 40, die am Außenumfang des Ringflansches des Zentrierbundes 14 angeordnet ist praktisch spielfrei in eine zugeordnete Aufnahme des Schnellspannverschlusses. Auf diese Weise ist eine eindeutige und spielfreie Aufnahme des Einzugsnippels 6 in den Schnellspannverschluß 33 (Fig. 6) gegeben.

Im Gegensatz hierzu weist der Einzugsnippel 8 jedoch ein Ausgleichsspiel in den vorher erwähnten Pfeilrichtungen 39 in der zugeordneten Aufnahme im Schnellspannverschluß 33 auf, weil lediglich die Paßflächen 18 an den zugeordneten Paßbohrungen des Schnellspannverschlusses 33 anliegen und dort geführt sind, während im Bereich der Freistellung 20 keine Führung stattfindet. Die Freistellung 20 ist also in ihrem Durchmesser gegenüber der Paßfläche 18 vermindert.

Diese technische Lehre gilt auch für den dem Einzugsnippel 8 entgegengesetzten Einzugsnippel 9 (Fig. 2).

Die übrigen in den Durchgangsbohrungen 4, 5 angeordneten Nippel sind lediglich als Haltenippel 10, 11 ausgebildet, d. h. sie weisen ringsumlaufende Freistellungen 21 auf, die ein gewisses ringsumlaufendes Spiel in der zugeordneten Aufnahmebohrung des Spannsystems erlauben.

Wenn nun die Nippel 6-11 in der beschriebenen Weise angebracht wurden, kann die Werkstückplatte 1 von allen Seiten her bearbeitet werden. D. h. es kann z. B. die Vorderseite gemäß Fig. 1 bearbeitet werden, indem z. B. die mittige Ausnehmung 22 ausgefräst wird, wobei im Randbereich dieser Ausnehmungen Detailbohrungen 25 angefertigt werden, die zur Halterung von entsprechenden Maschinenteilen dienen. Ebenso können in die Fläche Detailbohrungen 23 eingearbeitet werden und es können auch von den Stirnseiten her entsprechende Querausfräsungen 24 oder Horizontalbohrungen angefertigt werden.

Soll nun die Rückseite der Werkstückplatte 1 entsprechend bearbeitet werden, dann wird diese einfach gewendet, und weil die jeweiligen Einzugsnippel 6, 7 und 8, 9 genau zueinander fluchten, erfolgt kein Maßversatz beim Wenden dieser Werkstückplatte 1, so daß diese hochgenau auch von der gegenüberliegenden Seite bearbeitet werden kann.

Es kann demzufolge beispielsweise auch der umlaufende Rand 26 mit entsprechenden randseitigen Facetten 27 oder auch mit Kantenfacetten versehen werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen im Vergleich zu Fig. 1 und Fig. 2, daß es in manchen Anwendungsfällen notwendig ist, eine überbestimmte Halterung der Werkstückplatte 1 zu schaffen. Hier ist gezeigt, daß neben der einen hochgenauen und das Nullpunktsystem 17 aufweisenden Durchgangsbohrung 2 noch weitere drei Durchgangsbohrungen 2 mit zugeordneten Einzugsnippel 6, 7 angeordnet sind, so daß die gesamte Werkstückplatte 1 - eigentlich statisch überbestimmt - an vier hochgenau zueinander versetzt angeordneten Positionen genau nullpunktorientiert gespannt wird. Diese nullpunktorientierte Spannung wird mit dem jeweils angebrachten Nullpunktsymbol 17 dargestellt.

Es werden also insgesamt vier Nullpunktpositionen geschaffen, von denen ausgehend eine hochgenaue Bearbeitung der Werkstückplatte 1 möglich ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß der Durchmesser der vorhandenen Durchgangsbohrungen 2 nicht kritisch ist. D. h., wenn die Durchgangsbohrung größer ist als der in dieser Durchgangsbohrung zu verankernde Nippel, dann werden entsprechende Adapter 28 verwendet. Die Fig. 5 und 6 zeigen die Verwendung derartiger Adapter. Jeder Adapter 28 besteht hierbei aus einem Zentrieransatz 29 und einer werkstoffeinstückig mit dem Zentrieransatz 29 verbundenen Platte 30, die sich an der Außenfläche der Werkstückplatte 1 anlegt.

Die Paßfläche das Einzugsnippels 6, 7 in der Durchgangsbohrung 2 ist hierbei zwischen dem Außenumfang des Ansatzes 29 und des Innenumfanges der Durchgangsbohrung 2 sowie dem Ansatz 31 der Einzugsnippel 6, 7 und der Innenbohrung des Ansatzes 29 gegeben, und andererseits ist die Paßfläche zwischen dem Einzugsnippel und dem zugeordneten Spannsystem durch die umlaufende Paßfläche 40 am Außenumfang des Zentrierbundes 14 gegeben.

Die Fig. 5 und 6 zeigen weiter, daß im übrigen in der Werkstückplatte 1 beliebige Ausnehmungen und Bearbeitungsvorgänge vorgenommen werden können.

Die Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 6 dargestellten Einzugsnippels 6, 7 mit zugeordnetem Adapter 28. Hierbei ist wiederum erkennbar, daß die Paßfläche 40 im Bereich des Zentrierbundes 14 an dessen Außenumfang angeordnet ist, so daß sich hierdurch die Referenzposition im Nullpunktsymbol 17 ergibt, während weiterhin erkennbar ist, daß der Adapter 28 einen Ansatz 29 aufweist, der einen Außenumfang aufweist, welcher als Paßfläche in den zugeordneten Innenumfang der Durchgangsbohrung 2 eingesetzt ist.

Die beiden Adapter sind nur indirekt miteinander verbunden, indem nämlich die die beiden Einzugsnippel 6, 7 verbindende Gewindestange 32 in zugeordneten Ansätze 31 der Einzugsnippel 6, 7 eingeschraubt und dort festgelegt ist.

Die Fig. 7 zeigt auch Teile des Schnellspannsystemes, wobei der Schnellspannverschluß im wesentlichen aus einem Zylindergehäuse 34 besteht, welches Sich im gespannten Zustand an der Platte 30 des Adapters 28 anlegt.

Hierbei ist im Zylindergehäuse 34 eine Spannaufnahme 35 angeordnet, in welche der Einzugsnippel 7 hineingreift. Es ist nicht näher dargestellt, daß im Bereich dieser Spannaufnahme Kugeln vorgesehen sind, welche in einem Kugelkäfig gelagert sind und daß alle Kugeln im gespannten Zustand in die Ringnut 13 eingreifen und einen vertikal nach unten gerichtete Zugkraft auf den Einzugsnippel ausüben.

Die Fig. 8-13 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Ausbildung einer Werkstückplatte.

Während in den vorherigen Ausführungsbeispielen die Werkstückplatte als Ausgangsmaterial für Werkzeuge dargestellt wurde, wird in den folgenden Ausführungsbeispielen dargestellt, daß eine Halteplatte 36 verwendet wird, die zur Halterung von zu bearbeitenden Werkstücken 37 Vorgesehen ist. Diese Halteplatte 37 wird ebenso gemäß der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung mit zugeordneten Durchgangsbohrungen 2, 3 versehen, wobei in den jeweiligen Durchgangsbohrungen 2, 3 einander entgegengesetzte Einzugsnippel 6, 7 bzw. 8, 9 eingesetzt werden. Den hochgenauen die Nullpunktreferenz bildenden Einzugsnippeln 6, 7 sind wiederum die paarweise angeordneten Einzugsnippel 8, 9 gegenübergestellt, die das vorher anhand der Fig. 1 erläuterte Ausgleichsspiel in den Pfeilrichtungen 39 erlauben.

Es ist erkennbar, daß die Halteplatte 36 eine Reihe von Haltevorrichtungen ausbildet, wobei z. B. das Werkstück 37 einen Gewindebund aufweist und dieses Gewinde in das zugeordnete Innengewinde der Durchgangsbohrung eingeschraubt ist. Es können am Umfang der Durchgangsbohrung 41 noch weitere Bearbeitungsbohrungen 38 vorgesehen werden, durch welche hindurch ein Bearbeitungswerkstück (z. B. ein Fräser oder ein Bohrer) hindurchfährt, um Flächen am Umfang des Werkstückes 37 zu bearbeiten.

Wichtig ist, daß zur hochgenauen Bearbeitung der Werkstücke 37 von der Vorder- und Rückseite her es nun möglich ist, die Halteplatte 36 einfach umzudrehen und dann wieder in dem Schnellspannverschluß 33 mit dem zugeordneten Einzugsnippel festzuspannen, so daß also eine Bearbeitung von der Vorder- und Rückseite der Werkstücke ohne weiteres möglich ist, ohne diese jemals aus ihrer Halterung in der Halteplatte zu lösen oder die Halteplatte beim Umspannen einem Maßversatz auszusetzen.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 11-13 unterscheidet sich lediglich von der Ausführungsform nach den Fig. 8-10 dadurch, daß der hochgenauen nullpunktorientierten Durchgangsbohrung 2 mit den Einzugsnippeln 6, 7 eine gleiche (spielfreie) Durchgangsbohrung 2 mit gleichen Einzugsnippeln 6, 7 zugeordnet ist. Es handelt sich wiederum um eine überbestimmte Einspannung einer Halteplatte 36, weil die rechte Seite der Halteplatte das in Fig. 10 erwähnte Ausgleichsspiel in den Pfeilrichtungen 39 nicht gestattet.

Die Fig. 14-17 zeigen verschiedene Ausführungsformen, nach denen Befestigungspunkte, welche nullpunktorientiert sind, mit Befestigungspunkten, welche ein Ausgleichsspiel erlauben, auf der Fläche einer Werkstückplatte kombiniert werden können.

Die Fig. 14 zeigt hierbei, daß dem hochgenauen, nullpunktorientierten Einzugsnippeln 6, 7 ein in der Ausgleichsrichtung 39 spielbehafteter Einzugsnippel 8, 9 zugeordnet werden kann.

Die Fig. 15 zeigt, daß bei einer größeren Platte wiederum der nullpunktorientierte Einzugsnippel 6, 7 einem spielbehafteten Einzugsnippel 8, 9 zugeordnet werden kann und daß die anderen Einzugsnippel 10, 11 lediglich als Haltenippel ausgebildet sind.

Die Fig. 16 und 17 zeigen, daß lediglich ein nullpunktorientierter Einzugsnippel 6, 7, 17 in der Mitte der Platte angeordnet ist (Fig. 16) oder im oberen Teil der Platte (Fig. 17) und daß in Fig. 16 zwei ein Ausgleichsspiel in den Pfeilrichtungen 39 erlaubende Einzugsnippel 8, 9 direkt benachbart zu dem nullpunktorientierten Einzugsnippel 6, 7 angeordnet sind, während dem gegenüberliegenden anderen Nippel lediglich als Haltenippel 10, 11 ausgebildet sind.

Die Fig. 17 zeigt, daß der dem nullpunktgenauen Einzugsnippel 6 gegenüberliegende Nippel 8, 9 auch an einem entfernten Punkt der Platte angeordnet sein kann und daß dazwischen Haltenippel 10, 11 angeordnet werden können.

Alle Ausführungsformen gestatten also eine hochgenaue Bearbeitung der Platte von der Vorder- und Rückseite und diese Platte kann von einer Bearbeitungsstation auf die andere übertragen werden, weil die Befestigungspositionen hochgenau in die Platte eingearbeitet sind und später als Teil des Maschinenelementes weiter verwendet werden.

In Fig. 18 ist dargestellt, daß auch große und raumgreifende Maschinenteile 42 nach der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung ohne weiteres hochgenau bearbeitet werden können.

Wichtig hierbei ist, daß mindestens ein nullpunktorientierter Einzugsnippel 6 in dem Maschinenteil 42 verankert ist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 18 ist dargestellt, daß dieser Einzugsnippel 6 in einer Fläche 43 des Maschinenteils 42 verankert ist und in einen zugeordneten Schnellspannverschluß 33 eingreift.

Fig. 19 zeigt, daß in der Fläche 43 noch ein weiterer Einzugsnippel 8 verankert ist, der ein Ausgleichsspiel in den Pfeilrichtungen 39 gewährleistet.

An der der Fläche gegenüberliegenden Seite des Maschinenteils 42 ist eine weitere Fläche 44 am Maschinenteil angeordnet, an welcher ein weiterer Einzugsnippel 8 verankert ist. Dieser Einzugsnippel 8 arbeitet wiederum mit einem Schnellspannverschluß 33 zusammen.

Alle Schnellspannverschlüsse 33 sind über entsprechende Verbindungsschläuche 45, 46 miteinander verbunden und werden von einem zentralen Anschluß 47 mit einem Druckmedium, z. B. Luft, Hydraulikflüssigkeit, Wasser oder dgl. versorgt.

Bei Beaufschlagung mit dem Hochdruckmedium werden alle Schnellspannverschlüsse 33 synchron gelöst und das - möglicherweise raumgreifend ausgebildete - Maschinenteil 42 kann von allen Schnellspannverschlüssen 33 entnommen werden.

Eine Entnahme erfolgt beispielsweise mit einem Kran. Die Wichtigkeit dieser hochgenauen Bearbeitung ergibt sich beispielsweise durch folgendes Ausführungsbeispiel:

Ein Baukran kann eine Turmhöhe von z. B. 250 m aufweisen. Er steht auf einer entsprechenden zentralen Plattform, die nach der technischen Lehre der Erfindung bearbeitet werden muß. Kommt es nur zu einem Versatz im Bereich von entsprechenden Haltebohrungen im Maschinenteil 42, dort, wo die Haltebolzen eingesetzt werden, die den Turm halten, dann erhält dieser Kranturm bei einem Versatz von wenigen Zehntel Millimeter eine Schräglage bis zu einer Auslenkung von 4-5 m.

Hieraus ergibt sich, daß diese Haltebohrungen um 1/1000 mm genau zueinander angebracht werden müssen, um einen derartigen unerwünschten Schrägversatz des Turmes zu vermeiden.

Dies wird nach der technischen Lehre dadurch erreicht, daß eben in hochgenau bearbeiteten Flächen 43 des Maschinenteils die Einzugsnippel eingesetzt und spielfrei verankert werden und hochgenau mit dem zugeordneten Schnellspannverschlüssen 33 im Sinne der vorstehend gegebenen technischen Lehre zusammenarbeiten.

Die Fig. 19 zeigt im übrigen, daß die Ausgleichsrichtung 39 des rechten Einzugsnippels 8 senkrecht zu der Ausgleichsrichtung in Pfeilrichtung 39 des linken Ausgleichsnippels 8 steht.

Die Fig. 20 und 21 zeigen eine besondere Ausführungsform einer Werkstückplatte 48. Diese Werkstückplatte 48 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel an insgesamt vier Stellen mit den vorstehend beschriebenen Einzugsnippel 6-9 gehalten. Es können Aussparungen 22 sowie Bohrungen 23 vorhanden sein. Darüber hinaus kann die Werkstückplatte 48 in sich gestuft bearbeitet werden (Fig. 21.)

Aus Fig. 20 geht deutlich hervor, daß eine häufig erforderliche, umlaufende Bearbeitung des gesamten Randes der Werkstückplatte 48 möglich ist, ohne daß ein Umspannen erforderlich ist. Dies führt zu erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen sowie zu einer erhöhten Bearbeitungsgenauigkeit.

Im übrigen ergibt sich auch bei der Bearbeitung derartiger raumgreifender Maschinenteile 42 der Vorteil, daß dieses Maschinenteil von einer Bearbeitungsmaschine zur anderen verbracht werden kann und hochgenau verschiedenen Bearbeitungsvorgängen unterworfen werden kann, ohne daß es zu einem unerwünschten Versatz kommt.

ZEICHNUNGSLEGENDE

1

Werkstückplatte

2

Durchgangsbohrung

3

Durchgangsbohrung

4

Durchgangsbohrung

5

Durchgangsbohrung

6

Einzugsnippel

7

Einzugsnippel

8

Einzugsnippel (Ausgleich)

9

Einzugsnippel (Ausgleich)

10

Haltenippel

11

Haltenippel

12

Kopf

13

Ringnut

14

Zentrierbund

15

Schaft

16

Gewindestift

17

Nullpunktsymbol

18

Paßfläche

20

Freistellung

21

Freistellung

22

Ausnehmung

23

Detailbohrung

24

Querausfräsung

25

Detailbohrung

26

Rand

27

Facette

28

Adapter

29

Ansatz

30

Platte

31

Ansatz

32

Gewindestange

33

Schnellspannverschluß

34

Zylindergehäuse

35

Spannaufnahme

36

Halteplatte

37

Werkstück

38

Bearbeitungsbohrung

39

Pfeilrichtung

40

Paßfläche

41

Durchgangsbohrung

42

Maschinenteil

43

Fläche

44

Fläche

45

Verbindungsschlauch

46

Verbindungsschlauch

47

Anschluß

48

Werkstückplatte

Claims (16)

1. Verfahren zur hochgenauen Herstellung von Werkstückplatten, insbesondere zur hochgenauen Bearbeitung von Vorder- und Rückseite von Werkstückplatten, mit folgenden Schritten:

• - Befestigen einer zu bearbeitenden Werkstückplatte (1) an einer Bearbeitungsmaschine,
• - Anbringen von mindestens zwei zueinander ausgerichteten Durchgangsbohrungen (2-5),
• - Anbringen von Einzugsnippeln (6-9) zumindest in einem Teil der Durchgangsbohrungen (2-5),
• - Aufspannen der Werkstückplatte (1) mittels der Einzugsnippel (6-9) und den zugehörigen Spannzylindern (33) der Bearbeitungsmaschine,
• - Bearbeiten der Werkstückplatte (1), und
• - Entfernen der Einzugsnippel (6-9) nach dem Abschluß der Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbringen der Einzugsnippel (6-9) in den Durchgangsbohrungen (2-5) derart erfolgt, daß die Einzugsnippel (6-9) sowohl an der Vorderseite, als auch an der Rückseite der Werkstückplatte (1) angeordnet sind, so daß mindestens zwei der Durchgangsbohrungen (2-5) mit jeweils zwei einander entgegengesetzt gerichteten und zueinander fluchtenden Einzugsnippeln (6-9) versehen sind und dadurch die Werkstückplatte (1) nach dem Bearbeiten der Vorderseite, auf die Rückseite umgespannt und bearbeitet werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückplatte (1) nach den unterschiedlichen Bearbeitungsschritten auf eine weitere Bearbeitungsmaschine oder Messmaschine verbracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bearbeitens eine planparallele Bearbeitung von Vorder- und Rückseite der Werkstückplatte (1) umfaßt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bearbeitens das Anbringen von Aussparungen (22, 24), Sackbohrungen, Detailbohrungen (23, 25) sowie von Ausfräsungen umfaßt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bearbeitens eine Bearbeitung d4 s ganzen Randes oder eines Teils des Randes der Werkstückplatte (1) umfaßt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbringen eines Teils der Einzugsnippel (8, 9) derart erfolgt, daß diese in beliebiger Richtung oder in vorgegebener Richtung Spiel aufweisen.

7. Verankerung für einen Einzugsnippel (6-9) an einer Werkstückplatte (1) für eine hochgenaue Bearbeitung deren Vorder- und Rückseite, wobei der Einzugsnippel (6-9) mit einem Spannsystem (33) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzugsnippel (6-9) mit Hilfe von Befestigungselementen am Umfang der Durchgangsbohrungen (2-5) festgelegt sind, und der hochgenaue Paßsitz der Einzugsnippel (6-9) durch entsprechende Paßansätze (15) der Einzugsnippel (6-9) erfolgt, welche Paßansätze (15) in die zugeordneten Durchgangsbohrungen (2-5) der Werkstückplatte (1) passend und spielfrei eingreifen.

8. Verankerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßansätze (15) in die Durchgangsbohrungen (2-5) eingeschrumpft oder eingeklebt sind.

9. Verankerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Gewinde in den Durchgangsbohrungen (2-5) vorgesehen sind und die Paßansätze (15) der Einzugsnippel (6-9) entsprechende Gewindeeinsätze aufweisen.

10. Verankerung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßansätze (15) konisch ausgebildet sind.

11. Verankerung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Adapter (28) zwischen Durchgangsbohrungen (2-5) und den Einzugsnippeln (6-9) angeordnet ist.

12. Verankerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (28) aus einem Zentrieransatz (29) und einer werkstoffeinstückig mit diesem verbundenen Platte (30) besteht, die sich an der Außenfläche der Werkstückplatte (1) anlegt.

13. Verankerung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Paßfläche des Einzugsnippels (6-9) in den Durchgangsbohrungen (2-5) zwischen dem Außenumfang des axialen Ansatzes (29) des Adapters (28) und des Innenumfanges der Durchgangsbohrungen (2-5), sowie einem axialen Ansatz (31) des Einzugsnippels (6-9) und einer Innenbohrung des Ansatzes (29) des Adapters (28) gegeben ist.

14. Verankerung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Paßfläche (40) am Außenumfang eines Zentrierbundes (14) zwischen dem Einzugsnippel (6-9) und dem zugeordneten Spannsystem (33) gegeben ist.

15. Verankerung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Adapter (28) der Einzugsnippel (6-9) einer Durchgangsbohrung (2-5) über eine axiale Gewindestange (32) miteinander verbunden sind, welche in die zugeordneten Ansätze (31) der Einzugsnippel (6-9) eingeschraubt und dort festgelegt ist.

16. Verankerung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellspannverschluß (33) im wesentlichen aus einem Zylindergehäuse (34) besteht, welches sich im gespannten Zustand an der Platte (30) des Adapters (28) anlegt.