DE19756215C2

DE19756215C2 - Schnell-Paß-System für Bauteile von Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE19756215C2
Application number: DE1997156215
Authority: DE
Inventors: Michael Franzki
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: DE19756215A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Zusatzpatent und geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Gegenstand aus.

Ergänzt wird der im Hauptpatent DE 197 39 460 C1 definierte Gegenstand, der für ein paßgenaues wiederholbares Fügen von mindestens zwei, mit jeweils einer ebenen Fläche plan aneinanderliegender Bauteile von Werkzeugmaschinen oder Werkstücken, in definierter Lage zueinander angeordnet beispielsweise für Werkstückspannvorrichtungen und Paletten von Bohr-Fräs-Bearbeitungszentren ausgebildet, mit mindestens jeweils zwei in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnete Paßsystembolzen in zwei adäquat parallel angeordnete und gleichdimensionierte Paßbohrungen oder Paßbuchsen ragend einge paßt und von einem dritten Systembolzen in der eingepaßten Fügeposition miteinander befestigt ist.

Gegenüber diesem Gegenstand bezweckt die Erfindung die Lösung erfinderisch so weiterzuentwickeln, daß Anwendungsfällen mit Bedarf an hohen Klemmdrücken in der eingepaßten Fügeposition entsprochen werden kann, ohne daß die Vorteilhaftigkeit, insbesondere des geringen Elemente- und Raumbedarfes für das Einpassen, Justieren und Befestigen, verloren geht.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, die Art und die Ausbildung der Elemente des Linearantriebes und der Elemente für die Erzielung der Justier- und Klemm kräfte in den Paßbolzen und in den Paßbuchsen zu optimieren. Gleichzeitig soll der Systembolzen C nur noch bei wenigen, durch die Werkstück- und Bauteileart, form- und dimensionierungsbedingten Anwen dungsfällen begrenzt zur Anwendung kommen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mittels eines ein- und ausschraub baren Druckerzeugers und Druckverstärkers über eine geschlossene Druckkammer ein hoher Positionier- und Klemmdruck der radialgerichtet expandierenden Positionierelemente an den Innenwandungen der Paßbuchsen erreichbar ist.

Der im Patentanspruch 2 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß bei Paßsystembolzen kleineren Durchmessers oder einfacher Paß- und Verbindungsbolzen ohne integrierter Einstell- und Klemm einrichtung die Positionierung und Klemmung des Paßsystembolzens in den Paßbuchsen durch in die Paß buchsen integrierte Elemente erfolgen muß.

Das Problem wird durch die im Patentanspruch 2 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß in raumminimierten Paßbuchsen die radialgerichtet expandierenden Positionierelemente nach innen die Paßsystembolzen oder einfachen Paß- und Verbindungsbolzen positionieren und klemmen. Einstellbar über eine geschlossene Druckkammar oder über mindestens je eine Leitung ist die Druckölzuführung zum Klemmen und Druckölabführung zum Lösen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 3 bis 6 angegeben.

Diese weitergehenden Ausgestaltungen ergänzen die dargestellten Vorteile der erfinderischen Lösung bezüglich

- einer Optimierung des Linien- und Flächendrucks durch eine entsprechende Gestaltung der Stirnflächen der Positionierelemente zum Positionieren und einer Niederzug-Druckfläche zum Klemmen
- der gerichteten Anordnung und der Anzahl der Positionierelemente
- der Anordnung der Paßbuchsen auf bzw. in den jeweiligen zu verbindenden Maschinenteilen und
- der Ausbildung des Kopfteiles der Paßsystembolzen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren weitere Ausgestaltung sind in den Figuren dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben:

Es zeigen

Fig. 1 ein positionierter Paßsystembolzen A oder B mit Paßbuchsen im Mittenschnitt,

Fig. 2 eine Verbindung einer Paßbuchse A oder B mit einem Paß- und Verbindungsbolzen im Mittenschnitt,

Fig. 3 eine Anordnung der Paßbuchsen A und B in einer Draufsicht,

Fig. 4 einen Paßsystembolzen A, Sicht in Pfeilrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Teilansicht einer Paßbuchse A im Mittenschnitt,

Fig. 6 einen Paßsystembolzen A, Schnitt in Pfeilrichtung nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Paßsystembolzen A oder B.

Der in Fig. 1 in eingepaßter und positionierter Stellung dargestellte Paßsystembolzen A oder B, 3 oder 4, beinhaltet im wesentlichen einen axialgerichtet integrierten, als Druckerzeuger und Druckverstärker 11 ausgebildeten Linearantrieb, eine geschlossene Druckkammer 12 und zwei radialgerichtete, mit dieser verbunden, bewegliche Miniatur-Druckkolben 8. Der Druckerzeuger und Druckverstärker 11 besteht aus einem Druckkolben und ist mit einem Schraubteil ein- und zurückschraubbar. Damit ist der Öldruck in der Druckkammer 12, mit dem die Miniatur-Druckkolben 8 betätigt werden, einstell- und optimierbar.

Das untere Werkzeugmaschinenbauteil 2 ist mit einer Paßbuchse A oder B, 5 oder 6, ausgestattet. In der Innenwand 14 der Paßbuchse ist eine 45°-Ausnehmung in axialer Niederzug-Druckrichtung augebildet. Mit dieser steht die V-förmige Niederzug-Druckfläche 10 an der Stirnfläche 9 des unteren Miniatur-Druck kolbens 8 in Funktionsverbindung, der Paßsystembolzen A oder B, 3 oder 4, ist geklemmt.

Das obere Werkzeugmaschinenbauteil 1 ist mit einer Paßbuchse A oder B, 5 oder 6, ausgestattet. An der Innenwand 14 der Paßbuchse liegt die als V-förmige Positionieranlagefläche ausgebildete Stirnfläche 9 des oberen Miniatur-Druckkolbens 8 an und der Paßsystembolzen A oder B, 3 oder 4, ist in der Paßbuchse positioniert.

Die in Fig. 2 dargestellte Paßbuchse A oder B, 5 oder 6, ist in einem unteren Werkzeugmaschinenbauteil 2 eingepaßt und gegen Drucköl-Austritt abgedichtet, aufgenommen und mit Schrauben befestigt. Das Leitungs system für Drucköl für die hydraulische Betätigung der Miniatur-Druckkolben 8 in der Paßbuchse steht mit einer Leitung 15 zum Klemmen und mit einer Leitung 16 zum Lösen mit einem Bohr-Fräs-Bearbeitungszentrum in Funktionsverbindung. Nicht abgebildet ist ein in die Leitung für die Druckölzuführung zum Klemmen inte griertes Sicherungselement gegen unbeabsichtigte Druckminderung.

An und in dem oberen Werkzeugmaschinenbauteil 1 ist, als bekannter Stand der Technik, ein Paß- und Ver bindungsbolzen 17 aufgenommen und durch einen Gewindebolzen befestigt. Dieser ist mit einer Führungs rille 18, mit 45°-Schrägen an deren Stirnflächen ausgestaltet, versehen. Im eingeführten Zustand des Paß- und Verbindungsbolzens 17 in der Paßbuchse justiert und klemmt der mit Öldruck beauftragte Miniatur- Druckkolben 8 über seine an der Stirnfläche angeordneten Niederzug-Druckfläche 10. Über eine Freibohrung im unteren Werkzeugmaschinenbauteil 2 und die Reinigungsleitung 21 in der Paßbuchse kann diese von Spänen u. a. gereinigt werden.

Kennzeichnend für das in Fig. 3 dargestellte, aus einer Paßbuchse A, 5, und einer Paßbuchse B, 6, bestehende Schnell-Paß-System, ist die An- und Zuordnung der als Erhebungen ausgebildeten Paßfüh rungsstege 7.

Die Paßführungsstege 7 an der Paßbuchse A bilden, symmetrisch zur Verbindungslinie 22, einen rechten Winkel um deren Mittenachse. Der Paßführungssteg 7 und der gegenüberliegende Miniatur-Druckkolben 8 sind im rechten winkel zur Verbindungslinie 22 angeordnet. Die zwei Miniatur-Druckkolben in der Paßbuchse A sind, symmetrisch zur Mittenachse gerichtet, unter einem Winkel kleiner als 90° um die Mittenachse und symmetrisch zu den zwei Paßführungsstegen 7 angeordnet.

Das Kopfteil des in Fig. 4 dargestellten Paßsystembolzens A, 3, ist als Sechskant ausgebildet. Damit ist dessen Vorjustierung vor dem Einpassen, Positionieren und Klemmen durch Verdrehung gewährleistet.

In Ergänzung zur Fig. 4 werden in Fig. 5 und Fig. 6 Ausführungsbeispiele für je einen Miniatur-Druckkolben 8, in einem Paßsystembolzen A, 3, aufgenommen, dargestellt. Die Stirnfläche 9 ist einmal als V-förmige Posi tionieranlagefläche und einmal als V-förmige Niederzug-Druckfläche 10 ausgebildet, wobei letztere in einer gleichdimensionierten 45°-Ausnehmung in der Innenwand der Paßbuchse, in axialer Niederzug-Druckrichtung anliegend, angeordnet ist.

In Fig. 7 ist ein Paßsystembolzen A oder B, 3 oder 4, ausschließlich für Zwecke des Positionierens von und in Werkzeugmaschinenbauteilen 1 und 2 eingesetzt. Der Paßsystembolzen ist in der Paßbohrung des Werkzeugmaschinenbauteiles 1 mit Preßsitz aufgenommen. Die Positionierung des Paßsystembolzens in und an der Innenwand der Paßbohrung des Werkzeugmaschinenbauteiles 2 erfolgt mittels eines Miniatur- Druckkolbens 8, wobei unter Öldruck die als V-förmige Positionieranlagefläche ausgebildete Stirnfläche 9 anliegt und positioniert. Der Öldruck wird mittels des ein- und ausschraubbaren Druckerzeugers und Druck verstärkers 11 über die geschlossene Druckkammer 12 erzeugt.

Bezugszeichenliste

1

Werkzeugmaschinenbauteil

2

Werkzeugmaschinenbauteil

3

Paßsystembolzen A

4

Paßsystembolzen B

5

Paßbuchse A

6

Paßbuchse B

7

Paßführungssteg

8

Miniatur-Druckkolben

9

Stirnfläche (am Miniatur-Druckkolben)

10

Niederzug-Druckfläche

11

Druckerzeuger/Druckverstärker

12

Druckkammer

13

Paßbohrung

14

Innenwand (der Paßbohrung, Paßbuchse)

15

Leitung (zum Klemmen)

16

Leitung (zum Lösen)

17

Paß- und Verbindungsbolzen

18

Führungsrille

19

Spannbuchse

20

Kopfteil (der Paßbolzen)

21

Reinigungsleitung

22

Verbindungslinie

Claims

1. Schnell-Paß-System nach DE 197 39 460 C1 für ein paßgenaues wiederholbares Fügen bei optimierten Klemmdruck von jeweils einer ebenen Fläche plan aneinander liegender Bauteile von Werkzeug maschinen oder Werkstücken, beispielsweise für Werkstückeinspannvorrichtungen und einer Palette eines Bohr-Fräs-Bearbeitungszentrums mit mindestens zwei in einem bestimmten Abstand zueinander angeordneten Paßsystembolzen, die in zwei zugehörigen Paßbohrungen oder Paßbuchsen eingepaßt sein können, dadurch gekennzeichnet,
daß expandierende Positionselemente in den Paßsystembolzen A und B (3 und 4) als radialgerichtet bewegliche, hydraulisch betätigte Miniatur-Druckkolben (8) ausgebildet und symmetrisch den Paß führungsstegen (7) am Umfang der Paßsystembolzen A und B gegenüberliegend, angeordnet sind und,
daß zwischen einem axialgerichtet in den Paßsystembolzen A und B aufgenommenen Linearantrieb als ein- und ausschraubbarer Druckerzeuger und Druckverstärker (11) ausgebildet und den Miniatur- Druckkolben (8) eine geschlossene Druckkammer (12) gebildet ist und,
daß unter eingestelltem Öldruck die Miniatur-Druckkolben (8) mit ihren Stirnflächen (9) oder Nieder druckflächen (10) unter Linien- und Flächenpressung an den Innenwandungen (14) der Paßbuchsen (5 und 6) anliegend, positioniert sind,

2. Schnell-Paß-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die expandierenden Positionierelemente als radialbewegliche, hydraulisch betätigte Miniatur- Druckkolben (8) ausgebildet, in Paßbuchsen A und B (5 und 6) aufgenommen sind und den, an den Innenwandungen (14) der Paßbohrungen (13) der Paßbuchsen axialgerichtet verlaufenden Paß führungsstegen (7) gegenüberliegend angeordnet sind und,
daß wahlweise die Miniatur-Druckkolben (8) mittels eines in der Paßbuchse (5 und 6) angeordneten ein- und ausschraubbaren Druckerzeugers und Druckverstärkers (11), in einer geschlossenen Druck kammer (12) gebildeten Öldruckes in jeder Paßbuchse (5 und 6) oder mittels Leitungssystems für Drucköl in jeder Paßbuchse, bestehend aus mindestens je einer Leitung für Druckölzuführung zum Klemmen (15) und -abführung zum Lösen (16) in Funktionsverbindung mit dem Bohr-Fräs-Bearbeitungs zentrum stehend, wobei in der Leitung für die Druckölzuführung zum Klemmen (15) ein Sicherungsele ment gegen unbeabsichtigte Druckminderung angeordnet ist, hydraulisch betätigt sind und,
daß unter eingestelltem Öldruck die Miniatur-Druckkolben (8) mit ihren Stirnflächen (9) oder Niederzug- Druckflächen (10) unter Linien- und Flächenpressung, in die Führungsrille und in deren Niederzugschrä gen (18) jedes Paß- und Verbindungsbolzens (17) ragend, anliegend, justiert und geklemmt sind.

3. Schnell-Paß-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Stirnfläche (9) der Miniatur-Druckkolben (8) als zylindrisches Druckstück ausgebildet ist, dessen Umfangsfläche beidseitig symmetrisch, den Miniatur-Druckkolben (8) gegen Verdrehung sichernd, eben abgeflacht ist und,
daß die Stirnfläche (9) als V-förmige Positionieranlagefläche oder als V-förmige Niederzugdruckfläche (10) mit quergerichteter Niederzug-Abschrägung, in einer gleichdimensionierten Niederzugschräge in der Innenwand der Paßbuchse (5 und 6) in axialer Niederzug-Druckrichtung anliegend, ausgebildet ist.

4. Schnell-Paß-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Paßbuchse A (5) zwei Miniatur-Druckkolben (8), zur Mittenachse der Paßbohrung (13) symme trisch, unter einem Winkel kleiner als 90°, um die Mittenachse der Paßbohrung (13) und zu den zwei Paß führungsstegen (7) angeordnet und
in der Paßbuchse B (6) ein Miniatur-Druckkolben (8) zur Mittenachse der Paßbohrung (13) gerichtet, gegenüberliegend und
in einer Spannbuchse (19) drei Miniatur-Druckkolben (8) zur Mittenachse der Paßbohrung (17) gerichtet, im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind.

5. Schnell-Paß-System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß Paßbuchsen A und B (5 und 6) auf/in dem Maschinenteil (1 oder 2) befestigt und lagegenau mittels Stiften oder in einer Genauigkeitsbohrung justiert sind und,
daß die Paß- und Verbindungsbolzen (17) als Adapter für beispielsweise Gewindeverbindungen für das zu positionierende Werkzeugmaschinenteil (2 oder 1) ausgebildet ist.

6. Schnell-Paß-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (20) der Paßbolzen A und B (3 und 4) als Sechskant ausgebildet ist.