DE202014101146U1

DE202014101146U1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE202014101146U1
Application number: DE202014101146.3U
Authority: DE
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-06-16
Anticipated expiration: 2024-03-14
Also published as: CH709371A2; JP6333649B2; CN104907840A; FR3018467B1; CH709371B1; FR3018467A1; JP2015174212A; CN104907840B

Abstract

Spannfutter zum Spannen dünnwandiger Werkstücke (2), mit einem Futterkörper (3), einer dem Futterkörper (3) zugeordneten Werkstückauflage (6) und mindestens zwei am Futterkörper (3) gelagerten, relativ zur Werkstückauflage (6) verstellbaren Spannbacken (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Futterkörper (3) zwischen einer ersten, der Bearbeitung der Oberseite (7) des Werkstücks (2) dienenden Drehlage, und einer zweiten, der Bearbeitung der Unterseite (8) des Werkstücks (2) dienenden Drehlage verstellbar ist, und dass die Werkstückauflage (6) eine Öffnung (9) als Zugang zu der Unterseite (8) des Werkstücks (2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter zum Spannen dünnwandiger Werkstücke, mit einem Futterkörper, einer dem Futterkörper zugeordneten Werkstückauflage und mindestens zwei am Futterkörper gelagerten, relativ zur Werkstückauflage verstellbaren Spannbacken.
Derartige Spannfutter sind aus der Praxis bekannt, die von der Anmelderin unter der Bezeichnung KPF-MT als kraftbetätigte Planspanfutter angeboten werden für das Spannen und nachfolgende Bearbeiten dünnwandiger Werkstücke, nämlich Platinen. Im Normalfall ist es erforderlich, die Platinen von beiden Seiten zu bearbeiten, wozu es erforderlich ist, das Werkstück umzudrehen. Dazu werden in die Platinen Passbohrungen gesetzt, in welche Stifte eingefädelt werden, die ein leichtes Übermaß aufweisen, um eine hinreichende Präzision zu gewährleisten. Ein Beladen mittels Greifer ist damit ausgeschlossen und eine Automation nicht möglich. Als besonderer Nachteil ist weiterhin anzusehen, dass die Genauigkeit bei der Bearbeitung verloren geht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine vollständige Bearbeitung beiderseits in dünnwandigen Werkstücken mit einer Aufspannung ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Spannfutter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Futterkörper zwischen einer ersten, der Bearbeitung der Oberseite des Werkstücks dienenden Drehlage, und einer zweiten, der Bearbeitung der Unterseite des Werkstücks dienenden Drehlage, verstellbar ist, und dass die Werkstückauflage eine Öffnung als Zugang zu der Unterseite des Werkstücks aufweist.
Durch die Erfindung ist sichergestellt, dass beide Seiten des Werkstückes nicht nur zugängig, sondern auch für das Werkzeug erreichbar sind, da es durch die Verdrehung des Futterkörpers vom Spannfütter möglich ist, nacheinander die eine und die andere Oberfläche des Werkstücks dem Werkzeug gegenüber zu richten. So ist es möglich, beide Seiten des Werkstückes in einer Aufspannung zu bearbeiten, so dass Genauigkeitsverluste durch das nicht mehr erforderliche Umspannen sicher vermieden sind. Das Spannfutter ist senkrecht zur Maschinenspindel positioniert, um die Ausrichtung des Werkstückes gegenüber dem vorbekannten Spannfutter beizubehalten.
Im Rahmen der Erfindung ganz besonders bevorzugt ist es, wenn dem Spannfutterkörper eine Werkstückabstützung zugeordnet ist, die zwischen einer ersten, der Abstützung der Unterseite des Werkstücks in der ersten Drehlage dienenden Stellung, und einer zweiten, der Abstützung der Oberseite des Werkstücks in der zweiten Drehlage dienenden Stellung, verstellbar ist. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform ist der große Vorteil verbunden, dass bei der Bearbeitung ein Durchbiegen des dünnwandigen Werkstückes vermieden ist, da die vom Werkzeug auf das Werkstück ausgeübte Kraft keinen Einfluss auf die Verformung des Werkstückes hat, sondern in die Werkstückabstützung eingeleitet wird.
Hinsichtlich der Einfachheit der Konstruktion und des geringen Platzbedarfes ist es günstig, wenn das Spannfutter durch eine Drehung um eine Längsachse zwischen der ersten Drehlage und der zweiten Drehlage verdrehbar ist, und wenn die Verstellung der Werkstückabstützung um eine Achse vorgesehen ist, die senkrecht zu der Längsachse des Futterkörpers und parallel zu der durch die Werkstückauflage definierten Ebene orientiert ist. Der Futterkörper und die Werkstückabstützung werden damit um die senkrecht zueinander stehenden Achsen verdreht..
Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass die Werkstückabstützung zwei Ausgleichselemente zur planparallelen Abstützung des Werkstücks aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Werkstückabstützung immer plan an dem Werkstück anliegt und zwar auch unabhängig von der Werkstückdicke.
Als günstig hat es sich weiterhin erwiesen, wenn die Werkstückabstützung halbmondförmig mit einem hervorstehenden Achslager gestaltet ist, zu dem benachbart die Ausgleichselemente in Aufnahmen schwimmend gelagert sind. Die Anlage der Werkstücke an den Ausgleichselementen wird weiterhin verbessert, wenn mit einer Unterdruckquelle verbindbare Leitungen durch die Werkstückabstützung und die Ausgleichselemente zu Mündungen an der dem Werkstück zuweisenden Seite geführt sind.
Bevorzugt ist es weiterhin, dass die Abstützelemente durch die Öffnung der Werkstückauflage passende Anlageflächen aufweisen, und dass an den Spannbacken und der Werkstückauflage Gegenlager, passend zu den Lagern der Ausgleichselemente ausgebildet sind.Durch diese Gestaltung ist sichergestellt, dass die Spannung der Werkstücke durch die Werkstückabstützung nicht beeinträchtigt wird und die prinzipielle Lage der Werkstückabstützung durch die Spannbacken bzw. Werkstückauflage definiert ist.
In konstruktiv bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass auf der Achse der Werkstückabstützung mindestens ein Ritzel angeordnet ist, welches zur Realisierung einer Drehkopplung durch mindestens einer dem Futterkörper zugeordneten Zylinderkammer und in der Zylinderkammer durch Druckmittel verstellbaren, eine Zahnreihe aufweisenden, Stellkolbens dient. Durch diese Gestaltung ist eine sehr platzsparende und engergieeffiziente Verstellung der Werkstückabstützung möglich. In diesem Zusammenhang ist es auch günstig, wenn dem Stellkolben ein Stoßdämpfer zugeordnet ist zur weichen Annäherung an die Endlage.
Im Rahmen der Erfindung weiterhin bevorzugt ist es, wenn am Futterkörper zwei U-förmige Träger angeordnet sind, in deren Grundschenkel die Zylinderkammern mit den zugeordneten Stellkolben und zwischen deren freien Enden, die Spannbacken, angeordnet sind. Durch die dem Futterkörper zugeordneten U-förmigen Träger ist in dem Basisschenkel Platz bereit gestellt, die Zylinderkammern mit den Stellkolben zu positionieren, während die freien Schenkel des U-förmigen Trägers zur Anordnung der Spannbacken dienen. Die Spannbacken sind als senkrecht zur Ebene der Werkstückauflage verstellbare Spannfinger gestaltet.
Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Spannfutters und in der ersten Drehlage,
2 eine der 1 entsprechende Darstellung mit der Werkstückabstützung in der zweiten Stellung,
3 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Spannfutters in der aus 2 ersichtlichen Konfiguration,
4 eine der 3 entsprechende Darstellung in einer der 1 entsprechenden Konfiguration,
5 den Schnitt V-V aus 3,
6 den Schnitt VI-VI aus 4,
7 den Schnitt VII-VII aus 3,
8 den Schnitt VIII-VIII aus 4,
9 eine der 3 entsprechende Darstellung,
10 den Schnitt X-X aus 9, und
11 den Schnitt XI-XI aus 9,
In der Zeichnung ist in 1 ein Spannfutter 1 dargestellt, das zum Spannen dünnwandiger Werkstücke 2 dient, nämlich bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zum Spannen dünnwandiger Platinen. Das Spannfutter 1 weist einen Futterkörper 3 auf, an dem zwei U-förmige Träger 4 angeordnet sind, zwischen deren freien Enden Spannbacken 5 angeordnet sind, die zum Spannen des Werkstücks 2 dienen. Dem Futterkörper 3, nämlich bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den freien Enden der U-förmigen Träger 4, ist eine Werkstückauflage 6 zugeordnet. Die Spannbacken 5 sind als senkrecht zur Ebene der Werkstückauflage 6 verstellbare Spannfinger gestaltet.
Der Futterkörper 3 ist zwischen einer ersten, der Bearbeitung der Oberseite 7 des Werkstücks 2 dienenden Drehlage und einer zweiten, der Bearbeitung der Unterseite 8 des Werkstücks dienenden Drehlage verstellbar. Damit das Werkstück 2 in beiden Drehlagen für das Werkzeug erreichbar ist, weist die Werkstückauflage 6 eine Öffnung 9 als Zugang zu der der Werkstückauflage 6 zugewandten Seite des Werkstücks 2 auf.
Dem Futterkörper 3 ist eine Werkstückabstützung 10 zugeordnet, die zwischen einer ersten, der Abstützung der Unterseite 8 des Werkstücks 2 in der ersten Drehlage dienenden Stellung (1) und einer zweiten, der Abstützung der Oberseite 7 des Werkstücks 2 in der zweiten Drehlage dienenden Stellung, verstellbar ist.
Der Futterkörper 3 ist durch eine Drehung um seine Längsachse zwischen der ersten Drehlage und der zweiten Drehlage verdrehbar. Die Verstellung der Werkstückabstützung 10 erfolgt um eine Achse, die senkrecht zu der Längsachse des Futterkörpers 3 und parallel zu der durch die Werkstückauflage 6 definierten Ebene orientiert ist. Aus den 1 und 2 ist die Verstellung der Werkstückabstützung ersichtlich, zur Werkstückbearbeitung muss in 2 der Futterkörper noch in die zweite Drehlage verdreht werden.
5 zeigt einen Längsschnitt durch das Spannfutter 1 mit dem Futterkörper 3 in der ersten Drehlage und der Werkstückabstützung 10 in der zweiten Stellung. Aus dieser 5 ist dabei ersichtlich, dass die Werkstückabstützung 10 zwei Ausgleichselemente 11 aufweist, die vorgesehen sind, um eine planparallele Anlage der Werkstückabstützung 10 und damit eine effektive flächige Abstützung des Werkstücks 2 zu erzielen. 5 zeigt auch, dass die Werkstückabstützung 10 halbmondförmig mit einem hervorstehenden Achslager 12 gestaltet ist, zu dem benachbart die Ausgleichselemente 11 in Aufnahmen 13 pendelnd bzw. schwimmend gelagert sind.
9 in Verbindung mit 10 lässt weiterhin erkennen, dass Leitungen 14 durch die Werkstückabstützung 10 und die Ausgleichselemente 11 zu Mündungen an der dem Werkstück 2 zuweisenden Seite geführt sind. Diese Leitungen 14 sind mit einer Unterdruckquelle verbindbar, umso weiterhin die Anlage des Werkstücks 2 an den Ausgleichselementen 11 zu fördern. Mit diesen Leitungen 14 lässt sich auch kontrollieren und dabei als Parameter in der Steuerung berücksichtigen, ob ein Werkstück 2 anliegt bzw. korrekt anliegt. In den 5, 6 und 10 ist ersichtlich, dass die Werkstückabstützung 10 durch die Öffnung 9 passende Anlageflächen 16 aufweisen, umso die Dicke der Werkstückauflage 6 überbrücken zu können, wenn die der Werkstückauflage 6 zugewandte Seite des Werkstücks der Abstützung bedarf.
An den Spannbacken 5 und der Werkstückauflage 6 sind Gegenlager 17 ausgebildet um, durch an den Ausgleichselementen 11 angeordneten Lagern 18, eine zu große Krafteinleitung auf das Werkstück 2 sicher zu vermeiden.
Mit Bezugnahme auf die 7 und 8 wird erläutert, dass in den Grundschenkeln 19 der U-förmigen Träger 4 Zylinderkammern 20 ausgebildet sind. In diesen Zylinderkammern 20 sind durch Druckmittel verstellbare, eine Zahnreihe 21 aufweisende Stellkolben 22 angeordnet, die zur Realisierung einer Drehkopplung mit einem Ritzel 23 zusammenwirken, das auf der Achse der Werkstückabstützung 10 angeordnet ist. Dem Stellkolben 22 ist zur weichen Annäherung an die Endlage ein Stoßdämpfer 24 zugeordnet.
Im folgenden wird nun noch kurz die Spannung und Bearbeitung eines dünnwandigen Werkzeugstücks 2, nämlich einer Platine geschildert. Dazu wird die Platine auf der Werkstückauflage 6 positioniert und durch die als Spannfinger ausgebildeten Spannbacken 5 gespannt. Für die nachfolgende Bearbeitung des Werkstücks 2 liegt damit die Einspannung fest. Die Werkstückabstützung 10 wird in die erste Stellung verstellt, in der die Unterseite 8 des Werkstücks 2 abgestützt ist. Die Abstützung erfolgt gemäß der 6 durch die Ausgleichselemente 11, wobei die planparallele Abstützung zusätzlich gefördert wird, indem durch die Leitungen 14 ein Unterdruck auf das Werkstück 2 einwirkt.
Nach der Bearbeitung des Werkstücks 2 wird der Futterkörper 3 aus der ersten Drehlage in die zweite Drehlage verdreht und die Werkstückabstützung 10 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung verstellt. Nachdem die Werkstückabstützung 10 in der zweiten Stellung zur Anlage an das Werkstück 2 gekommen ist, wird erneut der Unterdruck erzeugt und so die korrekte Anlage des Werkstücks 2 an dem Ausgleichselement 11 kontrolliert und sichergestellt, so dass mit der zuvor schon bestehenden Spannung des Werkstücks 2 auch die zweite Seite bearbeitet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Spannfutter
2: Werkstück
3: Futterkörper
4: U-förmiger Träger
5: Spannbacken
6: Werkstückauflage
7: Oberseite
8: Unterseite
9: Öffnung
10: Werkstückabstützung
11: Ausgleichselemente
12: Achslager
13: Aufnahme
14: Leitung
16: Anlagefläche
17: Gegenlager
18: Lager
19: Grundschenkel
20: Zylinderkammer
21: Zahnreihe
22: Stellkolben
23: Ritzel
24: Stoßdämpfer

Claims

Spannfutter zum Spannen dünnwandiger Werkstücke (2), mit einem Futterkörper (3), einer dem Futterkörper (3) zugeordneten Werkstückauflage (6) und mindestens zwei am Futterkörper (3) gelagerten, relativ zur Werkstückauflage (6) verstellbaren Spannbacken (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Futterkörper (3) zwischen einer ersten, der Bearbeitung der Oberseite (7) des Werkstücks (2) dienenden Drehlage, und einer zweiten, der Bearbeitung der Unterseite (8) des Werkstücks (2) dienenden Drehlage verstellbar ist, und dass die Werkstückauflage (6) eine Öffnung (9) als Zugang zu der Unterseite (8) des Werkstücks (2) aufweist.
Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannfutter (1) eine Werkstückabstützung (10) zugeordnet ist, die zwischen einer ersten, der Abstützung der Unterseite (8) des Werkstücks (2) in der ersten Drehlage dienenden den Stellung und einer zweiten, der Abstützung der Oberseite (7) des Werkstück (2) in der zweiten Drehlage dienenden Stellung verstellbar ist.
Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Futterkörper (3) durch eine Drehung um seine Längsachse zwischen der ersten Drehlage und der zweiten Drehlage verdrehbar ist, und dass die Verstellung der Werkstückabstützung (10) um eine Achse vorgesehen ist, die senkrecht zu der Längsachse des Futterkörpers (3) und parallel zu der durch die Werkstückauflage (6) definierten Ebene orientiert ist.
Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückabstützung (10) zwei Ausgleichselemente (11) zur planparallelen Abstützung des Werkstücks (2) aufweist.
Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückabstützung (10) halbmondförmig mit einem hervorstehenden Achslager (12) gestaltet ist, zu dem benachbart die Ausgleichselemente (11) in Aufnahmen (13) schwimmend gelagert sind.
Spannfutter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Unterdruckquelle verbindbare Leitungen durch die Werkstückabstützung und die Ausgleichselemente zu Mündungen an der dem Werkstück zuweisenden Seite geführt sind.
Spannfutter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücksabstützung (10) durch die Öffnung (9) passende Anlageflächen (16) aufweist, und dass an den Spannbacken (5) und der Werkstückauflage (6) Gegenlager (17) ausgebildet sind für an den Ausgleichselementen (11) angeordnete Lager (18).
Spannfutter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse der Werkstückabstützung (10) mindestens ein Ritzel (23) angeordnet ist zur Realisierung einer Drehkopplung mit einem zugeordneten, im Futterkörper (3) in einer Zylinderkammer (20) angeordneten und in der Zylinderkammer (20) durch Druckmittel verstellbaren, eine Zahnreihe (21) aufweisenden Stellkolben (22).
Spannfutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stellkolben (22) ein Stoßdämpfer (24) zur weichen Annäherung an die Endlagen zugeordnet ist.
Spannfutter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Futterkörper (3) zwei U-förmige Träger (4) angeordnet sind, in deren Grundschenkel (19) die Zylinderkammern (20) mit dem zugeordneten Stellkolben (22) und zwischen deren freien Enden die Spannbacken (5) angeordnet sind.
Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (5) als senkrecht zur Ebene der Werkstückauflage (6) verstellbare Spannfinger gestaltet sind.