DE2822828B2 - Einspann- bzw. Haltevorrichtung für Werkstücke - Google Patents
Einspann- bzw. Haltevorrichtung für WerkstückeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einspann- bzw. Haltevorrichtung für Werkstücke wie Turbinenschaufeln und
dergleichen für deren Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen mit einem das Werkstück teilweise umgebenden,
auf der Werkzeugmaschine festspannbaren Werkstückhalteblock, der aus einem verflüssigbaren Werkstoff
besteht und der durch Umgießen des Werkstückes herstellbar und dabei mit diesem fest verbindbar ist,
sowie mit einer Einrichtung zum Wiederablösen der Werkstückhalteblockes vom Werkstück.
Nach dem Gießen oder Schmieden einen Turbinenoder Kompressorschaufel muß mindestens ein Ende der
Schaufel geschliffen oder geräumt werden. Um die Schaufel für die Bearbeitung genau auszurichten, wird
sie in einem Block oder einer Ummantelung aus Metall, vorzugsweise einer Zinn-Blei-Antimonlegiermg eingekapselt.
Die Schaufel kann zum Räumen vollständig
ίο eingekapselt werden. Es kann aber auch wenigstens ein
Schaufelende aus dem Block vorstehen. Dann wird der Block in einer Räum-, Schleif- oder Fräsmaschine
eingespannt und das Ende der Schaufel bearbeitet
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist
ι> beispielsweise aus der US-PS 37 90 152 bekannt. Bei der
bekannten Vorrichtung wird das Werkstück zunächst mit einem aushärtbaren Kunststoff überzogen, der eine
Verbindung zwischen dem Werkstoff und dem Metall des Blockes herstellen soll. Nach dem Abschmelzen des
Blockmetalles muß dann die Kunststoffschicht entfernt werden, was umständlich und zeitraubend ist. Wird ohne
eine derartige Kunststoffschicht gearbeitet, bleibt wegen der Temperatur, die zum Schmelzen des Blockes
verwendet werden muß, manchmal etwas Metall von
·» dem Block an dem Werkstück hängen. Bei einer
Turbinenschaufel beispielsweise müssen jedoch alle haftenden Teilchen entfernt werden, weil auf der
Schaufel verbliebene Verunreinigungen die Schaufel im Betrieb zerstören würden. Eine sichere Beseitigung aller
tu Spuren von Fremdstoffen ist aber schwierig und kostspielig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die
es ermöglicht, das Werkstück aus dem Werksiückhalte-
fi block zu befreien, ohne daß eine Nachbearbeitung des
Werkstückes erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einander gegenüberliegenden Seitenwänden des
Werkstückhalteblockes mehrere parallele Schlitze an-
4<> gebracht sind, die zwischen sich Rippen bilden, in jeder
Seitenwand abwechselnd von gegenüberliegenden Rändern der Seitenwand ausgehen und jeweils an einer das
Ende einer Rippe bildenden Lagerfläche und im Bereich einer Querschnittsebene des Werkstücks sowie eines in
■r> dieser liegenden Sollbruchquerschnines des Werkstückhalteblockes
endigen, und daß die Einrichtung zum Wiederablösen des Werkstückhalteblockes vom Werkstück
ein mechanisches Werkzeug ist, welches in die Schlitze einführbar ist, um den Werkstückhalteblock in
vi seinem Sollbruchquerschnitt zu zerbrechen.
Dadurch, daß der Werkstückhalteblock längs eines Sollbruchquerschnittes zerbrochen wird, wird das
Werkstück also ohne Schmelzen des Blockmaterials befreit. Dadurch besteht auch keine Gefahr, daß
v, Material an dem Werkstück hängenbleiben kann. Gleichzeitig hat die erfindungsgemäße Ausbildung des
Werkstückhalteblockes noch einen weiteren wesentlichen Vorteil: Bei bestimmten, zum Einspannen von
Werkstücken verwendeten Metallen tritt eine Schrump-
ho fung des Werkstückhalteblockes bei der Abkühlung auf.
Die Schrumpfung in seitlicher Richtung verstärkt zwar den Griff des Blockes am Werkstück, die Schrumpfung
in Achsrichtung legt jedoch ein weiteres Stück am vorstehenden Ende des Werkstückes frei, wodurch der
w, Halt des Werkstückes für die Bearbeitung beeinträchtigt
wird. Bei dem erfindungsgemäßen Werkstückhalteblock dagegen wird durch die Anordnung der Schlitze
eine Schrumpfung weitgehend vermieden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das mechanische Werkzeug zwei Stempel, von denen
jeweils nach einer Richtung parallele Zinken abstehen, die ineinandergreifen und in den Schlitzen des
Werkstückhalteblockes aufnehmbar sind, wobei sie an den Lagerflächen zur Anlage kommen, so daß beim
Bewegen der Stempel aufeinander zu der Werkstückhalteblock im Sollbruchquerschnitt zerbricht.
Vorzugsweise sind die Zinken an dem zugehörigen Stempel abnehmbar befestigt Zur sicheren Abstützung
der Zinken weist jeder Stempel einen Haltesockel auf, auf dem die Zinken mit den ihren freien Enden
entgegengesetzten Enden aufsitzen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt Darin zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Darstellung eines einkapselnden Blockes und
einer Vorrichtung zum Zerbrechen der Einkapselung, um das in dem Block eingebettete Werkstück zu
entnehmen;
Kig.2 eine andere perspektivische Ansicht des
Blockes der F i g. 1;
Fig.3 eine Seitenansicht, ähnlich der Fi^. 1, die die
Vorrichtung beim Erfassen des Blocks zeigt:
Fig.4 eine der Fig.3 ähnliche Ansicht, die die 2".
Vorrichtung zum Zerbrechen des Blockes vorgeschoben veranschaulicht;
Fig.5 eine perspektivische Ansicht der Teile des
zerbrochenen Blockes nach Wegnahme des Werkstükkes in auseinandergezogener Darstellung.
Das Ausführungsbeispiel weist zwei ineinandergreifende Stempel auf, die als oberer Stempel 10 und unterer
Stempel 12 bezeichnet werden und die gegen einen Block 14 wirken, der ein Werkstück 16 einkapselt. Der
obere Stempel 10 besteht aus einem rechteckigen r> Körper 18, der einen Haltesockel 20 hat. Mehrere
Zinken 22, die von der Seite her in Rinnen 24 im Körper 18 eingeführt sind, sind in Reihen zu beiden Seiten des
Körpers angeordnet und jede Reihe wird in den Rinnen mittels einer Klemmplatte 26 gehalten, die am Körper
mit Schrauben 28 wegnehmbar befestigt ist. Die Zinken 22 stehen vom Körper 18 nach unten und sind
vorzugsweise an ihren freien Enden 30 zugespitzt mit abgeflachter Spitze. Die Konstruktion des unteren
Stempels 12 entspricht derjenigen des oberen Stempels r, 10. Mehrere Zinken 32 sind seitlich in Rinnen 34 an
beiden Seiten eines Körpers 36 eingesetzt, der einen Haltesockel 38 hat, wobei die Zinken in den Rinnen 34
durch Klemmplatten 40 festgehalten werden, die mit Schrauben 42 lösbar am Körper befestigt sind, und an -,<
> ihren oberen freien Enden 44 sich verjüngen und abgeflacnt sind. Die Enden der Zinken 22 und 32 liegen
an den betreffenden Haltesockeln 20 bzw. 38 an.
Der Block 14 kapselt ein Werkstück 16 ein, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schaufel 52 mit -.--.
einem Endstück 54 in der Form eines »Tannenbaums« ist. Der Block 14 umgibt die Schaufel 52 so, daß das
Endstück 54 aus einer Endwand 56 des Blocks vorsteht, um gefräst zu werden. Das zum Endstück 54
entgegengesetzte Ende 58 der Schaufel 52 schließt mi bündig mit dem Boden einer Einsenkung 60 in der
anderen Endwand 62 des Blocks 14 ab und die Seitenkanten 64 der Schaufel liegen nächst den beiden
Seitenwänden 66 des Blockes. In den beiden gegenüberliegenden Seitenwinden 66 des Blocks 14 sind mehrere h-->
parallele vertikale Schlitze 68 angebracht, um die Zinken 22 des oberen Stempels 10 aufzunehmen. Eine
weitere Gruppe paralleler vertikaler Schlitze 70, die in Längsrichtung und seitlicher Richtung zu den Schlitzen
68 beabuandet sind, sind in den gleichen beiden Wänden
des Blocks geformt, um die Zinken 32 des unteren Stempels 12 aufzunehmen. Die Schlitze 68 und 70 sind
nach dem Muster ineinandergreifender Zinken 22 und 32 gegeneinander versetzt und endigen in odei nahp
einer Ebene, die durch die Kanten 64 der eingekapselten Schaufel 52 gelegt ist Die Schlitze 68 oder die Schlitze
70 sind durch Rippen 72 voneinander getrennt, die in Lagerflächen 74 endigen, gegen welche sich die freien
Enden 30 und 44 der Zinken 22 und 32 anlegen. Vorzugsweise hat jede Lagerfläche 74 einen Abstand
von der durch die Kanten 64 der Schaufel 52 gelegten Ebene, so daß zwischen den sich diagonal gegenüberstehenden
Rippen 72 ein schmaler Steg 76 bleibt. Die Zinken 22 sind so lang, daß, wenn diese Zinken in den
Schlitzen 68 aufgenommen sind, ihre Enden 30 sich gegen die Lagerflächen 74 der betreffenden Schlitze
anlegen. Entsprechend sind auch die Zinken 32 lang genug, daß ihre Enden 44 an den F.tchen 74 der Schlitze
70 anliegen, wenn diese Zinken in die Schlitze eingeschoben sind. Wenn die Zinken 22 und 32 auf den
Lagerflächen 74 der Schlitze 68 und 70 aufsitzen, sind die Haltesockel 20 und 38 vorzugsweise zueinander
para'"el und stehen senkrecht zu den Zinken.
Im Betrieb der Vorrichtung wird der Block 14 des gezeigten Ausführungsbeispiels auf den unteren Stempel
12 gesetzt, so daß die Zinken 32 der Länge nach in den Schlitzen 70 aufgenommen werden und sich gegen
die Endwände 74 der Rippen 72 anlegen. Dann wird der obere Stempel 10 gesenkt, so daß seine Zinken 22 in
Längsrichtung in die Schlitze 68 des Blockes 14 eingeschoben werden, bis sie an den Endwänden 74 der
Rippen 72 anstoßen, wie in F i g. 3 dargestellt.
Um den Block 14 zu zerbrechen, werden die Stempel
10 und 12 noch weiter einander genähert. Dies kann unter Zuhilfenahme einer Presse oder eines Schlagwerkzeugs
geschehen. Unter dem von cien Linken 22 und 32 ausgeübten Druck, der in entgegengesetzten
Richtungen wirksam ist. bricht der Block 14 quer durch die Stege 76 zwischen gegenüberstehenden Rippen 72
an jeder Seitenwand 66 und quer durch die Seitenwand nächst den Seitenkanten 64 dei Schaufel 52 des
Werkstückes entzwei, wie aus F i g. 4 ersichtlich, da dies der schwächste Querschnitt auf jeder Seite 50 des
Blocks ist. Nach dem Zerbrechen des Blocks 14 kann das Werkstück 16 entnommen werden, wenn die beiden
Bruchteile des zerbrochenen Blockes auseinandergenommen worden sind, wie in F i g. 5 zu sehen.
Es i*t leicht pinzusehen, daß auf diese Weise ein
Werkstück jeder geeigneten Form aus einem einkapselnden Block entnommen werden kann. Der Block !4
ist "je gestaltet, daß seine Querschnittsfläche an den
Seitenwänden 66 des Blocks auf beiden Seiten des Werkstücks 16 dünn genug ist. um zu Bii;ch zu gehen,
wobei die Schlitze 68 und 70 demgemäß angeordnet sind. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Form des
Werkstückes so ist, daß ein Bruch in diesem Querschnittsbereich es möglich macht, das Werkstück
wegzunehmen, wenn die beiden Bruchstücke des Blocks voneinander getrennt werden.
Es kann jede passende Anzahl vcn Zinken 22 und 32 an den Stempeln 10 und 12 verwendet werden
zusammen mit den entsprechenden Schlitzen 68 und 70 im Block 14, und die Zinken können ausgewechselt
werden, wozu man die Klemmplatten 26 und 40 abschraubt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht der Block 14 aus einem rechteckigen Körper
und an jedem Stempel 10 und 12 sind parallele Reihen von Zinken 22 bzw. 32 angebracht; doch können der
Block und die Zinken auch eine andere Konfiguration haben, um für ein Werkstück mit vorgegebener Gestalt
das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Auch sind die Stempel 10 und 12 vertikal übereinanderstehend
dargestellt, doch können sie sich auf jeder beliebigen Achse bewegen.
Die Schlitze 68 und "0 können jede geeignete Form haben, um die Zinken 22 und 32 aufzunehmen und
Endwändc 74 zu bilden. Zw;ir können die Stege 76 weggelassen werden, indem die Schlitze 68 und 70 so
weit verlängert werden, daß sie sich treffen, doch werden dadurch die Seitenwände 66 geschwächt, was
ungünstig sein kann, wenn an den Block 14 zur Bearbeitung des Werkstückes hohe Klemmdrücke
angelegt werden.
Zu beachten ist, daß die Schrumpfung des Blockes 14 in axialer Richtung, d. i. die Schrumpfung zwischen den
Endwänden 56 und 62, wenn der Block nach seiner Bildung im ninspritzvcrfahren abgckühll wird, durch die
Anwesenheit der Schlitze 68 und 70 herabgesetzt wird.
Ilicr/u 2 Watt
Claims (5)
1. Einspann- bzw. Haltevorrichtung für Werkstükke wie Turbinenschaufeln und dergleichen, für deren
Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen, mit einem das Werkstück teilweise umgebenden, auf der Werkzeugmaschine
festspannbaren Werkstückhalteblock, der aus einem verflüssigbaren Werkstoff besteht und
der durch Umgießen des Werkstückes herstellbar und dabei mit diesem fest verbindbar ist, sowie mit
einer Einrichtung zum Wiederablösen des Werkstückhalteblockes vom Werkstück, dadurch gekennzeichnet,
daß in einander gegenüberliegenden Seitenwänden (66) des Werkstückhalteblokkes (14) mehrere parallele Schlitze (68, 70)
angebracht sind, die zwischen sich Rippen (72) bilden, in jeder Seitenwand (66) abwechselnd von
gegenüberliegenden Rändern der Seitenwand (66) ausgehen und jeweils an einer das Ende einer Rippe
(72) bilöeaden Lagerfläche (74) und im Bereich einer
Querschnittsebene des Werkstücks (52) sowie eines in dieser liegenden Sollbruchquerschnittes des
Werkstückhalteblockes (14) endigen, und daß die Einrichtung zum Wiederablösen des Werkstückhalteblockes
(14) vom Werkstück (52) ein mechanisches Werkzeug (10,12) ist, welches in die Schlitze (68,70)
einführbar ist, um den Werkstückhalteblock (14) in seinem Sollbruchquerschnitt zu zerbrechen.
2. Einspann- bzw. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von
einem Enii.· des Werkstückhalteblockes (14) ausgehenden
Schlitze (68. 70) anrK.hernd die gleiche Breite haben wie die Rippen (72) zwischen den von dem
jeweils anderen Ende des v'erkstückhaiteblockes
(14) ausgehenden Schlitzen (70,68).
3. Einspann- bzw. Haltevorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
mechanische Werkzeug zwei Stempel (10, 12) umfaßt, von denen jeweils nach einer Richtung
parallele Zinken (22, 32) abstehen, die ineinandergreifen und in den Schlitzen (68, 70) des Werkstückhalteblockes
(14) aufnehmbar sind, wobei sie an den Lagerflächen (74) zur Anlage kommen, so daß beim
Bewegen der Stempel (10, 12) aufeinander zu der
Werkstückhalteblock (14) im Sollbruchquerschniit zerbricht.
4. Einspann- bzw. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken
(22, 32) an dem zugehörigen Stempel (10, 12) abnehmbar befestigt sind.
5. Einspann- bzw. Haltevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Stempel (10, 12) einen Haltesockel (20, 38) aufweist und die Zinken (22, 32) mit den ihren freien Enden
(30, 44) entgegengesetzten Enden auf dem jeweiligen Haltesockel (20,38) aufsitzen
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Legal Events
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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