DE2840129C2 - Vorrichtung zum Aufspannen eines Werkstückes auf einem Werkzeugmaschinentisch - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufspannen eines Werkstücks auf einem Werkzeügma* schinenlisch mit einem am Werkzeugmaschinentisch befestigten, plattenförmigen Werkstückträger mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 bzw, 2,

Eine derartige Vorrichtung beschreibt die DE-OS 21 44466. Dort ist keine Möglichkeit gegeben, den Werkstückträger in seiner Ebene einzustellen. Sofern das betreffende Werkstück nur mit einem einzigen Gewindestift am Werkstückträger zu befestigen ist, mag dies noch angehen. Erfolgt die Befestigung aber üblicherweise über mehrere Gewindestifte, so müssen die Gewindebohrungen für die Gewindestifte im Werkstück sehr genau angelegt werden, andernfalls ein genaues Aufspannen des Werkstücks auf dem Werkzeugmaschinentisch bei dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich ist.

Hier hat eine gewisse Abhilfe eine Vorrichtung geschaffen, die in der DE-AS 19 03 576 beschrieben ist. Der Werkstückträger kann dort in cartesischen Koordinaten in seiner Ebene eingestellt werden. Hierfür iind zwei übereinander angeordnete und aneinander beziehungsweise am Werkzeugmaschinentisch geführte Schlitten vorgesehen, die jeweils rechtwinklig zueinander eingestellt werden können. Dies ist aber konstruktiv relativ aufwendig, insbesondere weil die insgesamt vorgesehenen drei Führungen nur ein geringes Spiel haben dürfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 2 dahingehend auszugestalten, daß die Einsätze des Werkstückträgers so angeordnet und ausgebildet sind, d-iß sie auch zur Aufnahme von m.< dem Werkstück verbundenen Spannbolzen oder dergleichen geeignet sind, wenn die Spannbolzen oder dergleichen nicht im wesentlichen mit den Bohrungsachsen der Einsätze fluchten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Maßnahmen der Patentansprüche 1 beziehungsweise 2.

\s Dadurch wird eine Einstellmöglichkeit in Polarkoordinaten geschaffen, wozu die ohnedies vorhandenen Einsätze lediglich drehbar gelagert und mit dem Befestigungsschlitz versehen werden müssen Die neuartige Vorrichtung ist daher auch konstruktiv einfach aufgebaut. Zur Befestigung ν jies Werkstücks an der neuartigen Vorrichtung werden in bestimmten Bereichen an einer Grundfläche des Werkstücks Gewindebohrungen angelegt, über die dann mit zugehörigen Gewindebolzen, die in die Befestigungs-

4j schlitze gesteckt werden, das Werkstück auf dem Werkzeugmasch,' entisch aufgespannt wird. Sollten die Gewindebohrungen im Werkzeug nicht genau an ihrer Sollstelle angelegt worden sein, so können diese Ungenauigkeiten durch eine entsprechende Drehung

vi der Einsätze beziehungsweise Verschiebung der Gewindebolzen in ihren Befestigungsschlitzen kompensiert werden.

Durch die bevorzugten Maßnahmen nach Anspruch 3 wird auf konstruktiv einfache Weise erreicht, daß der

« Finsatz drehbar im Werkstückträger gehalten ist

Die F.rfindung wird im folgenden anhand von Ausfühn,ngsbeispielen näher erläutert Es zeigt

Fig. I perspektivisch eine Ansicht einer ersten Ausführungsform der neuartigen Vorrichtung.

MJ F ι g. 2 die Anordnung nach Fig. 1 mit einem aufgespannten Werkstück und einem angedeuteten Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks,

Fig,3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt längs der Linie3^3 von Fig. 1,

F i g. 4 eine Teilansicht auf den Werkstückträger Von Fig.!,

Fig.5 einen Schnitt längs der Linie 5*5 Von Fig.4, wobei zur besseren Verdeutlichung im unteren Teil Von

F i g. 5 der Einsatz freigelegt gezeichnet ist,

Fig.ß perspektivisch eint* zweite Ausführungsform der neuartigen Vorrichtung, wobei die Einsätze auf einem Kreis angeordnet sind, zur Verwendung der Vorrichtung bei einer Drehbank,

F i g. 7 ebenfalls perspektivisch eine dritte Ausführungsform der neuartigen Vorrichtung,

Fig.8 in einer auseinandergezogenen Darstellung einen der Einsätze nach F i g. 7,

Fig.9A einer, vergrößerten Schnitt längs der Linie 9-9 von F i g. 7 in der Grundstellung der Vorrichtung,

Fig.9 einen Schnitt entsprechend Fig.9A in der Arbeitsstellung der Vorrichtung,

Fig. 10 perspektivisch eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig.8 in zusammengesetziem Zustand, von der Unterseite her gesehen.

In Fig. 1-5 ist eine Aufspannvorrichtung 10 mit einem Werkstückträger 11 mit einer Auflagefläche 12 und einer Innenfläche 13 gezeigt. Der Werkstückträger 11 ist im wesentlichen rechteckig und hat Längskanten 16 beziehungsweise 17 und Seitenkanten 18 beziehungsweise 19.

Eine Grundplatte 20 hat eine Oberseite 21 und eine Unterseite 22. Sie ist mit dem Werkstückträger 11 starr verbunden.

Ein Werkzeugmaschinentisch 23 hat eine Haltefläche 26 für die Vorrichtung 10. Hierzu ist eine Vielzahl von parallelen und sich in Längsrichtung erstreckenden T-förmigen Schützen 27 vorgesehen.

Der Werkstückträger 11 ist mit der Platte 20 über Seitenplatten 30,31 verbunden.

Zur Befestigung der Vorrichtung 10 am Werkzeugmaschinentisch können auch — wie Fig. 7-10 zeigen — in der Vorrichtung 10 Einschnitte 70 vorgesehen sein, mit denen die Vorrichtung 10 über Schlitze 51 und in die T-förmigen Schlitze 27 eingesetzten T-Muttern 72 befestigt wird. Hierzu sind ferner Profilschlitze 71 mit Kappenschrauben 73 vorgesehen, die Köpfe 74 haben, die in einem Einschnitt 70 eingreifen.

Fig. 2 zeigt ein an einer Spindel 29 gehaltenes Werkzeug Ti zur Bearbeitung eines an der Vorrichtung 10 befestigten Werkstücks 57.

Mehrere Einsätze 32 sind in den Träger 11 eingesetzt. Jeder Einsatz 32 hat eine zylindrische Außenfläche 33. die drehbar in einer Durchgangsbohrung 34 des Trägers gehalten ist. Jeder Einsatz 32 ist um eine Symmetrieachse A drehbar. In jeden Einsatz ist o>ne Befestigungsschraube 75 für das Werkstück 57 eingesetzt (vgl. F ι g. 8, 9,9A). Durch die Einsätze 32 wird das Werkstück 57 fest gegen die Auflagefläche 12 gezogen. Dies wird weiter unten noch näher erläutet l.

Jede Bohrung 34 schließt eine Gegenbohrung 37 ein, die sich voi der Innenfläche 13 nach innen erstreck! und die in einer Ringschulter 38 endet. Die Außenfläche 33 des Einsatzes 32 umfaßt einen ersten zylindrischen Abschnitt 39 und einen vergrößerten zweiten zylindrischen Abschnitt 40 mit einer Ringschulter 41, die sich radial d.i/wischen erstreckt. Der Kontakt zwischen der Ringschulter 38 und der Ringschulter 41 begrenzt die axiale Bewegung des Einsatzes 32 in Richtung auf die Auflagefläche 12. wie durch den Pfeil B angedeutet wird. Der erste Abschnitt 39 weist fernerhin eine Ö*Ring* Dichtung 76 auf, die in einer Rille 77 sitzt, die in dem ersten Abschnitt 39 neben der vorderen Stirnfläche 42 ausgebildet ist (vgl, F i g. 9,9A),

Es wird bevorzugt, wenn die Vordere Stirnfläche 42 gegenüber der Auflagefläche 12 um ein geringes Maß zurückspringt, beispielsweise um etwa 0,i mm. Eine Rille 44 ist im Werkstückträger 11 ausgebildet und erstreckt sich radial nach außen. Ein gespaltener Haltering 47 ist in die Rille 44 eingesetzt. Der Halteriiig

47 erstreckt sich radial nach innen und liegt an einer Stirnfläche 43 des Einsatzes an. Dadurch hält er den Einsatz im Werkstückträger.

Insbesondere die Fig.4 und 5 zeigen, daß jeder

Einsatz 32 Befestigungsmittel für ein Werkstück hat. Ein Befestigungsschlitz 48 erstreckt sich axial durch den

in Einsatz 32 und auch in radialer Richtung. Er endet radial an der Ringschulter 41. Ein inneres Ende 49 des Schlitzes

48 ist vorzugsweise halbzylindrisch um die Achse A ausgebildet. Ein in den Schlitz eingesetzter Gewindebolzen 71 in Fig. 6 oder 75 in Fig. 7-10 kann in seiner

\h Lage relativ zum Träger 11 durch die radiale Anordnung des Bolzens 71 im Schlitz 48 und durch die Drehung des Einsatzes 32 bestimmt werden. Der Bolzen kann also eine beliebige Lage innerhalb der Bohrung 34 einnehmen. Der Befestigungsschlitz 48 ist an seiner einen Seite von einer öffnung 51 her zugänglich.

Gewindelöcher 52 können im Eir-:tz 32 vorgesehen sein und bilden eine weitere Möglichkeit für die Befestigung aus.
Zusätzlich können zur Befestigung T-profilförrr.ige Schlitze 53 und 54 vorgesehen sein. Diese Schlitze befinden sich zwischen den Einsätzen 32.

Beim Anziehen der Gewindebolzen 71, 75 oder anderer Befestigungsmittel wird die Schulter 38 fest gegen die Schulter 41 gezogen und die Grundfläche des

jo Werkstücks 57 wird fest gegen die Fläche 12 gezogen.

F i g. 6 erläutert eine weitere Ausführungsform der neuartigen Aufspannvorrichtung 60. Diese Vorrichtung ist insbesondere zur Verwendung an einer Drehbank 61 oder einer anderen Werkzeugmaschine geeignet die

j-, eine sich drehende Spindel hat. Die Drehbank 61 hat ein Bett 62 und einen Spindelstock 63. der eine Spindel 64 dreht. Weitere Bauelemente der Drehbank brauchen nicht erläutert zu werden, weil sie bekannt sind.

Die Vorrichtung 60 hat einen zylipderfö^rmigen Werkstückträger 67 mit einer Auflagefläche 68 und einer rückwärtigen Fläche 69.

'ti folgenden wird die Ausführungsform nach F i g. 7 - 10 erläutert. Ein Ring 78 umgibt den Einsatz 32. Ein Stellring 79 umgibt den Ring 78 und ist in der Gegenbohrung 37 angeordnet.

Der Ring 78 hat eine Außenfläche 80. eine Innenfläche 81 und Stirnflächen 82 und 83. Eine Gegenbohrung 84 erstreckt sich nach innen und endet in einer Ringschulter 85. Der Einsatz 32 und der Ring 78

in sind gegeneinander in einer Bewegungsrichtung durch die Anlage der Schulter 86 an der Schulter 85 verriegelt. Ein Stift 864 ist in eine öffnung 87 des Ringes 78 eingepaßt. Ein vorstehender Teil des Stiftes 86 ist gleitend in einer Bohrung 88 des Trägers 11

·>■; aufgenommen. Dadurch wird eine Drehung des Ringes 78 relativ zum Träger 11 verhindert.

Der Stellring 79 hat eine zylindrische Außenfläche 89. eine zylindrische Innenfläche 90 und Stirnflächen 91 und 92. Er ist drehbar innerhalb der Gegenbohrung 37 gelagert. Die Stir-fläche 91 liegt an der Ringschulter 38 an. Der Ring 47 nimmt die Stirnfläche 92 auf und hält dadurch den Stellring 79 in der Gegenbohrung 37.

Der Ring 78 und der Stellring 79 kämmen miteinander, so daß eine Längsbewegung längs der Achse A infolge einer Drehung des Stellringes 79 dem Ring 78 mitgeteilt v. ird.

Hierzu ist ein Außengewinde 95 am Ring 78 Vorgesehen, das in ein Innengewinde 96 am Stellring 79

eingreift.

Mehrers radiale Bohrungen 97 sind im Stellring 79 vorgesehen, Ein Stab 98 mit einem Handgriff 100 wird mit seinem Eingriffsende 99 zum Drehen des Stellringes in eine der Bohrungen 97 eingesteckt. Der Stab 98 reicht durch eine Ausnehmung 101Λ im Träger 11, die ausreichend breit ist, um wenigstens zwei Bohrungen 97 freizulegen.

Eine ringförmige Umfangsrille 101 ist in der Gegenbohrung 84 des Ringes 78 vorgesehen. Eine Bohrung 102 erstreckt sich radial nach innen vom Abschnitt 40 des Einsatzes 32 aus. Sie fluchtet mit der Rille 101. Eine Gewindebohrung 103 erstreckt sich nach innen vom Ende 43 des Einsatzes 32 und geht in die radiale Bohrung 102 über. Kugeln 104 sind in die Bohrung 102 eingesetzt. Die Bewegung der Kugeln 104 in der Bohrung 102 ist durch einen Gewindestift 105 begrenzt, der in die Gewindebohrung 103 eingeschraubt ist. Wie sich insbesondere aus F i g. 9 ergibt, ist dort der Gewindestift 105 in die (jewindebohrung eingeschraubt und liegt an der innersten Kugel 104 an, wodurch die äußere Kugel 104 in die Rille 101 gedruckt wird. Die äußere Kugel 104 befindet sich teilweise innerhalb der Rille 101 und teilweise innerhalb der Bohrung 102. Die Rille 101 ist eine Laufbahn für die äußere Kugel 104 beim Drehen des Einsatzes 32 relativ zum Ring 78. Diese Anordnung verhindert eine axiale Bewegung des Einsatzes 32 relativ zum Ring 78. Wird der Gewindestift 105 aus der Gewindebohrung zurückgeschraubt, so sind beide Kugeln 104 frei und können sich vollständig innerhalb der Bohrung 102 bewegen. Dadurch kann der Einsatz 32 vom Ring 78 in einer Richtung hinweg von der Auflagefläche 12 der Platte 11 bewegt werden.

Die Befestigungsschraube 75 hat ein Stiftteil 106 mit Enden 107 beziehungsweise 108. Das erste Ende 107 des Stiftes 106 erstreckt sich über das erste Ende 42 des Einsatzes 32 hinaus. Das zweite Ende 108 des Stiftes 106 erstreckt sich über das zweite Ende 43 des Einsatzes 32 hinaus. Der Stift ist innerhalb der länglichen öffnung 48 zwischen einer Ausgangsposition, in der er mit der Achse A fluchtet, und verschiedenen gewellten Positionen beweglich, die einen Abstand von der Achse A höh™ An tipr <in'\typ hat dip ^fhraiihp T\ pinpn

Gewindeabschnitt 109. der in einer Schulter 110 endet. Mittig sind einander entgegengesetzt angeordnete und parallele Flachseiten 110 so ausgebildet, daß ein üblicher Schraubenschlüssel aufgesteckt werden kann, mit dem die Schraube 75 gedreht werden kann.

Eine Umfangsrille 112 mit einer radialen Schulter 113 ist am unteren Ende 108 ausgebildet. Ein Betätigungselement 114 mit gabelförmigen Fortsätzen 115 und 116 hat einen länglichen Schlitz 117, mit dem das Betätigungselement 114 in die Rille 112 eingesetzt werden kann. Ein Stab 119 erstreckt sich vom Betätigungselement 114 und endet in einem Handgriff 120. Das Betätigungselement 114 greift ebenfalls durch die Ausnehmung 101A

Die Funktionsweise der Aufspannvorrichtung nach F i g. 7 —10 ist wie folgt: zunächst wird der Träger 11 auf den Tisch 23 aufgelegt, wobei die Fläche 13 an der Fläche 26 anliegt Unter Verwendung der Muttern 72 und der Kappenschrauben 73 wird die Vorrichtung am Tisch 23 befestigt. Die Grundfläche des zu bearbeitenden Werkstücks 57 hat in die Fläche eingeschnittene Gewindelöcher. Im allgemeinen sind zwei oder mehr solche Gewindelöcher für eine ausreichende Befestigung notwendig.

Der Gewindeabschnitt 109 der Schraube 75 wird dann mit Hilfe des Schraubenschlüssels 114— 119 in eine der Gewindebohrungen des Werkstücks eingeschraubt und angezogen. Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, daß jeder Einsatz 32 die in Fig.9A dargestellte Ausgangsposition einnimmt. Die Stirnfläche 82 des Ringes 78 liegt an der Ringschulter 38 der Gegenbohrung 37 an. Die Stirnfläche 42 des Einsatzes 32 fluchtet mit der Auflagefläche 12 des Trägers 11. Beim Aufspannen des Werkstücks werden die Einsätze 32 solange wie notwendig gedreht, um die öffnungen 48 zur Flucht mit ihren Schrauben 75 zu bringen. Anschließend wird der Schlüssel 114—119 durch die

Ausnehmung iöi/i gesiecki und greift in die Rule

der Schraube 75 ein. Dies wird wiederholt, bis jeder Stift 106 mit seinem Schlüssel verbunden ist.

Danach wird jeder Stellring 79 mittels des Werkzeugs 98 gedreht, und zwar bis entweder keine weitere

>5 Bewegung des Stellringes 79 bemerkt wird oder bis das Werkzeug 98 an der Wand der Ausnehmung 10M anstößt. Im letzteren Fall wird das Werkzeug 98 aus der betreffenden Bohrung 97 herausgezogen und in die folgendi Bohrung 97 eingesetzt, worauf die Bewegung

jn wiederholt wird. Bei der Drehung des Stellringes 79 wird der Ring 78 axial in Richtung weg von der Ringschulter 38 bewegt. Die Ringschulter 85 des Stellringes 79 liegt an der Ringschulter 86 des Einsatzes 32 an und bewegt den Einsatz längs der Achse A in

j> Richtung hinweg von der Fläche 12 des Trägers 11. Die Schraube 75 bewegt sich hierbei ebenfalls längs der Achse A in einer Richtung hinweg von der Fläche 12, weil die Stirnfläche 43 des Einsatzes 32 am Schlüssel 114—119 anliegt. Der Schlüssel wiederum liegt an der

»ι radialen Schulter 113 an. Die axiale Bewegung der Schraube 106 und des Einsatzes 32 entsprechend der Drehung des Stellringes 79 bewirkt also, daß die Grundfläche dei Werkstücks 57 fest Eceen die Fläche 12 gezogen wird.

•15 F i g. 9 zeigt die Befestigung in der endgültigen Aufspannposition. Der Einsatz 32 wird also in einer Richtung weg von der Fläche 12 bewegt, bis zwischen der Stirnfläche 43 und der Fläche 115 Kontakt besteht. Die Kraft dieses Kontaktes muß ausreichen, um das Werkstück festzuspannen. Die Aufspannvorrichtung kann so konstruiert sein, daß die Bewegung des Einsatzes 32 längs der Achse A lediglich einige ..chntel Millimeter beträgt.

Der Winkel, um den der Stellring 79 zwischen der

v> Grundstellung und der Arbeitsstellung gedreht werden muß, hängt im wesentlichen vom Steigungswinkel der Verzahnung zwischen den Ringen 78 und 79 ab. Beim Ausführungsbeispiel wird bei einer Drehung des Stellringes 79 um 45° der Einsatz 32 etwa 0,2 mm weit

h" längs der Achse A bewegt. Das Lösen des Werkstücks erfolgt entsprechend.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufspannen eines Werkstücks auf einem Werkzeugmaschinentisch mit einem am Werkzeugmaschinentisch befestigten, plattenförmigen Werkstückträger mit Durchgangsbohrungen, in denen sich Einsätze befinden, die mit dem zu bearbeitenden Werkstück lösbar verbindbar sind, die in axialer Richtung verspannbar sind und die mit zur Aufspannfläche des Werkstückträgers hin ausmündenden öffnungen versehen sind, in weiche mit dem zu spannenden Werkstück fest verbindbare Spannbolzen oder dergleichen einführbar sind, die in den Einsätzen gegen axiales Herausziehen verriegelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (32) in ihren Bohrungen (34) um ihre Längsachse (A) drehbar gelagert sind und jeweils einen sich in radialer Richtung erstreckenden

Befestigungsschlitz (48) aufweisen, der vom Rand des Einsatz.«..» (32) bis über dessen Symmetrieachse (A) reicht und in axialer Richtung durch den Einsatz hindurchgeht, und daß die Spannbolzen (106) oder dergleichen mittels Befestigungselementen (114) gegen das axiale Herausziehen verriegelbar sind, die durch seitliche Öffnungen (ίΟΙΑ) in den Werkstückträger (11) einführbar sind und die jeweils eine Verriegelungsfläche (114) haben, die sich an eine Schulter (113) des betreffenden Spannbolzens oder dergleichen anlegt

2. Vorrichtung zum Aufspannen eines Werkstücks auf einem V'°ikzeugmaschinentisch mit einem am Werkzeugmaschinentisch befestigten, plattenförmigen Werkstuckträger mit Durchgangsbohrungen, in denen sich Einsatze befinden, die mit dem zu bearbeitenden Werkstück lösbar verbindbar sind, und die mit zur Aufspannfläche des Werkstückträgers hin ausmündenden öffnungen versehen sind, in welche mit dem zu spannenden Werkstück fest verbindbare Spannbolzen oder dergleichen einführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle von Werkstückträgern, die im Bereich der Einsätze (32) von der Rückseite her frei zugänglich sind, die Einsätze (32) in ihren Bohrungen (34) um ihre Längsachse drehbar gelagert sind und jeweils einen sich in radialer Richtung erstreckenden Befestigungsschhtz (48) aufweisen, der vom Rand des Einsatzes (32) bis über dessen Symmetrieachse (A) reicht und in axialer Richtung durch den Einsatz hindurchgeht.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der t-.insaiz (32) mit einer Ringschulter (41) an einer Rin^schulter (38) des Werkstückträger (11) anliegt und mit einer in eine Umfangsnut des Werks'ückträgers eingesetzten Halterung (47) im Werkstuckträger gehallen ist