DE2851700C2

DE2851700C2 - Zentrier- und Spannvorrichtung für Werkstückträger (Paletten)

Info

Publication number: DE2851700C2
Application number: DE19782851700
Authority: DE
Inventors: Herbert 8000 München Wasner
Original assignee: FRIEDRICH KESSLER WERKZEUG- und MASCHINENBAU 8032 GRAEFELFING DE; Friedrich Kessler Werkzeug und Maschinenbau 8032 Graefelfing
Current assignee: FRIEDRICH KESSLER and CO 8032 GRAEFELFING DE
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE2851700A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrier- und Spannvorrichtung für Werkstückträger (Paletten) entsprechend den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen.

Durch die US-PS 26 73 386 ist bekannt, den Werkstückträger in der Spannvorrichtung mit Hilfe von zwei vertikal geführten und höhenverstellbaren Zapfen zu zentrieren, die in einer parallel zur Förderrichtung sich erstreckenden Vertikalebene hintereinander angeordnet sind. Die parallel zur Förderrichtung sich erstrekkenden Randbereiche der Werkstückträger sind im Querschnitt C-förmig gestaltet, womit durchlaufende Nuten gebildet werden, in deren Bereich vertikal gerichtete und in der Spannstation schwenkbar angeordnete Spannelemente auf den die Nut nach unten begrenzenden Steg einwirken.

In der Praxis hat sich keine ausreichende Genauigkeit dieser Zentrierung und Verspannung erreichen lassen, selbst wenn das Spiel zwischen den Zentrierzapfen und Zentrierbohrungen lediglich 0.02 mm beträgt. Die Ungenauigkeit ist besonders an den Stellen des zu bearbeitenden Werkstückes unzureichend, die quer zur Führungsrichtung des Werkstückträgers und in erheblicher

Distanz zur Zentrieranordnung liegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Zentrier- und Spannvorrichtung für Werkstückträger im Bereiche einer Werkzeugmaschine so zu verbessern, daß eine wesentlich genauere Bearbeitung des Werkstückes, möglichst in einer Toleranz unterhalb von 0,01 mm ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgab- ergibt sich, ausgehend von der US-PS 26 73 386, aus den kennte zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.

Dabei erweist es sich als zweckmäßig wenn das leistenartige Gehäuseteil elastisch verformbar und der Zentrierzapfen spielfrei im Gehäuseteil geführt ist.
Außerdem empfiehlt es sich, die Spannelemente als

is hydraulische Hubelemente mit vorzugweise rechteckiger Spannfläche ihrer Kolben auszubilden.

Überraschenderweise ist mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine wesentlich genauere Einstellung bzw. Zentrierung des Werkstückträgers gegenüber den Wirkungsachsen oder Wirkungsebenen der Werkzeugmaschine möglich, als dies bisher bekannt gewesen ist. Beim Gegenstand der Erfindung wird zunächst einmal, wie üblich, der Werkstückträger in die Spannstation der Werkzeugmaschine eingefahren und mit Hilfe der vertikai beweglichen Zentrierzapfen zentriert, die in Zentrierbohrungen des Werkstückträgers eingreifen. Im Gegensatz zum Stand der Technik befinden sich aber die Zentrierzapfen und Zentrierbohrungen nicht in Förderrichtung hintereinander, sondern in einer quer dazu sich erstreckenden Vertikalebene, also an einander gegenüberliegenden Seiten des Werkstückträgers. Diese Maßnahme allein reicht aber noch nicht aus, die geforderte Genauigkeit in der Bearbeitung des Werkstückes herbeizuführen. Man muß nämlich davon ausgehen, daß das erforderliche Spiel zwischen den Zentrierzapfen und Zentrierbohrungen einen bedeutenden Fehler darstellt, der die Genauigkeit der Bearbeitung des Werkstückes negativ beeinflußt Mit dem Gegenstand der Erfindung ist es möglich gewurden, dieses Spiel auszugleichen, ohnedaß hierbei erhebliche konstruktive und kostenmäßige Aufwendungen erforderlich sind. Sobald nämlich die Zentrierzapfen in die Zentrierbohrungen eingefahren sind, wird der Werkstückträger beim Gegenstand der Erfindung quer zu seiner Förderrichtung festgespannt indem auf die eine Seite des Werkstückträgers Hubelemente einwirken und gegenüberliegend Anschlagelemcntc vorgesehen sind, gegen welche der Werkstückträger angedrückt wird. Dadurch erfolgt eine Zentrierung der Zentrierzapfen in den Zentrierbohrungen in der quer zur Förderrichtung der Werkstückträger liegenden Vertikalebene, weil die Zentrierzapfen geneigt sind sich bei dieser Querspannbewegung zentrisch zu den Zentrierbohrungen einzustellen. Damit wird aber nur eine Zentrierung und Genauigkeit in einer

Dimension erreicht.

Nach dieser Querverspannung des Werkstückträger erfolgt nun eine Vertikalverspannung mit Hilfe der den Zentrierzapfen benachbarten Spannelemcnte. Diese befinden sich in dem gleichen Gehäuse, in dem der einzelne Zentrierzapfen vertikal beweglich geführt ist. Wenn nun das einzelne Spannelement von oben her gegen den Werkstückträger auftrifft, dann ergibt sich über dem Spanndruck eine reaktive elastische Verformung des Gehäuses, in dem der Zentrierzapfen geführt ist. Diese reaktive Verfoxmung wirkt sich auf den Zentricrzapfen aus, der durch eine ganz geringfügige Bewegung das Restspiel zwischen ihm und der Zentrierbohrung ausfüllt. Da diese vertikalen Spannvorrichtungen einander

gegenüberliegend angeordnet sind, ergibt sich nun ein Ausgleich der Zentrierung in der zweiten Dimension. Dasjenige Gehäuse, welches den geringsten Widerstand erfährt, wird demgemäß sich mehr elastisch deformieren als das andere, gegenüberliegende Gehäuse.

Im Zusammenwirken aller Kräfte ergibt sich tatsächlich eine Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstückes, die in der Praxis in einer Größenordnung unter 0,01 mm gemessen worden ist

Es ist zwar durch die DE-OS 27 46 747 bekannt, einen Werkstückträger quer zur Förderrichtung zu verspannen. Zu diesem Zweck befindet sich an der Unterseite des Werkslückträgers ein vertikal vorstehender Zapfen, gegen den ein in der Spannstation um eine vertikale Achse drehbar gelagerter Hebel mit zwei voneinander distanzierten Andrückelemenlen seitlich einwirkt Auf diese Weise wird zwar auch eine Art Zentrierung erzielt, die aber nur eine Lagefixierung längs der Förderrichlung bewirkt, ohne die mit der Erfindung angestrebte Genauigkeit zu erreichen. Das endgültige Verspannen erfolgt mit einem schräg abwärts auf den einen seitlichen Rand des Werkstückträgers einwirkenden Spannhebel, wobei stiftartige Anschläge miteinander zur Anlage kommen sollen. Mit dieser bekannten Anordnung läßt sich vor allem eine im Winkel genaue Zentrierung nicht herbeiführen.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen innerhalb einer Spannstation der Werkzeugmaschine befindlichen Werkstückträger,

Fig.2 eine Draufsicht auf die Anordnung gem. F i g. 1 und

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Spannstation entlang der Unie HI-HI gem. F i g. Z

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ist ein Werkstückträger 1 im Querschnitt dargestellt der entlang seiner Längsachse eine Reihe von Zylinderrollen 4 aufweist, die von einer Schnecke 5 hintergriffen werde, welche um die Antriebswelle 6 rotiert Diese hier nun beispielsweise angedeutete Antriebstechnik ist Gegenstand einer anderen Erfindung. Jedenfalls wird auf diese Weise der Werkstückträger 1 entlang von Führungen 3 bewegt die in einer Spannstation 2 einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine vorgesehen sind.

Im Bereich dieser Spannstation 2 besteht das Problem, den Werkstückträger 1 zu zentrieren und festzuspanncn, damit das auf dem Werkstückträger 1 festgespanntc (nicht dargestellte Werkstück) mit den geforderten Toleranzen spanabhebend bearbeitet werden kann.

Der Werkstückträger 1 weist zwei Zentrierbohrungen 7 auf, die in einer quer zur Förderrichtung entlang der Führung 3 sich erstreckenden Vertikalebene hintereinander angeordnet sind. In diese Zentrierbohrungen 7 greifen vertikal bewegliche Zentrierzapfen 8, welche in Gehäusen 9 spielfrei geführt sind.

Außerdem befinden sich am Werkstückträger 1 FOhrungsrollcn f 0 (vgl. F i g. 2), welche sowohl in Vertikalrichtung als auch in Querrichtung die Last des beladenen Werkstückträgers 1 während der Förderstrecke zwischen der Be- bzw. Entladestation und der Spannstation 2 einer Werkzeugmaschine aufnehmen. Wie die F i g. 2 zeigt, befinden sich neben dem Gehäuse 9 für die Zentrierzapfen 8 zwei horizontale Spannvorrichtungen II, welche den zentrierte·.! Werkstückträger I in Richtung der Pfeile 21 gegen Anschläge 13 auf der gegenüberliegenden Seite verspannen. Mit dem Pfeil 22 ist die Förderrichtung des Werkstückträgers 1 dargestellt Die Anschläge 13,14 liegen direkt gegenüber den horizontalen Spannvorrichtungen 11,12 und können gegebenen-

falls einstellbar ausgebildet oder mit hydraulischen bzw. pneumatischen Zylindern verbunden sein.

Bei dieser Querverspannung des Werkstückträgers 1 erfolgt eine Zentrierung der Zentrierzapfen 8 in den Zentrierbohrungen 7 in einer Komponente, nämlich

ίο entlang der Pfeile 21. Wenn man davon ausgeht daß zwischen den Zentnerzapfen 8 und den Zentrierbohrungen 7 ein geringes Spiel vorhanden ist dann verursacht die Querverspannung des Werkstückträgers 1 eine Bewegung, weiche dazu führt, die Zentrierzapfen 8 zen-

trisch in den Bohrungsgrund der Zentrierbohrung 7 hineinzudrücken.

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, befinden sich im Gehäuse 9 für den einzelnen Zentrierzapfen 8 zusätzliche, vertikal wirkende Spannvorrichtungen 15,16, die aus einem überkragenden Teil des Gehäuses 9 von oben her gegen den Werkstückträger 1 einwirken.

Wie die F i g. 3~ zeigt weist die einzelne vertikale Spannvorrichtung 15, 16 Kolben 19 auf die über die Druckmittelanschlüsse 20 beaufschlagt werden. Das Auftreffen des einzelnen Kolbens 19 auf dem Werkstückträger 1 bewirkt eine Reaktionskraft die bestrebt ist das Gehäuse 9 vom Werkstückträger 1 abzuheben. Diese Reaktionskraft führt zu einer elastischen Verformung des Gehäuses 9 mit der Folge, daß der darin spielfrei geführte Zentrierzapfen 8 dieser elastischen Verformung folgt und nach dem Prinzip des geringsten Widerstandes eine seitliche Kraft auf die Zentrierbohrung 7 ausübt Da diese vertikalen Spannvorrichtungen 15,16 einander gegenüberliegend angeordnet sind, erfolgt über unterschiedlich elastische Verformungen ein Ausgleich der Bewegungen, so daß nunmehr der Werkstückträger 1 tatsächlich winkelgerecht und genau in der Spannstation 2 zentriert ist
Im Beispiel der F i g. 3 ist außerdem ein Längsschnitt durch einen Kolben 17 mit einem Druckmittelanschluß 18 dargestellt der zu den horizontalen Spannvorrichtungen 11,12 gehört, die beidseitig der Zentrieranordnungen 7,8 angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zentrier- und Spannvorrichtung für Werkstückträger (Paletten), die entlang vorgegebener Führungen zwischen der Spannstation einer Werkzeugmaschine und einer Belade- bzw. Entladestation bewegbar sind, wobei der Werkstückträger an seinen parallel zur Förderrichtung sich erstreckenden Seitenflächen je eine durchlaufende Nut aufweist, in deren Bereich vertikal gerichtete und in der Spannstation angeordnete Spannelemente auf den die Nut nach unten begrenzenden Steg einwirken, und wobei der Werkstückträger zwei vertikale Zentrierbohrungen und die Spannstation zwei in die Zentrierbohrungen passende, höhenverstellbare Zentrierzapfen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierzapfen (8) und -bohrungen (7) in einer quer zur Förderrichtung des Werkstückträgers (1) liegenden Vertiksiebene im Bereich der beiden Ränder des Werkstückträgers (1) angeordnet sind, daß beidseits dieser Vertikalebene neben dem einen Zentrierzapfen (8) zwei horizontal bewegliche und auf den seitlichen Rand des Werkstückträgers angreifende Spannelemente (11,12) sowie diesen gegenüberliegend neben dem anderen Zt/itrierzapfen (8) zwei ebenfalls auf den seitlichen Rand des Werkstückträgers (1) einwirkende Anschläge (13,14) vorgesehen sind, und daß die vertikal beweglichen Spannelemente (15, 16) in leistenartigen, in die Nuten des Werkstückträgers (1) einragenden Gehäuseteilen (9) der Spanns/ation (2) bcädseits-jer Vertikalebene nahe den Zentrierzapfen (t) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das leistenartige Gehäuseteil (9) elastisch verformbar und der Zentrierzapfen (8) spielfrei im Gehäuseteil (9) geführt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (11,12,15, 16) als hydraulische Hubelemente mit vorzugsweise rechteckiger Spannfläche ihrer Kolben ausgebildet sind.