DE29713815U1

DE29713815U1 - Positioniervorrichtung für Werkstücke

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Publication number: DE29713815U1
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Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2007-08-05

Description

70567 Stuttgart, Reichenberger Straße 34

Positioniervorrichtung für Werkstücke

Die Erfindung bezieht sich auf eine Positioniervorrichtung für Werkstücke, mit einem Auflager für die Werkstücke, das von den Stirnseiten einer Vielzahl von in zwei Richtungen nebeneinander angeordneten Stößeln ausgebildet ist, wobei die Stößel abgestufte radiale Durchmesser aufweisen, wobei die Stößel mit Abschnitten kleinerer Durchmesser durch eine Lochplatte hindurchtreten, wobei die Stößel gegen eine elastische Kraft axial eindrückbar sind und wobei die Stößel durch seitlichen Reibschluß im Bereich ihrer größten Durchmesser aneinander fixierbar sind.

Eine Positioniervorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der US-A-2 754 708 bekannt. Es handelt sich um die Backe eines Schraubstocks. Die einzelnen Stößel weisen im Bereich ihrer größten Durchmesser einen sechseckigen Querschnitt auf und sind in einer dichtesten Packung nebeneinander angeordnet. Die

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dichteste Packung der Stößel wird von einem Rahmen eingeschlossen, an dem sich eine Fixierschraube abstützt, um den seitlichen Reibschluß der Stößel herbeizuführen. An den Stirnseiten der Stößel sind abgerundete Spitzen ausgebildet, die sich direkt an die Bereiche der Stößel mit ihren größten Durchmessern anschließen. Rückwärtig weisen die Stößel Abschnitte mit kleineren Durchmessern und kreisrundem Querschnitt auf. Mit diesen Abschnitten treten die Stößel durch eine Lochplatte hindurch, wobei zwischen der Lochplatte und den Bereichen der Stößel mit den größten Durchmessern Spiralfedern angeordnet sind, um die elastische Gegenkraft beim Eindrücken der Stößel bereitzustellen. Weiterhin sind Sicherungsringe auf die durch die Lochplatte hindurchtretenden Abschnitte der Stößel aufgesteckt, um die Stößel an der Lochplatte zu sichern, so daß sie nicht unter Einwirkung der Spiralfedern nach vorne aus dem Rahmen austreten. Zur Anpassung der Positioniervorrichtung an die Werkstücke werden die Werkstücke in das von den Stirnseiten der Stößel ausgebildete Auflager bei gelöster Fixierschraube eingedrückt. Die durch die Werkstücke erreichte Verformung des Auflagers wird durch Anziehen der Fixierschraube konserviert. Die bekannte Positioniervorrichtung für Werkstücke ist als Spannbacke eines Schraubstocks nur für ein einzelnes Werkstück vorgesehen. Sie dient ausschließlich zur Sicherung der Position eines bestimmten Werkstück in dem Schraubstock.

Aus dem Artikel "Komplexe Werkstücke zeitsparend sichern mit flexiblen Stößel-Spannsystemen" von Hubert Meintrup in Maschinenmarkt Nr. 3 6/96 ist eine Positioniervorrichtung für Werkstücke mit einem Auflager für die Werkstoffe bekannt, das von den Stirnseiten einer Vielzahl von in zwei Richtungen beabstandet nebeneinander angeordneten Stößeln ausgebildet ist. Die Stößel weisen abgestufte radiale Durchmesser und kreisrunde Querschnitte auf, wobei die Bereiche der größten Durchmesser Kolben zur hydraulischen Beaufschlagung der Stößel auf das Werkstück hin ausbilden und die Stößel im Bereich kleinerer Durchmesser von einer zwischen den Kolben und dem Werkstück angeordneten Lochplatte geführt werden. Auch diese bekannte

Positioniervorrichtung ist als eine Art Spannbacke für ein einzelnes Werkstück ausgebildet. Durch Beaufschlagung der an den Stößeln ausgebildeten Kolben mit Hydraulikmedium können die Stößel an das Werkstück herangefahren werden. Diese Stellung der Stößel ist durch das Absperren von Ventilen konservierbar, die hinter jedem Kolben im Strömungsweg des Hydraulikmediums angeordnet sind.

Als Positioniervorrichtungen für insbesondere mehrere nebeneinander angeordnete identische oder unterschiedliche Werkstücke sind sogenannte Paletten bekannt. Die Paletten dienen beispielsweise zum positionsgenauen Zuführen der Werkstücke zu einer Bearbeitungsvorrichtung. Mit Hilfe der Paletten wird der Zugriff der Bearbeitungsvorrichtung auf die einzelnen Werkstücke dadurch erleichtert, daß die Werkstücke in exakter Relativposition zu der Palette angeordnet werden, und die Palette exakt relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung positioniert wird. Damit entfällt die Notwendigkeit, daß die Bearbeitungsvorrichtung die Relativlage der einzelnen Werkstücke jeweils neu erfaßt. Um eine exakte Relativpositionierung der Werkstücke gegenüber der Palette zu ermöglichen, muß die Palette exakt an die jeweiligen Werkstücke angepaßt sein. Hiermit sind insbesondere dann Probleme verbunden, wenn unterschiedliche Werkstücke in raschem Wechsel und nur für kurze Zeiten über Paletten einer Bearbeitungsvorrichtung zugeführt werden sollen. Je häufiger der Wechsel zwischen unterschiedlichen Werkstücken erfolgt und je geringer der absolute Umfang bei der Bearbeitung identischer Werkstücke ist, desto weniger lohnend ist der Aufwand immer neue Paletten bereitzustellen oder bestehende Paletten an die sich ändernden Werkstücke anzupassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positioniervorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß sie zur Ausbildung von Paletten zum Transport von Werkstücken und für deren Zuführung zu irgendwelchen Bearbeitungsvorrichtungen insbesondere bei schnell wechselnden Werkstücken geeignet ist.

In ihrer bisherigen Form sind die oben beschriebenen, bekannten Positioniervorrichtungen nicht für die Ausbildung von Paletten geeignet. Sie weisen einen zu komplizierten Aufbau auf. Bei der aus der US-A-2 754 708 bekannten Positioniervorrichtung kommt hinzu, daß die Bereiche der Stößel mit ihren größten Durchmessern, in denen der Reibschluß zum Fixieren der Stößel aneinander herbeigeführt wird, gegenüber Schmutz, der zwischen die einzelnen Stößel eintreten kann, ungeschützt ist. Bei der aus der DE-Z-Maschinenmarkt bekannten Positioniervorrichtung kommt ein besonders aufwendiges hydraulisches System zum Verschieben und Fixieren der einzelnen Stößel zur Anwendung.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Positioniervorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Bereich, in dem die Stößel ihren größten Durchmesser aufweisen, auf der den Stirnseiten der Stößel abgewandten Seite der Lochplatte angeordnet ist. Die Lochplatte schirmt so die Bereiche der Stößel mit ihrem größten Durchmesser gegenüber dem Werkstück und in dessen Bereich auftretende Verschmutzungen ab. Die durch die Lochplatte hindurchtretenden Abschnitte der Stößel mit kleineren Durchmessern liegen nicht unmittelbar aneinander an, so daß zwischen die Stößel eintretender Schmutz dort unbedeutend ist und die Funktion der Positioniervorrichtung nicht beeinträchtigt.

Vorzugsweise weisen die Stößel seitliches Spiel gegenüber der

Lochplatte auf, damit die Lochplatte beim Aufbringen des

seitlichen Reibschlusses zwischen den Stößeln hinter der Lochplatte die Lochplatte nicht mechanisch beansprucht.

Das notwendige Spiel, um die Lochplatte frei von mechanischen Beanspruchungen beim Aufbringen des Reibschlusses zu halten, ist aber nur sehr klein und erlaubt in der Regel nicht das Hindurchtreten von Schmutz durch die Lochplatte. Es können aber auch flexible Dichtungen zwischen den Stößeln und der Lochplatte ausgebildet sein. Hierbei kann es sich um zusätzliche Bauteile handeln. Es ist aber auch möglich, die Lochplatte selbst im

Randbereich ihrer einzelnen Löcher flexibel auszubilden. Die Lochplatte dient bei der neuen Positioniervorrichtung aber nicht zum achsialen Führen der Stößel.

Der Querschnitt der Stößel ist vorzugsweise kreisförmig. Derartige Stößel sind besonders leicht herstellbar. Darüberhinaus besteht eine geringe Gefahr des Verklemmens in der Lochplatte. Weiterhin kann eine gewisse Verformung der Stößel im Bereich ihrer zunächst linienförmigen wechselseitigen Anlage herbeigeführt werden, um zusätzlich zu dem Reibschluß die gegenseitige Fixierung der Stößel weiter zu stabilisieren.

Die elastische Kraft gegen ein axiales Eindrücken der Stößel wird vorzugsweise von einem Druckkissen aufgebracht, das auf der ihren Stirnseiten abgewandten Rückseite der Stößel angeordnet ist. Ein durchgängiges Druckkissen zur elastischen Abstützung einer Mehrzahl von Stößeln reduziert den baulichen Aufwand für die neue Positioniervorrichtung gegenüber einer einzelnen Spiralfeder für jeden Stößel beträchtlich.

Das Druckkissen kann einfach und kostengünstig aus einem elastischen oder weich-elastischen Schaumstoff ausgebildet sein, wobei diese Definitionen im Sinne von DIN 7726 zu verstehen sind. Es ist aber auch der Einsatz geeigneter Bauteile aus Elastomerwerkstoff für das Druckkissen denkbar.

Die Stößel können auf der ihren Stirnseiten abgewandten Seite der Lochplatte von einem Rahmen seitlich umschlossen sein, an dem sich Fixierschrauben abstützen, durch deren Anziehen der seitliche Reibschluß zwischen den Stößeln erreichbar ist. Dabei ist von Vorteil, daß der Rahmen bei der neuen Positioniervorrichtung nur eine vergleichsweise geringe Höhe aufweisen muß, um die rückwärtigen Teile der Stößel hinter der Lochplatte und gegebenenfalls das Druckkissen aufzunehmen.

Ein entsprechender Innenraum der Positioniervorrichtung wird dann seitlich durch den Rahmen, zu den Stirnseiten der Stößel

hin durch die Lochplatte und die durch diese hindurchtretenden Stößel und auf der Rückseite der Stößel durch eine zusätzliche Bodenplatte abgeschlossen, an der sich das Druckkissen abstützt.

Zur Ausbildung von Paletten mit größeren Auflagerflächen können mehrere Baueinheiten der Positioniervorrichtung mit separaten Rahmen in ein oder zwei seitlichen Richtungen nebeneinander angeordnet werden. Dabei können Mittel vorgesehen sein, um die einzelnen Rahmen direkt aneinander zu befestigen.

Wenn zumindest bei einigen Stößeln auswechselbare Stößelspitzen die Stirnseiten der Stößel ausbilden, können besonders ausgeformte Stößelspitzen beispielsweise in charakteristische öffnungen der Werkstücke eingreifen, um deren Positioniergenauigkeit gegenüber der Palette im Vergleich zu einem reinen Formschluß mit den Außenkonturen des Werkstücks noch weiter zu verbessern.

Bei der neuen Positioniervorrichtung müssen die einzelnen Bestandteile nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt durchgängig aus Stahl ausgebildet sein. So können die Stößel aus jedem Material mit ausreichender Festigkeit ausgebildet werden. Bevorzugt sind Kunststoffe, wie Duroplaste und Thermoplaste, denkbar ist aber auch Aluminium oder Hartgummi. Die Lochplatte kann ebenfalls aus Kunststoff, wie beispielsweise Polypropylen ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch die Verwendung eines Lochblechs, beispielsweise aus Edelstahl, als Lochplatte. Der Rahmen und die Bodenplatte können aus einem geeigneten Kunststoff, Aluminium oder Stahl bestehen. Wenn das Material nicht sonderlich abscherfest ist, sollten die Gewinde für die Fixierschrauben dabei separat aus Stahl eingesetzt sein. Die Fixierschrauben bestehen vorzugsweise aus einem Metall.

Die neue Positioniervorrichtung wird zur Verwendung als Palette waagerecht ausgerichtet, d. h. mit vertikaler Orientierung der einzelnen Stößel. Dann werden die Werkstücke auf die Palette aufgelegt und gegebenenfalls in das von den Stirnseiten der

Stößel ausgebildete Auflager eingedrückt, bis ihre Relativposition gegenüber der Palette durch Formschluß definiert ist. Anschließend wird der Reibschluß der Bereiche der Stößel mit ihren größten Durchmessern durch Anziehen der Fixierschrauben aufgebracht. Anschließend ist die Palette verwendungsbereit. Zur Anpassung an andere Werkstücke ist es nur erforderlich, die Fixierschrauben wieder zu lösen und den beschriebenen Vorgang mit den anderen Werkstücken zu wiederholen. Bei auswechselbaren Stößelspitzen können zusätzlich einzelne Indexierspitzen je Werkstück verwendet werden, um dessen Relativposition gegenüber der Palette noch weiter zu definieren. Diese Indexierspitzen sind gegebenenfalls bei wechselnden Werkstücken zusätzlich auszutauschen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht der Positioniervorrichtung,

Figur 2 eine Draufsicht von oben auf die Positioniervorrichtung gemäß Figur 1,

Figur 3 einen Stößel der Positioniervorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2,

Figur 4 drei verschiedene Stößelspitzen für den Stößel gemäß Figur 3 und

Figur 5 eine aus vier nebeneinander angeordneten Positioniervorrichtungen gemäß den Figuren 1 und 2 zusammengesetzte Palette.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Positioniervorrichtung 1 weist einen Rahmen 2 auf, dessen Innenraum nach oben durch eine Lochplatte 3 und noch unten durch eine Bodenplatte 4 begrenzt wird. In dem Innenraum ist auf der Bodenplatte 4 ein Druckkissen 5 aus elastischem Schaumstoff angeordnet. Auf dem

Druckkissen 5 stützen sich in dichtester Packung nebeneinander angeordnete Stößel 6 ab, von denen nur zwei in Figur 1 wiedergegeben sind.

Wie aus Figur 3 näher ersichtlich ist, weisen die Stößel 6 abgestufte Durchmesser auf. Unterhalb der Lochplatte 3 weisen die Stößel 6 ihre größten Durchmesser 7 auf. Die Abschnitte 8 der Stößel, die durch die Lochplatte 3 hindurchtreten, weisen hingegen kleinere Durchmesser 9 auf. Durch die Stufe zwischen den kleineren Druchmessern 9 und den größten Durchmessern 7 werden die Stöße 6 von der Lochplatte 3 in dem Rahmen 2 zurückgehalten. Durch Fixierschrauben 10, die sich an dem Rahmen 2 abstützen, ist ein seitlicher Schieber 11 im Inneren des Rahmens 2 auf den Bereich der Stößel 6 beaufschlagbar, indem diese ihre größten Durchmesser 7 aufweisen. Dadurch wird eine Reibschluß zwischen den Stößeln 6 hervorgerufen, der die Stößel 6 aneinander fixiert. Wenn die Stößel 6 zuvor gegen die elastische Kraft des Druckkissen 5 unterschiedlich weit nach unten eingedrückt würden, wird durch das Beaufschlagen des Schiebers 11 mit den Fixierschrauben 10 die Relativposition der Stößel 6 untereinander und gegenüber den Rahmen 2 konserviert. Wenn die Stößel 6 wie dargestellt kreisrunde Querschnitte aufweisen, führt die seitliche Beaufschlagung mit den Fixierschrauben 10 nicht nur zu einem Reibschluß, sondern auch zu einer gewissen Verformung der Stößel 6 im Bereich ihrer zunächst linienförmigen wechselseitigen Anlage. Dies bedeutet eine Art Formschluß, der die Relativpositionen der Stößel untereinander und zu dem Rahmen 2 weiter stabilisiert.

Der in Figur 3 wiedergegebene Stößel 6 weist an seinem freien Ende 12 eine Sackbohrung 13 auf, in die eine Stößelspitze 14 einsetzbar ist, die die eigentliche Stirnseite 15 des Stößels 6 ausbildet. In Figur 4 sind drei Beispiele für eine solche Stößelspitze 14 wiedergegeben. Die Stößelspitzen 14 bestehen jeweils aus einem Schaft 16 und einem Kopf 17. Der Schaft 14 ist in seinen Abmessungen auf die Sackbohrung 13 abgestimmt. Darüberhinaus kann der Schaft 14 mit einem Außengewinde versehen

sein, das in ein Innengewinde in der Sackbohrung 13 einschraubbar ist. Die Köpfe 17 bilden die Stirnseiten 15 der Stößelspitzen 14 aus. In Figur 4a ist ein kegelförmiger Kopf 17 wiedergegeben, in Figur 4b ein halbkugelförmiger Kopf und in Figur 4c ein stiftfömiger Kopf. Die nebeneinander angeordneten Stirnseiten 15 der Stößel 6 bilden bei der Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 und 2 ein Auflager für Werkstücke aus. Dabei entspricht es dem Regelfall, daß im wesentlichen Stößelspitzen gemäß Figur 4b vorgesehen sind. Einzelne Stößelspitzen gemäß Figur 4a und/oder 4c können aber als Indexierspitzen verwendet werden, die in bestimmte Ausnehmungen der Werkstücke eingreifen, um deren Relativposition zu der Positioniervorrichtung 1 noch besser als durch einen allgemeinen Fomschluß mit den Außenkonturen der Werkstücke über die Stößel 6 festzulegen.

Figur 5 zeigt eine Palette 18 zum Aufnehmen einer Vielzahl von einzelnen Werkstücken. Die Palette 18 besteht aus einem Palettenrahmen 19 und vier innerhalb des Palettenrahmens 19 angeordneten Positioniervorrichtungen gemäß Figur 1 und 2, dabei ist jedoch anzumerken, daß auch eine einzige Positioniervorrichtung 1 gemäß Figur 1 und 2 als Palette für Werkstücke verwendet werden könnte. Die Funktion der Palette 18 besteht darin, eine Mehrzahl von hier nicht dargestellten Werkstücken in definierter Relativposition zu dem Palettenrahmen 19 aufzunehmen. Wenn der Palettenrahmen 19 nun definiert gegenüber einer Bearbeitungsvorrichtung positioniert wird, sind der Bearbeitungsvorrichtung auch die Relativpositionen der einzelnen Werkstücke bekannt. Die Werkstücke können so definiert von der Palette 18 abgenommen und bearbeitet werden. Der besondere Aufbau der Positioniervorrichtung 1 ermöglicht es dabei, die Palette 16 sehr rasch an Werckstücke mit wechselnden Außenkonturen anzupassen. Hierzu ist es nur notwendig, die Fixierschrauben 10 gemäß Figur 1 zu lösen, die neuen Werkstücke auf die Palette 18 auszulegen, bzw. das von den Stirnseiten 15 der Stößel 6 ausgebildete Auflager einzudrücken und dann die Fixierschrauben 10 wieder anzuziehen. Zusätzlich kann es bei Verwendung von Indexierspritzen notwendig sein, diese an anderen Stößeln 6 vorzusehen, bevor die neuen

10
Werkstücke abgeformt werden.

Insgesamt weist die neue Positioniervorrichtung 1 nicht nur sehr umfangreiche Anwendungsmöglichkeiten sondern auch einen besonders einfachen Aufbau auf, und sie wird durch beispielsweise von den Werkstücken herabfallene Verunreinigungen nicht in ihrer Funktion behindert, da diese von der Lochplatte 3 aus dem Innenraum herausgehalten werden, indem die Fixierung der Stößel 6 erfolgt.

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1	Positioniervorrichtung
2	Rahmen
3	Lochplatte
4	Bodenplatte
5	Druckkissen
6	Stößel
7	Durchmesser
8	Abschnitt
9	Durchmesser
10	Fixierschraube
11	Schieber
12	Ende
13	Sackbohrung
14	Stößelspitze
15	Stirnseite
16	Schaft
17	Kopf
18	Palette
19	Palettenrahmen

Claims

SCHUTZANSPRUCHE :

1. Positioniervorrichtung für Werkstücke, mit einem Auflager für die Werkstücke, das von den Stirnseiten einer Vielzahl von in zwei Richtungen nebeneinander angeordneten Stößeln ausgebildet ist, wobei die Stößel abgestufte radiale Durchmesser aufweisen, wobei die Stößel mit Abschnitten kleinerer Durchmesser durch eine Lochplatte hindurchtreten, wobei die Stößel gegen eine elastische Kraft axial eindrückbar sind und wobei die Stößel durch seitlichen Reibschluß im Bereich ihrer größten Durchmesser aneinander fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, in dem die Stößel (6) ihren größten Durchmesser (7) aufweisen, auf der den flächen (15) der Stößel (6) abgewandten Seite der Lochplatte (3) angeordnet ist.

2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (6) seitliches Spiel gegenüber der Lochplatte (3) aufweisen.

3. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß flexible Dichtungen zwischen den Stößeln (6) und der Lochplatte (3) ausgebildet sind.

4. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Stößel (6) kreisförmig sind.

5. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kraft gegen ein axiales Eindrücken der Stößel (6) von einem Druckkissen (5) aufgebracht wird, das auf der ihren flächen (15) abgewandten Rückseite der Stößel (6) angeordnet ist.

6. Positioniervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Druckkissen (5) aus einem elastischen oder weich-elastischen Schaumstoff ausgebildet ist.

7. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (6) auf der ihren Stirnseiten (15) abgewandten Seite der Lochplatte (3) von einem Rahmen (2) seitlich umschlossen sind, an dem sich Fixierschrauben (10) abstützen, durch deren Anziehen der seitliche Reibschluß zwischen den Stößeln (6) erreichbar ist.

8. Positioniervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenraum seitlich durch den Rahmen (2), zu den flächen (15) der Stößel (6) hin durch die Lochplatte (3) und die hindurchtretenden Abschnitte (8) der Stößel (6) und auf der Rückseite der Stößel (6) durch eine Bodenplatte (4) abgeschlossen ist.

9. Positioniervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rahmen (2) in ein oder zwei Richtungen nebeneinander angeordnet sind.

10. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei einigen Stößeln (6) auswechselbare Stößelspitzen (14) die Stirnseiten (15) der Stößel (6) ausbilden.