DE3612593C2 - Träger zum Aufspannen von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen universell anwendbaren Trä­ ger zum Aufspannen von Werkstücken für Fräs- und Bohrar­ beiten auf numerisch gesteuerten Bearbeitungszentren.

Durch die Anwendung computergesteuerter Fräs- und Bohrma­ schinen ist die Bearbeitung von metallischen Werkstücken wesentlich vereinfacht und die Reproduzierbarkeit und Ge­ nauigkeit der Fräs- und Bohrarbeiten wesentlich erhöht worden.

Ein Problem stellt indessen bei der Anwendung solcher numerisch gesteuerten Maschinen immer noch die Werkstückhalterung dar, die mit der schnellen Bearbeitungstechnik nur schwer Schritt hält.

Man hat bereits massive Träger entwickelt, auf denen das zu bearbeitende Werkstück, gegebenenfalls mittels einer teilspezifischen Adapterplatte, aufgespannt wird. So ist aus der (zur Bildung des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 herangezogen) US-PS 3 790 153 ein Träger zum Aufspannen von Werkstücken für Fräs- und Bohrarbeiten auf numerisch gesteuerten Bearbeitungszentren mit rechtwinklig zueinander angeordneten, miteinander verbundenen Aufspannflächen für Werkstücke bekannt, die auf ihren Außenflächen mit Nutkreuzen für die Justierung und Gewindebohrungen für die Arretierung von Werkstücken versehen sind.

Derartige massive Träger erweisen sich indessen aufgrund ihrer relativen Größe und vor allem ihres hohen Gewichtes wegen als außerordentlich kostspielig und im praktischen Gebrauch als sehr schwer zu handhaben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen universell einsetzbaren Träger für Fräs- und Bohrarbeiten auf numerisch gesteuerten Bearbeitungszentren zu schaffen, der relativ billig herstellbar ist, leicht handhabbar ist und der vor allem mit weiteren Trägern kombinierbar ist und dessen Anwendungsspektrum dadurch wesentlich breiter ist als bei den bisher bekannten massiven Trägern.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Träger der vorstehend definierten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er drei rechtwinklig zueinander angeordnete Metallplatten aufweist, die jeweils über benachbarte Kanten mit den beiden anderen Platten verbunden sind.

Aus der DE-PS 28 40 129 ist bereits ein Träger zum Aufspannen von Werkstücken bekannt, der aus wenigstens drei rechtwinklig zueinander angeordneten Metallplatten besteht, die über benachbarte Kanten verbunden sind. Die Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 sind bei diesem Träger nicht vorgesehen.

Ein erfindungsgemäßer Träger weist infolge der rechtwinklig zueinander angeordneten Platten, die praktisch gesehen die Seitenflächen eines halben Vierkantprismas darstellen, eine außerordentliche Stabilität auf. Der Träger kann dabei mit einer dieser drei Platten auf der Bohr- oder Fräsmaschine befestigt werden, und auf den anderen beiden Platten kann das Werkstück gegebenenfalls über eine entsprechende Adapterplatte mittels Stift-Nut-bedingter Dreipunktzentrierung angeordnet und durch Halteschrauben, die in die Gewindebohrungen einschraubbar sind, befestigt werden.

Der erfindungsgemäße Träger zeichnet sich dabei durch seine allgemeine Flexibilität aus. Dieselbe wird ausschließlich durch die Form der drei Seiten und der damit verbundenen schräg verlaufenden schmalen Ränder gewährleistet. Diese Ränder dienen als verstärkende, schwingungsverhindernde Verstrebungen, und sie bilden eine Befestigungsmöglichkeit der jeweiligen Werkstückträgerlage. Durch diese sinnvolle Kombination der drei Seiten und Ränder zueinander kann man den Werkstückträger als flachen oder hohen Bock, als schmalen oder breiten Winkel, als niedrigen oder hohen Winkel, schmal oder breit, anwenden.

Die Werkstückträgerform läßt dabei auf einem horizontalen Bearbeitungszentrum ein Bearbeiten von vier Seiten zu.

Die rechtwinklig zueinander angeordneten Platten des erfin­ dungsgemäßen Trägers können an sich eine beliebige Form aufweisen, es hat sich indessen als sehr zweckmäßig erwie­ sen, wenn dieselben selbst rechteckig ausgebildet sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sind bei dem Träger die Platten an ihren freien Rändern mit schmalen, rechtwinklig nach innen gerichteten Abwinkelungen versehen, durch welche einmal die Stabilität des Trägers ganz wesentlich erhöht wird und über welche weiterhin auch einmal eine Befesti­ gung des Trägers auf der Maschine oder aber eine Verbin­ dung mehrerer Träger zu den verschiedenartigsten Träger­ kombinationen möglich ist.

Die Seitenflächen und die jeweils gegenüberliegenden Ab­ winkelungen sind dabei zweckmäßig planparallel geschlif­ fen, so daß auch bei der Kombination mehrerer erfindungs­ gemäßer Träger zu einer Einheit stets planparallele und rechtwinklig zueinander stehende Flächen für die Befesti­ gung des Werkstückes erhalten werden.

Die schmalen, nach innen gerichteten Abwinkelungen können sich entweder nur über einen kleinen Teil des jeweiligen Randes oder aber über den größten Teil des jeweiligen Randes erstrecken. Im letzteren Falle wird selbstver­ ständlich die größte Stabilität erzielt, und daneben gewährleisten diese Abwinkelungen eine vergrößerte Stand­ fläche,und sie können im Bedarfsfalle auch zum zusätz­ lichen Befestigen des Werkstückes dienen oder aber als Verbindungsfläche bei Kombinationen von mehreren solchen erfindungsgemäßen Trägern eingesetzt werden.

Die miteinander verbundenen Platten sind zweckmäßigerweise einstückig ausgebildet, das heißt sie können entweder als Gußstücke gefertigt werden, oder aber aus entsprechend starkem Material durch Abwinkeln zu dem erfindungsgemäßen Träger geformt werden.

In jedem Falle empfiehlt sich eine nachträgliche Oberflä­ chenbehandlung durch Schleifen und dergleichen, um genau parallele bzw. senkrecht aufeinanderstehende Flächen zu erzeugen und um darüber hinaus auch die für das Positio­ nieren des Werkstückes gegebenenfalls über die Werkstück spezifische Adapterplatte erforderlichen Nutkreuze und die entsprechenden Gewindelöcher für die Halteschrauben anzubringen.

Die schmalen, nach innen gerichteten Abwinkelungen sind zweckmäßigerweise ebenfalls mit Gewindebohrungen versehen, wodurch die Kombination von zwei oder mehr Trägern zu einer Einheit sehr erleichtert wird.

Auf den Oberflächen der drei senkrecht zueinander stehen­ den Platten sind zweckmäßig für die Nullpunkteinstellung der Maschine sogenannte Zentrierbuchsen vorgesehen. Ge­ mäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung sind diese Zentrierbuchsen jeweils im Kreuzungspunkt der Nutkreuze angeordnet.

Um das Werkstück von zwei Seiten bearbeiten zu können, hat es sich gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung als sehr zweckmäßig erwie­ sen, wenn zumindest eine Platte, in der Regel die großflä­ chige Platte, mit einer relativ großen, im wesentlichen zentrischen Öffnung versehen ist. Diese Öffnung ermöglicht dabei, daß das Bearbeitungswerkzeug einmal von der einen Seite und zum anderen von der anderen Seite auf das Werk­ stück einwirken kann.

Für den praktischen Einsatz hat sich ein Träger als beson­ ders vorteilhaft erwiesen, bei dem die Platten in Form der Seitenflächen eines Quaders zueinander angeordnet sind.

Gemäß einer besonders stabilen und gleichzeitig sehr leicht zu handhabenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trä­ gers ist dieser aus Aluminiumguß gefertigt. Bei dieser Ausführungsform sind auch die schmalen, nach innen gerich­ teten Abwinkelungen direkt angegossen, und sie erstrecken sich zweckmäßig über die gesamte Länge des jeweiligen Randes.

Anhand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung im einzelnen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfin­ dungsgemäßen Trägers von der Außenseite her gesehen.

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des erfin­ dungsgemäßen Trägers von der Innenseite her gesehen.

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des er­ findungsgemäßen Trägers, auf der alle drei rechtwinklig zueinander angeordneten Platten von der Außenseite zu sehen sind.

Fig. 4 die Kombination von zwei erfindungsge­ mäßen Trägern als kleine Säule.

Fig. 5 die Kombination von vier erfindungsge­ mäßen Trägern als größere Säule.

Fig. 6 und 7 die Kombination von zwei erfindungsge­ mäßen Trägern als Winkel.

Fig. 8 die Kombination von zwei erfindungsge­ mäßen Trägern als Tisch.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Trägers sind auf der in Draufsicht erkenn­ baren Platte 1 vier Nutenkreuze 4 zur Justierung der mit dem Werkstück versehenen Adapterplatte angebracht, und darüber hinaus befinden sich in dieser Platte eine ganze Reihe von Gewindebohrungen 5, über die die Adapterplatte mittels Schrauben auf dem Träger befestigt wird.

In der in Draufsicht erkennbaren Platte 1 ist weiterhin eine relativ große, im wesentlichen zentrisch angeordnete Öffnung 6 vorgesehen, die eine Bearbeitung des aufgebrach­ ten Werkstückes von der Vorderseite sowie auch von der Rückseite ermöglicht.

Für die Justierung der Bohr- oder Fräsmaschine sind in den Nutenkreuzen 4 weiterhin noch Zentrierbuchsen 7 vorge­ sehen. Diese Zentrierbuchsen 7 dienen zur Nullpunktein­ stellung der NC-Maschine. Die in Rückansicht dargestellte Fig. 2 läßt wiederum die Zentrierbuchsen 7 und die rela­ tiv große, im wesentlichen zentrisch angeordnete Öffnung 6 in der Platte 1 erkennen. Darüber hinaus ist in dieser Figur die schmale, rechtwinklig nach innen gerichtete Ab­ winkelung 8 zu erkennen, die alle drei Platten 1, 2, 3 an ihren freien Rändern umgibt. In dieser Abwinklung 8 sind wiederum Gewindebuchsen 9 vorgesehen, über die zwei oder mehr Träger in einfacher Weise zu Säulen und der­ gleichen verbunden werden können. Darüber hinaus läßt sich auch bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungs­ form der Träger mittels der umlaufenden Abwinkelung 8 und der darin vorgesehenen Gewindebohrungen 9 auf der Bohr- oder Fräsmaschine befestigen.

Die Fig. 3 zeigt dabei die in allen drei rechtwinklig zueinander angeordneten Platten 1, 2, 3 vorgesehenen Nuten­ kreuze 4 mit den darin vorgesehenen Zentrierbuchsen 7, sowie die Gewindebuchsen 5, die zum Festschrauben der Werkstücke dienen.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind zwei erfindungsgemäße Träger zu einer kleinen Säule kombi­ niert und mit seitlich angebrachten Adapterplatten A, B versehen, auf denen jeweils ein Werkstück angeordnet ist.

Eine solche Trägerkombination kann beispielsweise auf einem Rundschalttisch der Maschine angebracht werden und ermöglicht eine Bearbeitung der auf den Adapterplat­ ten A und B vorgesehenen Werkstücke nacheinander durch Drehen des Rundschalttisches um 180°.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind vier erfindungsgemäße Träger zu einer größeren Säule kombi­ niert, auf der vier Adapterplatten mit Werkstücken A, B, C und D seitlich befestigt sind. Auf einem Rundschalt­ tisch angeordnet, können diese Werkstücke ebenfalls nach­ einander bearbeitet werden.

Die Fig. 6 zeigt die Anordnung zweier erfindungsgemäßer Träger als Winkel (1, 2), auf dem, wie in Fig. 7 gezeigt, eine Adapterplatte A mit Werkstück befestigt ist.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Träger als Tisch angeordnet, auf dem eine Adapterplatte A mit dem zugehörigen Werkstück aufge­ bracht ist.

Das zu bearbeitende Werkstück wird in der Regel auf einer Werkstück spezifischen Adapterplatte festgespannt. Die anzufertigende Platte wird mit drei Stiften zentriert, die in Nutkreuzen positioniert und mit Zylinderschrauben in den Gewindelöchern des erfindungsgemäßen Trägers ver­ schraubt ist. Die Positionierung und das Spannen des Werk­ stückes werden von handelsüblichen Spann- und Positionier­ elementen übernommen, die auf die Adapterplatte montiert sind. Durch das Abstecken auf einer handelsüblichen Raster­ platte wird beim Abbau eine außerordentlich hohe Wieder­ holgenauigkeit erzielt, und die Stift-Nut-bedingte Drei­ punktzentrierung ermöglicht jederzeit wieder eine exakte Bestimmung bzw. Anordnung der Adapterplatte.

Die vorstehend beschriebenen Beispiele zeigen bereits einige der außerordentlich vielfältigen Anwendungsmög­ lichkeiten des erfindungsgemäßen Trägers für die Justie­ rung und Arretierung von Werkstücken auf numerisch ge­ steuerten Werkzeugmaschinen. Dabei wird eine wesentlich schnellere, einfachere, besser reproduzierbare und vor allem billigere Befestigung des zu bearbeitenden Werk­ stückes erreicht, so daß im Endeffekt einmal die Rüst­ zeiten der Werkzeugmaschine wesentlich verringert und die Wirtschaftlichkeit solcher Maschinen weiter verbes­ sert wird.

Claims (10)

1. Träger zum Aufspannen von Werkstücken für Fräs- und Bohrarbeiten auf numerisch gesteuerten Bearbeitungszentren mit rechtwinklig zueinander angeordneten, miteinander verbundenen Aufspannflächen für Werkstücke, die auf ihren Außenflächen mit Nutkreuzen für die Justierung und Gewindebohrungen für die Arretierung von Werkstücken versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger drei rechtwinklig zueinander angeordnete Metallplatten (1, 2, 3) aufweist, die jeweils über benachbarte Kanten mit den beiden anderen Platten verbunden sind.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rechtwinklig zueinander angeordneten Platten (1, 2, 3) selbst rechteckig ausgebildet sind.

3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 2, 3) an ihren freien Rändern mit schmalen, rechtwinklig nach innen gerichte­ ten Abwinklungen (8) versehen sind.

4. Träger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen, nach innen gerichteten Ab­ winkelungen (8) sich über den größten Teil des jeweiligen Randes erstrecken.

5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Platten (1, 2, 3) einstückig ausgebildet sind.

6. Träger nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen, nach innen gerichteten Ab­ winkelungen (8) mit Gewindebohrungen (9) ver­ sehen sind.

7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutkreuze (4) mit Zentrierbuchsen (7) versehen sind.

8. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Platten (1) mit einer relativ großen, im wesentlichen zentrischen Öffnung (6) versehen ist.

9. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 2, 3) in Form der Seitenflä­ chen eines Quaders zueinander angeordnet sind.

10. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Aluminiumguß gefertigt ist.