DE4116103A1 - Vorrichtung zum ankuppeln eines werkstueckes oder eines werkzeuges an einer werkzeugmaschine, insbesondere einer elektrode an einer funkenerosionsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum Ankuppeln eines Werk­ stückes oder eines Werkzeuges an einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Elektrode an einer Funkenerosionsmaschi­ ne.

Mit derartigen Vorrichtungen können z. B. Werkzeugelektroden sehr exakt mit hoher Wiederholgenauigkeit an einer Funken­ erosionsmaschine befestigt und ausgerichtet werden.

Die Erfindung geht von dem System H für Senkerodiermaschinen der Anmelderin aus, wie dieses zum Beispiel im Katalog 3890 der Firma Hirschmann GmbH 7239 Fluorn-Winzeln 1 beschrieben ist.

Nach diesem System weist die Kupplungsvorrichtung einerseits eine Spanneinrichtung, nachstehend als Spanner bezeichnet, der mit der Funkenerosionsmaschine verbunden ist, und ande­ rerseits einen die Elektrode halternden Träger auf, der mit dem Spanner mittels eines zentralen axialen Spannzapfens kraftschlüssig, drehfest und in seiner Relativlage exakt reproduzierbar kuppelbar ist. Die exakte Reproduzierbarkeit wird bei diesem System dadurch erreicht, daß die Kupplungs­ teile von Spanner und Träger kreuzförmig angeordnete, senk­ recht zueinander stehende, deckungsgleiche prismatische Nuten aufweisen, in welche Zentrierrollen derart eingelegt sind, daß sie mit den einander zugeordneten prismatischen Nuten des Spanners und des Trägers jeweils in Linienbe­ rührung stehen.

Ähnliche Kupplungs- und Zentriereinrichtungen sind bei Werkstückpaletten bekannt.

Bei dem oben genannten System der Anmelderin ist der Elek­ trodenträger kreisscheibenförmig ausgebildet, wobei die Zentrierrollen auf der Kupplungsseite auf einem gemeinsamen, zum Spannzapfen koaxialen Kreisring angeordnet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kupplungsvorrichtung der eingangs erläuterten Art die Präzision und damit die Reproduzierbarkeit, also die Wieder­ holgenauigkeit, für die Werkzeugzentrierung und die Steifig­ keit gegenüber radialen Belastungen ohne Vergrößerung des Platzbedarfs und des Konstruktionsaufwandes zu erhöhen.

Nach dem Vorschlag gemäß Anspruch 1 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß anstelle eines kreisscheibenförmigen Trägers ein im Grundriß quadratischer Träger vorgesehen ist, in dessen Eckbereichen auf der Kupplungsseite die prisma­ tischen Nuten diagonal verlaufend angeordnet sind.

Verglichen mit einem kreisscheibenförmigen Träger vergrößert sich der für die Präzision maßgebende Abstand der der Kupp­ lung dienenden Nuten vom Zentrum um den Faktor 12, also um mehr als 40%. Da der z. B. für Magazinierung erforderliche Platzbedarf vom Außendurchmesser des kreisscheibenförmigen Trägers abhängt, hat der mit der Erfindung vorgeschlagene quadratische Träger keinen größeren Platzbedarf. Darüber hinaus bietet ein quadratischer Träger mit seinen planen rechteckigen Begrenzungsflächen gegenüber einem scheibenför­ migen Träger mit zylindrischen Begrenzungsflächen Verarbei­ tungs- und Handhabungsvorteile.

Sollen an derselben Maschine sowohl herkömmliche kreisschei­ benförmige Träger als auch erfindungsgemäße quadratische Träger verwendet werden, ist nach einem weiteren Vorschlag ein Spanner mit den Merkmalen nach den Ansprüchen 2 bzw. 3 zu verwenden.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäß gestalteten Kupp­ lungsteile, die in den Zeichnungen schematisch veranschau­ licht sind, im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 Seitenansicht eines Palettenspanners gemäß der Erfindung,

Fig. 2 Seitenansicht einer herkömmlichen runden Palette,

Fig. 3 Aufsicht der Palette gemäß Fig. 2,

Fig. 4 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen quadra­ tischen Palette,

Fig. 5 Aufsicht der Palette gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 Aufsicht des Palettenspanners gemäß Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Kupplungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Palettenspanner 10 und einem Träger in Form einer Palette 20 bzw. 30. Der Paletten­ spanner 10 ist bestimmungsgemäß an einer Funkenerosionsma­ schine befestigt, z. B. angeschraubt, und weist eine nicht dargestellte und der Zapfenaufnahme 18 zugeordnete Spannvor­ richtung auf.

Die Palette trägt das nicht dargestellte Werkstück oder Werkzeug, vorzugsweise eine Elektrode der Funkenerosionsma­ schine. Die Palette kann, wie mit den Fig. 2 und 3 veranschaulicht, in herkömmlicher Weise als Rundpalette 20 ausgebildet sein, in deren Mittelpunkt der Spannzapfen 21 vorgesehen ist. Seine ringförmige Spannut 21a ermöglicht die Verriegelung des in die Zapfenaufnahme 18 des Palettenspan­ ners eingesetzten Spannzapfens 21 und damit der Palette.

Der exakten Positionierung dienen die senkrecht zueinander angeordneten Paare prismatischer Nuten 2, 2′, 3, 3′ am Palettenspanner 10 bzw. 22, 22′, 23, 23′ an der Palette 20, in welche Zentrierrollen 4, 4′ und 5, 5′ eingelegt sind, die zweckmäßigerweise mit versenkten Schrauben 4a, 5a am Kupp­ lungsteil 11 des Palettenspanners 10 befestigt sind. Beim Ankuppeln der Palette 20 tauchen sie in die prismatischen Nuten 22, 22′ und 23, 23′ ein. Ihre Linienberührungen mit den exakt bearbeiteten Prismenflächen der Nuten bewirken eine eindeutige und reproduzierbare Ausrichtung des an der Palette 20 befestigten Werkzeuges in axialer Richtung (also Z-Richtung) und in Drehrichtung (also in der X-Y-Ebene).

Mit dem gleichen Palettenspanner 10 ist die erfindungsgemäße im Grundriß quadratische Palette 30 verbindbar, die mit den Fig. 4 und 5 veranschaulicht ist.

Anders als bei der Rundpalette 20 gemäß Fig. 2 und 3 sind bei ihr die der Zentrierung dienenden prismatischen Nuten 32, 32′ und 33, 33′ in den Eckbereichen auf den Quadrat­ diagonalen angeordnet. Diese Anordnung hat gegenüber der Nutenanordnung der Rundpalette den Vorteil, daß bei gleichem Platzbedarf für die Palette der für die Positionierung maßgebende Abstand der Zentrierrollen 14, 14′, 15, 15′ vom Zentrum Z um den Faktor √ größer ist als der entsprechende Abstand der Zentrierrollen 2, 2′ und 3, 3′ wie insbesondere die Aufsicht in Fig. 6 deutlich macht. Die axiale Posi­ tionierung, also die Positionierung in Z-Richtung, erfolgt mittels der Anlagefläche 36.

Darüber hinaus bieten plane Begrenzungsflächen 38 der Palette 30 gegenüber der zylindrischen Mantelflächen 24 der herkömm­ lichen Rundpalette 20 Handlingsvorteile. Beispielsweise ist es fertigungstechnisch sehr einfach, in die planen Flächen 38 Aufnahmebohrungen 39 und 40 einzubringen, wobei die planen Anschlagflächen 38 sehr preisgünstige und sichere Positionierungen ermöglichen.

Wie vor allem die Aufsicht gemäß Fig. 6 deutlich macht, kann darüber hinaus der Palettenspanner 10 universell zur Ankupplung herkömmlicher Rundpaletten 20 und erfindungsge­ mäßer quadratischer Paletten 30 benutzt werden.

Dies ist dadurch realisiert, daß die Nuten 2, 2′, 3, 3′ mit den eingelegten Zentrierrollen 4, 4′ und 5, 5′ auf den Mittellinien des quadratischen Kupplungsteiles 10 und die prismatischen Nuten 12, 12′ mit den eingelegten Zentrierrol­ len 14, 14′, 15, 15′ auf den Diagonalen des quadratischen Kupplungsteiles 11 angeordnet sind, wobei die Zentrierrollen 14, 14′, 15, 15′ auf einer äußeren Ringkreisfläche K1 gele­ gen sind, die sich mit der inneren Ringkreisfläche K2, auf welcher die Zentrierrollen 3, 3′ und 4, 4′ angeordnet sind, nicht überschneidet. Aus Platzgründen darf hierbei der Durchmesser der Rundpalette 20 nicht größer sein als der größte Durchmesser der inneren Ringkreisfläche K2.

Die Zentrierrollen 4, 4′ und 5, 5′ sowie 14, 14′ und 15, 15′ sind zweckmäßigerweise mit versenkten Schrauben 4a, 5a bzw. 14a, 15a mit dem Kupplungsteil 11 des Palettenspanners 10 fest verbunden. Es wäre grundsätzlich auch möglich, die Zentrierrollen an den jeweiligen Paletten anzubringen.

Die hohe Wiederholgenauigkeit des Palettenspannsystems beruht darauf, daß die Positionierung mittels feinst ge­ schliffener und gehärteter Präzisionsprismen und der an den Gegenprismen befestigten Präszisionsrollen erzielt wird, welche für eine Linienberührung bei Schmutzunempfindlichkeit sorgen. Die in die Nuten 2, 2′ und 3, 3′ eingelegten Zen­ trierrollen 4, 4′ und 5, 5′ bedingen die Ausrichtung in Z-Richtung, also der Axialrichtung, sowie die Winkelposi­ tionierung in der hierzu senkrechten X-Y-Ebene.

Bei dem zweiten Positionierungssystem, das am Palettenspan­ ner 10 durch die Zentrierrollen 14, 14′ und 15, 15′ und an der Palette 30 durch die Prismenbacken 34 und die Anlageflä­ chen 36 realisiert ist, erfolgt die exakte Positionierung mittels der Zentrierrollen 14, 14′ und 15, 15′, welche beim Ankuppeln in die prismatischen Nuten 32, 32′ und 33, 33′ eintauchen und von diesen exakt positioniert werden.

Figurenlegende

 2, 2′ prismatische Nuten
 3, 3′ prismatische Nuten
 4, 4′ Zentrierrollen
 5, 5′ Zentrierrollen
10 Palettenspanner
11 Kupplungsteil
12, 12′ prismatische Nuten
13, 13′ prismatische Nuten
 14, 14′ Zentrierrollen
14a Schrauben
 15, 15′ Zentrierrollen
15a Schrauben
16 Anlageflächen
17 Reinigungsdüsen
18 Zapfenaufnahme
20 runde Palette
21 Spannzapfen
21a Spannut
22, 22′ prismatische Nuten
23, 23′ prismatische Nuten
30 quadratische Palette
31 Spannzapfen
31a Spannut
32, 32′ prismatische Nuten
33, 33′ prismatische Nuten
34 Prismenbacken
36 Anlagefläche
38, 38′ seitliche Anschlagfläche
39, 40 Aufnahmebohrungen
K1 äußere Ringfläche
K2 innere Ringfläche

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Ankuppeln eines Werkzeuges oder Werk­ stückes an einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Elektrode an einer Funkenerosionsmaschine, mindestens bestehend aus einem Spanner, der mit der Werkzeugma­ schine verbunden ist, und einem das Werkzeug oder das Werkstück halternden Träger, der mit dem Spanner mit­ tels eines zentralen, axialen Spannzapfens kraftschlüs­ sig, drehfest und hinsichtlich seiner Relativlage exakt reproduzierbar kuppelbar ist, wobei die Kupplungsteile von Spanner und Träger kreuzförmig angeordnete, senk­ recht zueinander stehende, deckungsgleiche prismatische Nuten aufweisen, in welche auf einem gemeinsamen Kreis­ ring angeordnete Zentrierrollen derart eingelegt sind, daß sie mit den einander zugeordneten prismatischen Nuten des Spanners und des Trägers jeweils in Linienbe­ rührung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (30) im Grundriß die Form eines Quadrates hat und daß die auf der Kupplungsseite vorgesehenen prismatischen Nuten (32, 32′; 33, 33′) in den Eckbereichen des Trä­ gers (30) diagonal verlaufend angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanner (10) auf seiner Kupplungsseite ein weiteres Paar senkrecht zueinander und in bezug auf das erste Nutenpaar (12, 12′; 13, 13′) unter einem Winkel von 45° stehender prismatischer Nuten (2, 2′; 3, 3′) mit in diese eingelegten Zentrierrollen (4, 4′; 5, 5′) aufweist, die auf einem innerhalb des ersten Kreis­ ringes (K1) gelegenen zweiten Ring (K2) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanner (10) wie der Träger (30) im Grundriß die Form eines Quadrates hat, in dessen Eckbereichen die ersten prismatischen Nuten (12, 12′; 13, 13′) mit den eingelegten Zentrierrollen (14, 14′; 15, 15′) diagonal verlaufend und auf dessen Mittellinien an die Quadratseiten angrenzend die zweiten prismatischen Nuten (2, 2′; 3, 3′) mit in diese eingelegten Zentrier­ rollen (4, 4′; 5, 5′) angeordnet sind, daß die zweiten prismatischen Nuten (2, 2′; 3, 3′) eines kreisscheiben­ förmigen Trägers (20) mit entsprechenden prismatischen Nuten (22, 22′; 23, 23′) zugeordnet sind, wobei der Durchmesser des kreisscheibenförmigen Trägers (20) nicht größer als der größte Durchmesser des zweiten Ringes (K2) ist.