DE4332751C2 - Clamping device for machine tools for precise, reproducible arrangement of a centering element in a centering hole - Google Patents
Clamping device for machine tools for precise, reproducible arrangement of a centering element in a centering holeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft zunächst eine Aufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen zur paßgenauen reproduzierbaren Anord nung eines einen Hülsenkörper mit einer Durchgangsbohrung und ein Klemmteil aufweisenden Zentrierelementes in einer Zentrierbohrung eines Werkstückes, wie z. B. einer Formplatte für Spritzgieß-, Druckguß- und Stanzformen, wobei jedes Zentrierelement eine aus der Zentrierbohrung herausragende, als Anlagefläche dienende äußere Zentrierfläche für eine aufspannseitige Baueinheit aufweist, sowie ein Verfahren zur paßgenauen Umstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention initially relates to a clamping device for machine tools for a precisely reproducible arrangement nung one having a sleeve body with a through hole and a clamping part Centering element in a center hole of a workpiece, such as. B. one Mold plate for injection molding, die casting and stamping molds, wherein each centering element protrudes from the centering hole, serving as a contact surface outer centering surface for has a clamping unit, and a method for precisely fitting conversion according to the preamble of claim 9.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP-OS 0 275 923 (s. Fig. 9) bekannt. Mit Hilfe der dort dargestellten und beschriebenen Vorrichtungen werden Formplatten von Spritzgießwerkzeugen auf Maschinentischen von Bearbeitungsmaschinen ausgerichtet. Maßgeblich für die Genauigkeit dieser Anordnung ist dabei das Spiel zwischen den Zentrierbohrungen und den Zentrierelementen. Such a device is known from EP-OS 0 275 923 (see FIG. 9). With the help of the devices shown and described there, mold plates of injection molding tools are aligned on machine tables of processing machines. The clearance between the centering bores and the centering elements is decisive for the accuracy of this arrangement.
Mit dieser an sich vorteilhaften Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, eine Genauigkeit zu erreichen die unter halb des zwischen Zentrierelement und Zentrierbohrung vorhan denen Spiels liegt.With this device, which is advantageous per se, however, it is not possible to achieve an accuracy below half of the existing between the centering element and centering hole whom game lies.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur paßgenauen Anordnung eines Zentrierelementes in einer Zen trierbohrung zu schaffen, bei der das notwendige natürliche Spiel zwischen der Zentrierbohrung und dem Zentrierelement zur Schaffung einer maximalen Genauigkeit ausgeschaltet wird, sowie ein Verfahren zur paßgenauen Herstellung, durch welches die Vorrichtung eine vergrößerte Maßgenauigkeit aufweist.The object of the invention is therefore to provide a device for precise arrangement of a centering element in a Zen to create a drilling in which the necessary natural Game between the center hole and the centering element is switched off for maximum accuracy, as well as a method for precise manufacturing, by which the device has an increased dimensional accuracy.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art aus den Merkmalen des Kennzeichen teils, wonach das Klemmteil einen Gewindebereich, einen ersten inneren Zentrierbereich, einen von letzterem aus sich konusförmig im Querschnitt verjüngenden Bereich und einen daran anschließenden zweiten inneren Zentrierbereich aufweist, daß die beiden Zentrierbereiche des Klemmteils mit entsprechenden die Durchgangsbohrung begrenzenden Zentrierflächen des Hülsenkörpers zusammenwirken und daß der konusförmige Bereich mit seiner Mantelfläche auf gegenüberliegende Flächen von im Hülsenträger unverlierbar angeordneten, radial bewegbaren Klemmbacken lageverändernd einwirkt.The problem is solved for a device of the type mentioned from the characteristics of the indicator partly after which the clamping part has a threaded area, a first inner centering area, one of the latter itself area tapering in cross-section and one adjoining second inner centering area, that the two centering areas of the clamping part with corresponding centering surfaces delimiting the through hole of the sleeve body cooperate and that the conical Area with its lateral surface on opposite Areas of radially arranged captively in the sleeve carrier Moving jaws changes position.
Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Zen trierelement auf vorteilhafte Weise innerhalb der Zentrier bohrung mittig verspannt. Dies geschieht durch bewegbar in Aufnahmeöffnungen des Hülsenkörpers angeordnete Klemmbacken, die durch ein Klemmteil gleichmäßig nach außen gedrückt und in der Zentrierbohrung verspannt werden. Dies bedeutet, daß jede Klemmbacke nach dem Einsetzen des Klemmteils um densel ben Betrag aus der Außenmantelfläche des Körpers herausragt. In this device according to the invention, the Zen trier element in an advantageous manner within the centering Hole clamped in the middle. This is done by moving in Clamping jaws arranged in receiving openings of the sleeve body, which are evenly pressed outwards by a clamping part and be clamped in the center hole. This means that each jaw after inserting the clamping part around densel ben amount protrudes from the outer surface of the body.
Dadurch wird das Zentrierelement in der Zentrierbohrung mit tig verspannt. Sofern das Zentrierelement jedoch gelöst und entfernt worden ist, kann es jederzeit wieder mittels der er findungsgemäßen Vorrichtung in derselben Position zentriert werden. Gleichzeitig bedeutet dies auf vorteilhafte Weise, daß auch die als Anlagefläche, z. B. für ein Anschlußaufspann element, dienende Zentrierfläche unter Ausschaltung des na türlichen Spiels zwischen Zentrierbohrung und Zentrierelement immer wieder höchstgenau orientiert werden kann.As a result, the centering element is in the centering hole tense. Unless the centering element is released and has been removed, it can be removed at any time using the device according to the invention centered in the same position will. At the same time, this means in an advantageous way that also as a contact surface, for. B. for a connection setup element, serving centering surface by switching off the na door play between center hole and centering element can always be orientated extremely precisely.
Als heterogener Stand der Technik ist zwar in der DE-AS 11 40 428 ein stufenloser Spanndorn mit mehreren, in einer zylindrischen Hülse radial verstellbaren, durch einen Federring zusammengehaltenen, auswechselbaren Backen bekannt, deren z. B. kegelige innere Anlageflächen auf einem längs verschiebbaren, eine Keilwirkung ausübenden Spannteil aufliegen. Die zylindrischen Enden des Spannteils sind in der Hülse geführt, wobei der Spannteil eine konzentrische Bohrung mit einem Innengewinde aufweist, in das eine längs unverschiebbare Gewindespindel eingreift. Nach dem Zusammenbau des Spannteils können dessen Spannbuchsen zur Erzielung eines genauen Rundlaufes übergeschliffen werden. Hierzu werden die Spannbuchsen durch einen in die Nuten derselben gelegten nahtlosen Stahlring durchspannender Backen auf den Spannteil gepreßt. Diese Vorrichtung ist jedoch zur zentrierten Anordnung beispielsweise einer Formplatte nicht geeignet.The heterogeneous state of the art is in DE-AS 11 40 428 a stepless mandrel with several, in a cylindrical sleeve radially adjustable by a Interchangeable jaws held together, whose z. B. tapered inner contact surfaces on a longitudinally displaceable, there is a wedge effect on the clamping part. The cylindrical ends of the clamping part are guided in the sleeve, wherein the clamping part is a concentric bore with a Has internal thread into which a longitudinally immovable Threaded spindle engages. After assembling the clamping part you can Clamping bushes to achieve an exact concentricity be smoothed over. For this, the clamping bushes by a seamless in the grooves of the same Steel ring spanning jaws pressed onto the clamping part. However, this device is for centered arrangement, for example, a mold plate suitable.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Further advantages of the invention result from the following subclaims.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich für ein Verfahren zur paßgenauen Herstellung aus den Merkmalen des Anspruches 9, insbesondere dadurch, daß das Klemmteil in den Hülsenkörper soweit eingeschraubt wird, bis die Außenflächen der Klemmbacken maximal aus der Außenmantelfläche des Hülsen körpers herausragen, wonach die Außenflächen unter Bezug auf einen Nenndurchmesser einer Zentrierbohrung auf Passung ge schliffen werden, anschließend das Klemmteil und danach die Klemmbacken entfernt werden, worauf die Außenmantelflächen des Hülsenkörpers auf Passung geschliffen und danach die Klemmbacken wieder eingebaut werden.The solution to the problem arises for a method for precisely fitting manufacture from the features of claim 9, in particular in that the clamping part in the sleeve body is screwed in until the outer surfaces the clamping jaws out of the outer surface of the sleeve protrude body, after which the outer surfaces refer to a nominal diameter of a center hole on fit ge be ground, then the clamping part and then the Clamping jaws are removed, causing the outer jacket surfaces of the sleeve body ground to fit and then the Clamping jaws can be reinstalled.
Grundsätzlich ist es mit einem nach dem erfindungsge mäßen Verfahren hergestellten Zentrierelement möglich, die Anlagefläche mit einer Wiederholgenauigkeit im Bereich von etwa 1/1000 mm zu zentrieren. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß die Außenmantelfläche des Hülsenkörpers und die Außenfläche der Klemmbacken in getrennten Arbeitsgängen höchstgenau auf Passung geschliffen werden.Basically, it is one according to the Invention Centering element manufactured according to the method possible Contact surface with a repeat accuracy in the range of center about 1/1000 mm. This is particularly because of this achieved that the outer surface of the sleeve body and the Outer surface of the jaws in separate operations be ground to a precise fit.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:Further advantages of the invention result from the following description of an embodiment. It demonstrate:
Fig. 1 Die Seitenansicht einer Werkzeug-Palette mit An schlußaufspannelement und gestrichelt angedeuteter Formplatte entsprechend dem Ansichtspfeil I in Fig. 2, Fig. 1 is a side view of a toolbox with schlußaufspannelement An and indicated by dashed lines forming plate corresponding to the view of arrow I in Fig. 2,
Fig. 2 eine Draufsicht gemäß dem Ansichtspfeil II in Fig. 1, Fig. 2 is a plan view according to the viewing arrow II in Fig. 1,
Fig. 3 einen gegenüber Fig. 1 und Fig. 2 vergrößerten Schnitt durch ein zwischen Formplatte und Anschlußaufspann element angeordnetes Zentrierelement, welches z. B. an der mit III in Fig. 2 bezeichneten Stelle eingebaut ist, Fig. 3 is a compared to Fig. 1 and Fig. 2 enlarged section through a arranged between the mold plate and terminal element centering element, which, for. B. is installed at the point designated III in Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht des Zentrierelementes, Fig. 4 is a view of the centering element,
Fig. 5 einen gegenüber Fig. 4 vergrößerten Schnitt durch das Zentrierelement gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 4 und Fig. 5 is an enlarged section compared to FIG. 4 through the centering element according to the section line VV in Fig. 4 and
Fig. 6 eine gegenüber Fig. 4 vergrößerte Ansicht einer Klemmbacke (in Alleinstellung) des Zentrierelementes, etwa gemäß dem in Fig. 4 mit VI bezeichneten Ansichtspfeil. FIG. 6 is an enlarged view of a clamping jaw (alone) of the centering element compared to FIG. 4, approximately according to the view arrow labeled VI in FIG. 4.
In den Zeichnungen ist ein Zentrierelement insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.In the drawings, a centering element is generally designated by the reference number 10 .
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Werkzeug-Palette 11, die über Nutenspanner 12 mit Anschlußaufspannelementen 13 verbun den ist, auf denen mittels Spannböcken 14 eine nur gestri chelt angedeutete Formplatte 15 befestigt ist. Figs. 1 and 2 illustrate a tool palette 11 which is all in about 12 Nutenspanner with the Anschlußaufspannelementen 13 is, on which by means of clamping blocks 14 only gestri smiles indicated mold plate 15 is attached.
In Fig. 2 sind in den Eckbereichen der Formplatte 15 Zentrierelemente 10 strichpunktiert angedeutet, die der ge nauen Orientierung der Formplatte 15 relativ zum Anschlußauf spannelement 13 dienen. Die Zentrierelemente 10 sind in den Systembohrungen - Zentrierbohrungen 21 (vgl. Fig. 3) - aufge nommen. In Fig. 2 centering elements 10 are indicated by dash-dotted lines in the corner regions of the mold plate 15 , which serve the precise orientation of the mold plate 15 relative to the clamping element 13 . The centering elements 10 are in the system bores - centering bores 21 (see FIG. 3) - taken up.
Ein zwischen Formplatte 15 und Anschlußaufspannelement 13 angeordnetes Zentrierelement 10 ist in Fig. 3 vergrößert dargestellt.A centering element 10 arranged between the mold plate 15 and the connecting clamping element 13 is shown enlarged in FIG. 3.
Das Zentrierelement 10 weist einen Hülsenkörper 16 auf, der eine stufenweise abgesetzte Durchgangsöffnung 17 beinhal tet. In Höhe des Anschlußaufspannelements 13 ist der Hülsen körper 16 im Durchmesser verringert und stellt so einen An schlagzapfen 42 dar, dessen Außenmantelfläche eine Anschlag fläche 18 für das Anschlußaufspannelement 13 ausbildet.The centering element 10 has a sleeve body 16 which includes a step-by-step through opening 17 . In the amount of the connecting clamping element 13 , the sleeve body 16 is reduced in diameter and thus represents a striking pin 42 , the outer surface of which forms a stop surface 18 for the connecting clamping element 13 .
Ein entgegengesetzter Endbereich 20 des Hülsenkörpers 16 ist außen mit einem umlaufenden Bund 19 versehen, der beim Einführen des Zentrierelementes 10 in eine in der Formplatte 15 angeordnete Zentrierbohrung 21 als Anschlag dient. Ein zwischen dem Bund 19 und dem Anschlagzapfen 42 vorhandener Spannbereich 22 des Hülsenkörpers 16 weist einen an den Durchmesser der Zentrierbohrung 21 angepaßten Hülsenkörper- Außendurchmesser auf. Eine Außenmantelfläche 23 des Spannbe reichs 22 wird von drei jeweils um 120° versetzt angeordneten Aufnahmeöffnungen 24 durchbrochen, in denen Klemmbacken 25 bewegbar befestigt sind.An opposite end region 20 of the sleeve body 16 is provided on the outside with a circumferential collar 19 which serves as a stop when the centering element 10 is inserted into a centering hole 21 arranged in the mold plate 15 . A clamping area 22 of the sleeve body 16 present between the collar 19 and the stop pin 42 has an outer sleeve diameter adapted to the diameter of the centering bore 21 . An outer circumferential surface 23 of the Spannbe area 22 is pierced by three receiving openings 24 , each offset by 120 °, in which jaws 25 are movably attached.
In die Durchgangsbohrung 17 des Zentrierelementes 10 wird bundseitig ein Klemmteil 26 eingesteckt, dessen einer Endbereich 27 mit einem Außengewindeabschnitt 28 versehen ist, welcher mit einem Innengewindeabschnitt 29 des Endbe reichs 20 der Durchgangsbohrung 17 zusammenwirkt.In the through hole 17 of the centering element 10 , a clamping part 26 is inserted on the collar, one end portion 27 of which is provided with an external thread section 28 which cooperates with an internal thread section 29 of the end portion 20 of the through hole 17 .
Das Klemmteil 26 weist in dem Endbereich 27 einen Innen sechskant 30 für einen Steckschlüssel auf. Unterhalb des Außengewindeabschnittes 28 des Klemmteils 26 ist an letzterem ein erster innerer Zentrierbereich 31 angeordnet, welcher als Kreiszylinder-Außenmantelfläche ausgebildet ist und mit einer entsprechenden hülsenkörperseitigen kreiszylindrischen Innen mantelfläche, der Zentrierfläche 32, zusammenwirkt.The clamping part 26 has an inner hexagon 30 for a socket wrench in the end region 27 . Below the external thread section 28 of the clamping part 26 , a first inner centering region 31 is arranged on the latter, which is designed as a circular cylinder outer surface and cooperates with a corresponding sleeve-side circular cylindrical inner surface, the centering surface 32 .
Zwischen dem ersten inneren Zentrierbereich 31 des Klemmteils 26 und seinem zweiten inneren Zentrierbereich 33 an einem dem Endbereich 27 entgegengesetzten Ende des Klemm teils 26 ist ein sich zum zweiten inneren Zentrierbereich 33 hin um einen Konuswinkel α verjüngender konusförmiger Bereich 34 angeordnet. In Höhe dieses konusförmigen Bereichs 34 weist die Durchgangsbohrung 17 des Hülsenkörpers 16 denselben Durchmesser auf wie seine Zentrierfläche 32.Between the first inner centering region 31 of the clamping part 26 and its second inner centering region 33 at an end of the clamping part 26 opposite the end region 27 , a conical region 34 tapering towards the second inner centering region 33 by a cone angle α is arranged. At the level of this conical region 34 , the through bore 17 of the sleeve body 16 has the same diameter as its centering surface 32 .
Der zweite innere Zentrierbereich 33 stellt eine kreis zylindrische Außenmantelfläche dar, die mit einer kreiszylin drischen Innenmantelfläche, der Gegenfläche 43, kooperiert.The second inner centering area 33 represents a circular cylindrical outer surface, which cooperates with a circular cylindrical inner surface, the counter surface 43 .
Aus den Fig. 4 bis 6 ist der Aufbau der Klemmbacken 25 sowie deren Befestigung am Hülsenkörper 16 gut zu erkennen. Die Aufnahmeöffnungen 24 sind schlitzförmig ausgebildet und nehmen ebenso geformte Klemmbacken 25 auf, deren Außenflächen 35 einen dem Krümmungsradius der Außenmantelfläche 23 des Hülsenkörpers 16 entsprechende Krümmung aufweisen, mithin also Sektoren einer Kreiszylinder-Außenmantelfläche darstel len.The structure of the clamping jaws 25 and their attachment to the sleeve body 16 can be clearly seen from FIGS. 4 to 6. The receiving openings 24 are slit-shaped and also take shaped clamping jaws 25 , the outer surfaces 35 of which have a curvature corresponding to the radius of curvature of the outer surface 23 of the sleeve body 16 , and thus thus represent sectors of a circular cylinder outer surface.
Eine zum konusförmigen Bereich 34 weisende Schrägfläche 36 (s. Fig. 6) der Klemmbacke 25 weist gegenüber einer verti kalen Geraden V ebenfalls den Konuswinkel α auf. Die Gerade V läuft parallel zur Längsmittelachse Y des Langlochs 17. An inclined surface 36 (see FIG. 6) of the clamping jaw 25 facing the conical region 34 also has the cone angle α with respect to a vertical straight line V. The straight line V runs parallel to the longitudinal central axis Y of the elongated hole 17 .
Darüber hinaus ist jede Klemmbacke 25 mit einem Langloch 37 versehen, dessen längere Achse 38 in einem rechten Winkel R zur Schrägfläche 36 angeordnet ist. Das Langloch 37 der Klemmbacke 25 dient der Aufnahme eines Zylinderstiftes 39, welcher jeweils beidendig in Bohrungen 40 des Hülsenkörpers 16 gelagert und sekantial zu diesem angeordnet ist.In addition, each jaw 25 is provided with an elongated hole 37 , the longer axis 38 of which is arranged at a right angle R to the inclined surface 36 . The elongated hole 37 of the clamping jaw 25 serves to receive a cylindrical pin 39 , which is supported at both ends in bores 40 of the sleeve body 16 and is arranged secant to it.
Zur Befestigung eines Zentrierelementes 10 in einer Zen trierbohrung 21 der Formplatte 15 wird zunächst der Hülsen körper 16 bis zum Bund 19 in die Zentrierbohrung 21 einge führt. Danach wird das Klemmteil 26 soweit wie möglich in den Hülsenkörper 16 eingeschraubt. Während dieses Vorganges wirkt die Kegelmantelfläche 41 des konusförmigen Bereiches 34 gleichmäßig auf jede einzelne Schrägfläche 36 der Klemmbacken 25 ein, wobei die Klemmbacken 25 nach außen gedrückt werden, bis sie mit ihren teilkreiszylindrischen konvexen Außenflä chen 35 spielfrei an der Innenwandung der Zentrierbohrung 21 anliegen. Durch das gleichmäßige Ausfahren der Klemmbacken 25 wird das Zentrierelement 10 in der Zentrierbohrung 21 mittig verspannt. Es wird also vermieden, daß sich das Zentrierele ment 10 unter Ausnutzung des notwendigen Spiels zwischen der Zentrierbohrung 21 und dem Hülsenkörper 16 einseitig an einen Wandabschnitt der Zentrierbohrung 21 anlegt.To attach a centering element 10 in a Zen trier bore 21 of the die plate 15 , the sleeve body 16 is first up to the collar 19 in the center hole 21 leads. Then the clamping part 26 is screwed as far as possible into the sleeve body 16 . During this operation affects the conical surface 41 34, where the jaws are pressed 25 outwardly until they chen with its part-circular cylindrical convex Außenflä 35 without play bear against the conical portion uniformly to each inclined surface 36 of the jaws 25 on the inner wall of the centering bore 21st Due to the uniform extension of the clamping jaws 25 , the centering element 10 is braced in the center in the center hole 21 . It is thus avoided that the Zentrierele element 10 utilizes the necessary play between the center hole 21 and the sleeve body 16 on one side against a wall section of the center hole 21 .
In diesem Zusammenhang ist es wichtig, daß nach vorbe schriebenem Einschrauben des Klemmteils 26 in den Hülsenkör per 16 und Anliegen des Klemmteil-Konusses 41 innen an den ausgefahrenen Klemmbacken 25 die Zylinderstifte 39 der Klemm backen 25 nicht an den nach außen weisenden Umfangsbereichen der Langlöcher 37 anliegen. Vielmehr muß zwischen den nach außen weisenden Bereichen der Langlöcher 37 und den Zylinder stiften 39 ein Resthub verbleiben. Die Außenflächen 35 der Klemmbacken 25 werden sodann bei der Herstellung des Zentrierelementes 10 erst dann auf Maß geschliffen, wenn die Klemmbacken 25 durch das Klemmteil 26 in vorbeschriebener Weise maximal nach außen bewegt und sodann auf zweckmäßige Art entweder durch das Klemmteil selbst oder z. B. durch eine thermisch auflösbare Verklebung vorübergehend festgelegt sind.In this context, it is important that after vorbe written screwing of the clamping part 26 into the sleeve body by 16 and the clamping part cone 41 is on the inside of the extended clamping jaws 25, the cylindrical pins 39 of the clamping jaws 25 do not bake on the outwardly facing peripheral regions of the elongated holes 37 issue. Rather, pins 39 must remain between the outwardly facing regions of the elongated holes 37 and the cylinder, a residual stroke. The outer surfaces 35 of the jaws 25 are then only ground to size in the manufacture of the centering element 10 when the jaws 25 are moved to the outside by the clamping part 26 in the manner described above and then in a suitable manner either by the clamping part itself or, for. B. are temporarily fixed by a thermally dissolvable bond.
Claims (9)
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Publications (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19630463A1 (en) * | 1996-07-27 | 1998-01-29 | Widia Gmbh | Expander mandrel |
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DE3719010A1 (en) * | 1987-01-17 | 1988-07-28 | Strack Gmbh Norma | CLAMPING DEVICE FOR WORKPIECES |
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1993
- 1993-09-25 DE DE19934332751 patent/DE4332751C2/en not_active Expired - Fee Related
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