DE4423887C2 - Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Derartige Unterlagen werden zur bearbeitungsgerechten Positionie­ rung von Werkstücken vor deren Einspannung z. B. zwischen die Spann­ backen eines Maschinenschraubstockes vorzugsweise bei Fräsmaschi­ nen, aber auch bei Flachschleifmaschinen u. a. eingesetzt. In ihrer einfachsten Ausführung sind diese Unterlagen als flache Quader mit unterschiedlichen Seitenkanten ausgeführt. Für den Einsatz bei vielen verschiedenen unterschiedlich zu bearbeitenden Werkstücken ist ein großer und kostspieliger Satz der genannten Unterlagen er­ forderlich. Obwohl im Bedarfsfall Unterlagen verschiedener Abmes­ sungen aufeinander geschichtet eingesetzt werden können, ist keine stufenlose Festlegung der Einspannhöhe des Werkstücks möglich. Gehen aus einem Satz im Laufe der Zeit einzelne Unterlagen verlo­ ren, so schränkt das die feinstufige Höhenverstellung zumindest in einem begrenzten Abmessungsbereich ein.

Aus dem DE-GM 17 42 258 ist eine Unterlage mit stufenlos veränder­ licher Dicke bekannt, bei der das Oberteil längs einer schiefen Ebene, geführt durch eine T-förmig ausgebildete Feder-Nut-Verbin­ dung, gegenüber dem Unterteil durch eine Schraube zur Höhenver­ stellung verschiebbar ist. Letztere arbeitet dabei mit einem im Unterteil eingearbeiteten Muttergewinde zusammen, während die Unterseite des Schraubenkopfes beim Höherstellen des Oberteils gegen eine entsprechend abgeschrägte Fläche des letzteren drückt.

Zur Betätigung greift man beispielsweise mit einem Innensechs­ kantschlüssel am Schraubenkopf an, der bei jeder Verstellung nicht nur eine Dreh- sondern auf Grund der Gewindesteigung auch eine Transversalbewegung ausführt. Die T-Führung ist oberhalb des Schraubentriebs angeordnet.

Der Schraubentrieb der bekannten Unterlage eignet sich nur zur Höherstellung des Oberteils, da in der anderen Richtung kein Form­ schluß zwischen Schraubenkopf und Oberteil besteht. Bei einer Rückdrehung der Schraube findet jedoch auf Grund der Reibungsver­ hältnisse an der schiefen Ebene und ihren Führungsflächen kein sicheres selbsttätiges Tieferstellen des Oberteils statt. Da bei den üblicherweise verwendeten relativ kleinen Keilwinkeln die parallel zur schiefen Ebene gerichtete Komponente des Gewichtes des Werkstücks und des Oberteils in der Größe der Reibungskräfte liegt und diese vor allem bei längerem Betrieb ohne Nachschmierung unterschreitet (Selbsthemmung), ist eine Tieferstellung nur bei der Anwendung zusätzlicher Maßnahmen, wie leichter Hammerschläge in horizontaler Richtung gegen das Oberteil erreichbar. Ferner hat die bekannte Unterlage nur in Richtung der Höherstellung einen An­ schlag; in der Gegenrichtung ist keine Wegbegrenzung vorgesehen.

Auf Grund der genannten Merkmale eignet sich die bekannte Unterla­ ge nicht bei rationell auszuführenden Bearbeitungen vor allem von Serienteilen oder von unterschiedlichen Bauteilen mit wechselnden Einspannhöhen. Für den Einsatz bei automatisch arbeitenden Maschi­ nen ist sie ungeeignet. Darüber hinaus bedingt die oberhalb des Schraubentriebs angeordnete T-Führung eine verhältnismäßig große Bauhöhe der Unterlage. Außerdem ist die Herstellung einer solchen Führung aufwendig und kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Unterlagen der ein­ gangs genannten Art so zu verbessern, daß mit ihnen bei verein­ fachtem Aufbau die Höhenverstellung der Werkstücke in beiden Rich­ tungen mit formschlüssigen Mitteln sowohl von Hand z. B. mittels einer Kurbel, als auch mit einem motorischen und somit für automa­ tisierte Werkzeugmaschinen geeigneten Antrieb erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen.

Die nach dem Grundgedanken der Erfindung vorgesehene Verwendung einer in axialer Richtung unverschieblichen, in Lagerplatten des Unterteils drehbar gelagerten Gewindespindel ermöglicht in Zusam­ menwirkung mit einer mit dem Oberteil verbundenen mit Gewinde ver­ sehenen Lasche als eine Art Wandermutter folgende Verbesserungen der Unterlage:

• a) Sicherstellung einer formschlüssigen, beidseitig begrenzten Verstellung des Oberteils in beiden Richtungen unabhängig von der Größe des Neigungswinkels der schiefen Ebene;
• b) die beiden durchgehend planen in Höhe des Schraubentriebs ange­ ordneten Gleitflächen ergeben bei einfachster Herstellung dersel­ ben eine extrem niedrige Bauhöhe der Unterlage;
• c) die Seitenführung des Oberteils wird durch die die Laschen und die Lagerplatten verbindende, in sich absolut steife Gewindespin­ del mit der daran anschließenden Wellenverlängerung erreicht; und
• d) mittels eines mit der Gewindespindel verbundenen Betätigungs­ zapfens ist eine in allen Lagen des Oberteils ortsfest angeordnete Betätigung der Unterlage sowohl mit Handkurbeln,als auch mit moto­ rischen Antrieben möglich.

In den Unteransprüchen finden sich mehrere vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung für verschiedene Anwendungen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die folgenden Figuren.

Fig. 1 Längsschnitt durch eine Ausführung mit zwei Lagerplatten am Unterteil und einer außerhalb derselben angeordneten Gewindespindel.

Fig. 2 Querschnitt G-H auf der linken Hälfte und Querschnitt E-F auf der rechten Hälfte zu Fig. 1.

Fig. 3 Längsschnitt durch eine Ausführung mit zwei Lagerplatten am Unterteil und einer dazwischen angeordneten Gewinde­ spindel.

Fig. 4 Querschnitt A-B auf der linken Hälfte und Querschnitt C-D auf der rechten Hälfte zu Fig. 3.

Fig. 5 Längsschnitt durch eine Ausführung mit nur einer Lager­ stelle am Unterteil und einer auf der der Antriebsseite abgekehrten Seite angeordneten Gewindespindel.

Fig. 6 Querschnitt J-K auf der linken Hälfte und Querschnitt L-M auf der rechten Hälfte zu Fig. 5.

In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführung der erfindungsgemäßen Un­ terlage mit stufenloser Einstellung der Höhe H für das Werkstück 1 dargestellt. Das Unterteil 11 liegt auf dem Gestell 2 der Werk­ zeugmaschine auf, während das das Werkstück 1 tragende Oberteil 12 gegen das Unterteil 11 längs einer schiefen Ebene verschiebbar ist. Die Verschiebung findet dabei zwischen, der zum Unterteil 11 gehörenden planen Gleitfläche 1, 3 und der zum Oberteil 12 gehören­ den ebenfalls planen Gleitfläche 14 statt. Der für die Einstellung der Höhe H vorgesehene Schraubentrieb ist mit seiner zylindrischen gewindelosen Spindelverlängerung 25 in den beiden Lagerplatten 21a und 21b des Unterteils 11 drehbar gelagert. Außerhalb der Lagerplatte 21a ist die Gewindespindel 20 und daran anschließend der Betätigungszapfen 41, auf dem bespielsweise eine Handkurbel 24 oder nach Fig. 5 eine Kupplung 42 eines Motorantriebs 43 festgemacht sein kann, an­ geordnet. Auf der anderen Seite des Unterteils 11 ist die gewindelose Spindelverlängerung 25 mit einer Sicherungsscheibe 23 in axialer Rich­ tung unverschieblich festgelegt. Die Gewindespindel 20 arbeitet mit der zum Oberteil 12 gehörenden, mit Gewinde versehenen Lasche 22a so zusammen, daß über eine Drehbewegung an der Handkurbel 24 das Oberteil 12 in jede beliebige Stellung zwischen H max. und H min. (gestrichelte Darstellung) verschoben werden kann. Das Oberteil 12 ist über eine zweite Lasche 22b auf der gewindelosen Spindelverlän­ gerung 25 abgestützt und geführt. Durch das Ineinandergreifen der beiden Laschen 22a und 22b des Oberteils 12 in die ebenfalls rela­ tiv weit auseinander stehenden Lagerplatten 21a und 21b des Unter­ teils 11 wird mit geringem Aufwand eine sehr sichere seitliche Führung des Oberteils 12 erreicht. Bei dieser Ausführung durch­ bricht die von den Laschen 22a und 22b begrenzte Aussparung 26 gemäß Fig. 2 rechts, die Gleitfläche 14 und nimmt die Lagerplatte 21a und Teile des Schraubentriebs in sich auf. Die Längsbewegung des Oberteils 12 ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal gemäß Fig. 1 durch Anschlagen der Lasche 22b nach unten an der Lager­ platte 21b und nach oben über die lose Hülse 44 an der Lagerplatte 21a begrenzt. In der unteren Endstellung H min des Oberteils 12 sollen dadurch Verspannungen durch einen Restspalt s zwischen der Lasche 22a und der Lagerplatte 21a vermieden werden. Um eine axi­ ale Verschiebung des Schraubentriebs zu verhindern, ist als weite­ rer Vorteil der Durchmesser D der Gewindespindel 20 größer als der Durchmesser d der gewindelosen Spindelverlängerung 25 ausgeführt.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Gleitfläche 13 des Unterteils 11 nach einem weiteren Vorteil als durchgehende plane Fläche aus­ geführt ist, auf der die durch die Aussparung 26 unterbrochene ebenfalls plane Gleitfläche 14 des Oberteils 12 aufliegt. In die­ ser Aussparung 26 sind die Lagerplatte 21a und ein Teil der gewindelosen Spindelverlängerung 25 untergebracht, die sehr wesentlich zur seit­ lichen Führung des Oberteils 12 beitragen. Aus den Fig. 1 und 2 geht ferner hervor, daß sich die Gleitfläche 14 ebenfalls als pla­ ne und somit sehr leicht herzustellende Fläche über die beiden die Aussparung 26 seitlich begrenzenden Wangen 16a und 16b des Ober­ teils 12 und über die Lasche 22b, nicht jedoch über die deshalb etwas vorstehende Lasche 22a erstreckt. Ebenso leicht herzustellen ist die sich durchgehend zwischen den beiden Lagerplatten 21a und 21b des Unterteils 11 erstreckende Gleitfläche 13. Da die obere Deckfläche der Lagerplatte 21a nicht als Gleitfläche dient, ist ein Spalt zwischen ihr und der gegenüber liegenden Bodenfläche der Aussparung 26 vorgesehen. Um eine gleichmäßige Auflage der beiden Gleitflächen 13 und 14 unter Berücksichtigung von deren Toleranzen sicherstellen zu können, ist es darüber hinaus vorteilhaft die Durchmesser der Lagerstellen für die gewindelose Spindelverlängerung 25 mit einem entsprechenden Übermaß oder als vertikal ausgerichtete Langlöcher auszuführen.

In den Fig. 3 und 4 ist eine andere konstruktive Ausführung der Erfindung dargestellt, bei der die Gewindespindel 20 mit kurzen Abschnitten 25a und 25b der gewindelosen Spindelverlängerung in den Lagerplatten 21a und 21b des Unterteils 11 drehbar gelagert und durch entspre­ chende Abstufung der Durchmesser D, d in axialer Richtung fest­ gelegt ist. Außerhalb der Lagerplatte 21a schließt sich der die Handkurbel 24 tragende Betätigungszapfen 41 an. Die mit Gewinde für die Gewindespindel 20 versehene Lasche 22a ist mit dem Ober­ teil 12 etwa in dessen Mitte verbunden und bewirkt bei einer Dreh­ bewegung der Gewindespindel 20 eine Verstellung der Einspannhöhe H des Werkstücks 1.

Gemäß der Fig. 4 ist die gesamte Unterseite des Oberteils 12 als durchgehende, plane Gleitfläche 14 ausgeführt mit Ausnahme der Lasche 22a. Die Gewindespindel 20 ist in einer Rille 27 des Unter­ teils 11 untergebracht, deren seitlich angeordnete Wangen 15a und 15b zusammen mit der Lagerplatte 31a an ihrer Oberseite die plane Gleitfläche 13 bilden. Die Begrenzungswände der Rille 27 haben, gegenüber der Lasche 22a einen Spalt, die Lagerplatte 31b ist wegen der Montage der Gewindespindel 20 lösbar mit dem Unterteil 11 verbunden. Das Oberteil 12 kann in seiner untersten Endstellung H min die Lagerplatte 21b überlagern, um auch für größere Werk­ stücke 1 geeignet zu sein. Die seitliche Führung des Oberteils 12 wird durch die Verbindung der Lasche 22a mit dem Schraubentrieb erreicht; sie ist umso wirksamer je länger die Lasche 22a ist und je näher sie zur Mitte des Oberteils 12 angeordnet ist.

Die Begrenzung der Verstellbewegung des Oberteils 12 erfolgt durch die Berührung der Lasche 22a, oder eines an ihr befestigten An­ schlags 18 in der obersten Stellung H max mit der Lagerplatte 31a und in der untersten Stellung H min mit der Lagerplatte 31b bzw. einer sich an letzterer abstützenden Hülse 44.

Eine nach den Merkmalen der Erfindung aufgebaute kleinere, sehr einfach ausgeführte Unterlage für leichtere Werkstücke 1 zeigen die Fig. 5 und 6. Die gewindelose Spindelverlängerung 25 ist in dem zum Un­ terteil 11 gehörenden Lager 17 aufgenommen; an sie schließt sich ohne weitere Lagerung die Gewindespindel 20 an, die mit dem Gewin­ de der Lasche 22a des Oberteils 12 im Eingriff ist. Die axiale Lagesicherung der gewindelosen Spindelverlängerung 25 ist in diesem Fall von einer Sicherungsscheibe 23 und vom Unterschied der Durchmesser D, d realisiert. Am oberen Ende des Unterteils 11 ist an die gewindelose Spindelver­ längerung 25 der Betätigungszapfen 41 angesetzt, der in diesem Beispiel über die Kupplung 42 mit einem Motorantrieb 43 in Verbin­ dung steht. Die Wegbegrenzung des Oberteils 12 ist durch die Berührung der Lasche 22a mit dem Lager 17 bei der Höhe H max. und mit der Sicherungsmutter 28 bei der H min. gegeben. In der unteren Stellung ist aber auch eine Begrenzung durch eine mit dem Oberteil 12 verbundene Nase mit einem Gegenstück am Unterteil 11 möglich.

Nach den Fig. 5 und 6 begrenzen das Lager 17 und die Wangen 15a und 15b des Unterteils 11 eine einseitig offene Rille 27, in der die Gewindespindel 20 und die Lasche 22a eingebaut ist, wobei letztere auch als seitliche Führung wirken. Die plane Gleitfläche 13 umfaßt die Oberseite der beiden Wangen 15a und 15b und die des Lagers 17. Die plane Gleitfläche 14 des Oberteils 12 überdeckt mit Ausnahme der Lasche 22a die gesamte Unterseite des Oberteils 12. Die Lasche 22a hat seitlich und nach unten keine Berührung zum Unterteil 11; sie kann aus Herstellungsgründen auch lösbar mit dem Oberteil 12 verbunden sein. Die Gleitflächen 13 und 14 sind so dimensioniert, daß sich das Oberteil 12 in jeder Stellung auf seiner ganzen Länge auf dem Unterteil 11 abstützt.

Die erfindungsgemäßen Unterlagen nach den drei eben beschriebenen Ausführungen stellen gegenüber dem bekannten Gerät neue und deut­ lich verbesserte Lösungen dar, mit denen diese mit Vorteil auch in modernen Werkzeugmaschinen eingesetzt werden können. Der ortsfest am oberen Ende des Unterteils angebrachte Betätigungszapfen des Schraubentriebs ermöglicht in diesem Zusammenhang auch eine moto­ rische Verstellung der Einspannhöhe des Werkstücks, mit der unter­ schiedliche Rohteilmaße über optoelektronische Sensoren kompen­ siert werden können. Die erfindungsgemäße Ausführung der Gleit­ flächen von Ober- und Unterteil und deren Lage zu den Teilen des Schraubentriebs ergibt darüber hinaus in den gezeigten Beispielen vergleichsweise niedrige Bauhöhen und somit Raum für umfangrei­ chere Werkstücke bei konstanter Spitzen- bzw. Einspannhöhe der Werkzeugmaschinen als bei der bekannten Unterlage.

Claims (10)

1. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke mit einem auf dem Gestell der Werkzeug­ maschine abgestützten Unterteil und einem gegen letzteres mittels einem Schraubentrieb längs einer schiefen Ebene stufenlos höhen­ verstellbaren Oberteil, das dazu mit seinen Gleitflächen auf hier­ für angepaßten Gleitflächen des Unterteils verschiebbar abgestützt und seitlich geführt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) Der Schraubentrieb besteht aus einer Gewindespindel (20), einer damit verbundenen, in wenigstens einer Lagerung des Unter­ teils (11) drehbar und in axialer Richtung unverschieblich gelagerten gewindelosen Spindelverlängerung (25) sowie einem die Gewindespindel bzw. die gewindelose Spindelverlängerung an ihrem oberen Ende abschließenden Betäti­ gungszapfen (41);
• b) die Gewindespindel (20) arbeitet mit einer mit einem Mutter­ gewinde versehenen, mit dem Oberteil (12) verbundenen Lasche (22a) zusammen, mit der dieses zugleich seitlich ge­ führt ist; und
• c) die beiden Gleitflächen (13, 14) sind plan ausgeführt und wenigstens eine von ihnen weist einen Durchbruch zu einer Vertie­ fung im Oberteil (12) bzw. im Unterteil (11) auf, in der Teile des Schraubentriebs untergebracht sind.

2. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewindelose Spindelverlängerung (25) in zwei am Unterteil (11) befestigten Lagerplatten (21a, 21b) gelagert ist und mit einer weiteren mit dem Oberteil (12) verbundenen, eine zusätzliche seitliche Führung bildenden Lasche (22b) zusammenwirkt, daß die beiden Laschen (22a, 22b) eine die Lagerplatte (21a) aufneh­ mende Aussparung (26) in der Gleitfläche (14), des Oberteils (12) einschließen, und daß die Gewindespindel (20) mit dem Betätigungszapfen (41) außerhalb der Aussparung (26) angeordnet ist.

3. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung des Oberteils (12) durch Anschlagen der Lasche (22b) an jeweils eine der Lagerplatten (21a, 21b) begrenzt ist.

4. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei zum Unterteil (11) gehörenden Lagerplatten (31a, 31b), welche eine die Gleitfläche (13) des Unterteils (11) durchbrechene Rille (27) begrenzen, jeweils ein Abschnitt (25a, 25b) der gewindelosen Spindelverlängerung mit der dazwischen angeordneten Ge­ windespindel (20) gelagert ist.

5. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung des Oberteils (12) durch Anschlagen der Lasche (22a) an jeweils eine der Lagerplatte (31a, 31b) begrenzt ist.

6. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zum Unterteil (11) gehörenden Lager (17) die gewindelose Spindelverlängerung (25) gelagert ist, an die sich in einer die Gleitfläche (13) durchbrechenden Rille (27) die Gewindespindel (20) anschließt.

7. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung des Oberteils (12) durch Anschlagen der Lasche (22a) an das Lager (17) bzw. an eine die Gewindespindel (20) abschließende Mutter (28) begrenzt ist.

8. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach einem der Patentansprüche 2, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gewindespindel (20) mit einem Durchmesser (D), der größer als der Durchmesser (d) der gewindelosen Spindelverlängerung (25) oder ihrer Abschnitte (25a, 25b) ist, an den benachbarten Lager­ platten (21a, 21b, 31a, 31b) bzw. am Lager (17) abstützt.

9. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach einem der voranstehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen der Lagerplatten (21a, 21b, 31a, 31b) bzw. des Lagers (17) gegenüber den in ihnen gelagerten Teilen bzw. Ab­ schnitten der gewindelosen Spindelverlängerung (25) ein die Abstützung der Gleitflächen (13, 14) unter Einbezug von deren Toleranzen sicherstellendes Übermaß aufweisen.

10. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke nach einem der voranstehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung anstelle einer aufsteckbaren Handkurbel (24) ein an den Zapfen (41) mit einer Kupplung (42) anschließbarer motorischer Antrieb (43) vorgesehen ist.