SK50262013A3 - UpĂ­nacie zariadenie - Google Patents

Abstract

Vynález sa týka upínacieho zariadenia s dolným upínacím dielom (1) na pevné upnutie nosiča (2) obrobku, pričom dolný upínací diel (1) obsahuje väčší počet upínacích ústrojenstiev (5) a nosič (2) obrobku je vybavený počtom upínacích čapov (43), zodpovedajúcim počtu upínacích ústrojenstiev (5), na pevné upnutie v príslušnom upínacom ústrojenstve (5) a pričom na dolnom upínacom diele (1) sú usporiadané prvé centrovacie elementy (4), ktoré spolupracujú s ďalšími centrovacími elementmi (38) usporiadanými na nosiči (2) obrobku tak, že nosič (2) obrobku je pri pevnom upnutí na dolnom upínacom diele (1) nastavený v smere X a v smere Y, a pričom príslušné upínacie ústrojenstvo (5) obsahuje upínacie puzdro (6), ktorého horná strana tvorí Z-oporu pre nosič (2) obrobku. Z-opora dolného upínacieho dielu (1) je tvorená väčším počtom plošných častí (11) usporiadaných na hornej strane príslušného upínacieho puzdra (6). Každá plošná časť (11) je vybavená aspoň jedným výstupným otvorom (12) pre čistiace médium. Príslušné upínacie puzdro (6) je vybavené dutým nástavcom (10), ktorý sa rozkladá až k dolnej strane dolného upínacieho dielu (1).

Description

Upínacie zariadenie

Oblasť techniky

Vynález sa týka upínacieho zariadenia s dolným upínacím dielom pre pevné upnutie nosiča obrobku, pričom dolný upínací diel obsahuje väčší počet upínacích ústrojenstiev a nosič obrobku je opatrený počtom upínacích čapov, zodpovedajúcim počtu upínacích ústrojenstiev, pre pevné upnutie v príslušnom upínacom ústrojenstve, a pričom na dolnom upínacom diele sú usporiadané prvé centrovacie elementy, ktoré spolupracujú s ďalšími centrovacími elementmi usporiadanými na nosiči obrobku tak, že nosič obrobku je pri pevnom upnutí na dolnom upínacom diele nastavený v smere X a v smere Y, a pričom príslušné upínacie ústrojenstvo obsahuje upínacie puzdro, ktorého horná strana tvorí Z-oporu pre nosič obrobku.

Doterajší stav techniky

Také upínacie zariadenia sa používajú na polohovo definované pevné upnutie obrobkov namontovaných na nosičoch obrobkov alebo nástrojov. Dolný upínací diel je obvykle pevne zafixovaný na pracovnom stole obrábacieho stroja alebo lisu, zatiaľ čo nosič obrobku môže byť na tomto dolnom upínacom diele zafixovaný prípadne upevnený polohovo presne opakovaným spôsobom a rovnako z neho môže byť opäť uvoľnený.

Zo spisu EP 0 614 725 Al je známe vyššie uvedené zariadenie pre polohovo definované pevné upnutie obrobku na pracovnom mieste obrábacieho stroja. Toto zariadenie pozostáva z dolnej základovej dosky, ktorá môže byť zafixovaná prípadne upevnená na tomto pracovnom mieste obrábacieho stroja, a z nosiča obrobku, ktorý môže byť nasadený na túto dolnú základovú dosku a pevne na ňu upnutý. Nosič obrobku obsahuje štyri upínacie čapy, pomocou ktorých môže byť tento nosič obrobku pevne upnutý v štyroch upínacích ústrojenstvách usporiadaných zodpovedajúcim spôsobom na dolnej základovej doske. Pre presné nastavenie nosiča obrobku na dolnej základovej doske je táto dolná základová doska opatrená prvými nastavovacími elementmi vo forme centrovacieho pravítka, zatiaľ čo nosič obrobku obsahuje ďalšie nastavovacie elementy vo forme profilovaných dosiek, ktoré sú opatrené drážkou. Pri upevňovaní nosiča obrobku na dolnej základovej doske zasahujú zmienené centrovacie pravítka do drážok profilovaných dosiek a nastavujú nosič obrobku v smere X a v smere Y, ako aj čo sa týka uhlovej polohy okolo osi Z. Nastavovanie v osi Z sa uskutočňuje tým, že nosič obrobku je prostredníctvom upínacích ústrojenstiev priťahovaný k dolnej základovej doske, až kým svojou rovinnou dolnou stranou nedosadne na prstencové dosadacie plochy dolnej základovej dosky. Hoci sa také upínacie zariadenie v praxi osvedčilo, existuje nebezpečenstvo, že s pribúdajúcim časom sa na prstencových dosadacích plochách usadzuje nečistota, ktorá stojí v ceste presnému nastaveniu nosiča obrobku, predovšetkým v smere Z, Ďalej sa rovnako môže na uvedených štyroch upínacích ústrojenstvách nahromadiť nečistota, ktorá bráni správnemu fungovaniu príslušného upínacieho ústrojenstva.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je vytvoriť upínacie zariadenie patriace do vyššie uvedenej oblasti techniky, ktoré bude necitlivé voči znečisteniu tak, že nosič obrobku môže byť upevňovaný na dolnom upínacom diele bez problémov opakovane.

Uvedená úloha spĺňa upínacie zariadenie s dolným upínacím dielom pre pevné upnutie nosiča obrobku, pričom dolný upínací diel obsahuje väčší počet upínacích ústrojenstiev a nosič obrobku je opatrený počtom upínacích čapov, zodpovedajúcim počtu upínacích ústrojenstiev, pre pevné upnutie v príslušnom upínacom ústrojenstve, a pričom na dolnom upínacom diele sú usporiadané prvé centrovacie elementy, ktoré spolupracujú s ďalšími centrovacími elementmi usporiadanými na nosiči obrobku tak, že nosič obrobku je pri pevnom upnutí na dolnom upínacom diele nastavený v smere X a v smere Y, a pričom príslušné upínacie ústrojenstvo obsahuje upínacie puzdro, ktorého horná strana tvorí Z-oporu pre nosič obrobku, podľa vynálezu ktorého podstatou je, že Z-opora dolného upínacieho dielu je tvorená väčším počtom plošných častí usporiadaných na hornej strane príslušného upínacieho puzdra, pričom každá plošná časť je opatrená aspoň jedným výstupným otvorom pre čistiace médium, a pričom príslušné upínacie puzdro je opatrené dutým nástavcom, ktorý sa rozkladá až k dolnej strane dolného upínacieho dielu.

U takto vytvoreného upínacieho zariadenia sú na jednej strane Z-opory tvorené definovanými plošnými časťami, ktoré môžu byť čistené. Na druhej strane sa prípadná nečistota nahromadená v oblasti upínacích ústrojenstiev môže odvádzať smerom dole a vystupovať z dolného upínacieho dielu. Také upínacie zariadenie je teda podstatne necitlivej šie na znečistenie, takže konečným dôsledkom je, že nosič obrobkov môže byť aj počas dlhej doby opakovane presne pevne upevňovaný na dolnom upínacom diele.

Výhodné formy uskutočnenia a ďalšie vytvorenia predmetu vynálezu sú uvedené v závislých nárokoch.

Tak je dolný upínací diel opatrený základným telesom a nosič obrobku je opatrený hlavným telesom, pričom do základného telesa dolného upínacieho dielu sú vložené upínacie puzdrá slúžiace na vytvorenie Z-opier dolného upínacieho dielu, a pričom do hlavného telesa nosiča obrobku sú vložené prstencové telesá pre vytvorenie Zopier nosiča obrobku. Toto uskutočnenie umožňuje vyrobiť Z-opory z materiálu, ktorý je špecificky prispôsobený daným požiadavkám. Ďalej môžu byť tie elementy upínacieho zariadenia, ktoré nie sú vystavené žiadnemu zvláštnemu namáhaniu, predovšetkým základné teleso a hlavné teleso, vyrobené z pomerne výhodnejšieho a prípadne ľahšieho materiálu. Čo sa týka tejto požiadavky, je u ďalšieho výhodného príkladu uskutočnenia navrhované vyrobiť upínacie puzdrá z tvrdšieho materiálu ako základné teleso dolného upínacieho dielu a prstencové telesá nosiča obrobku vyrobiť z tvrdšieho materiálu ako hlavné teleso nosiča obrobku.

U jedného ďalšieho výhodného uskutočnenia upínacieho zariadenia je príslušné upínacie puzdro vytvorené ako jeden kus a má prstencový nákružok, do ktorého je na dolnej strane zapustený prstencový kanál, ktorý je prostredníctvom otvorov spojený s výstupnými otvormi. Toto uskutočnenie umožňuje pomerne jednoduché vytvorenie upínacieho puzdra, pretože jeho výstupné otvory môžu byť prostredníctvom prstencového kanála napájané vzduchom.

Jedno ďalšie zvlášť výhodné uskutočnenie upínacieho zariadenia predpokladá, že nosič obrobku je prispôsobený k dolnému upínaciemu dielu tak, že po voľnom položení nosiča obrobku na dolný upínací diel existuje medzi plošnými časťami dolného upínacieho dielu, slúžiacimi ako Z-opory, a Z-oporami nosiča obrobku medzera rádovo s veľkosťou od 0,1 do 0,01 mm. Tým sa dosiahne to, že nosič obrobku musí v priebehu postupu upínania zdolať len veľmi krátku dráhu v smere Z než dosadne na Z-opory dolného upínacieho dielu. Pri pevnom upínaní nosiča obrobku sa teda drážkové elementy vychýlia v smere Z len veľmi málo, čo podporuje vysoko presné nastavenie nosiča obrobku voči dolnému upínaciemu dielu, pretože týmto veľmi malým posunutím nosiča obrobku v smere osi Z sa po nastavení v smere X a smere Y prakticky vylúči možný zdroj chýb a pre pružné vychýlenie drážkových elementov v smere Z musia byť prekonané len pomerne malé sily.

Z nasledujúceho podrobného opisu a z celkového obsahu patentových nárokov vyplývajú ďalšie výhodné formy uskutočnenia a kombinácie znakov vynálezu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Príklad uskutočnenia podľa vynálezu bude bližšie objasnený podľa priložených výkresov, na ktorých znázorňujú obr. 1 v perspektívnom pohľade upínacie zariadenie pozostávajúce z dolného upínacieho dielu a z nosiča obrobku, obr. 2 priečny rez dolným upínacím dielom, obr. 2a zväčšený detail z obr. 2, obr. 3 priečny rez nosičom obrobku, obr. 4 nosič obrobku v priebehu nasadzovania na dolný upínací diel a obr. 5 nosič obrobku v pevne upnutom stave.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje podstatné elementy upínacieho zariadenia v perspektívnom pohľade. Toto upínacie zariadenie obsahuje dolný upínací diel 1_, ktorý je upevnený v oblasti obrábacieho stroja, ako aj nosič 2 obrobku. Znázornené upínacie zariadenie slúži predovšetkým na pevné upnutie veľkých a/alebo ťažkých obrobkov v pracovnej oblasti obrábacieho stroja, napríklad frézky, brúsky, elektroerozívneho stroja alebo sústruhu. Pod výrazom veľký a ťažký sa v danej súvislosti rozumejú obrobky, ktoré majú veľkosť až do približne 500 x 500 x 500 mm a hmotnosť až do niekoľkých sto kilogramov.

Dolný upínací diel 1_ je opatrený základným telesom 22, v ktorom sú uložené štyri upínacie ústrojenstvá 5_, zatiaľ čo nosič 2. obrobku obsahuje hlavné teleso 36, na ktorom sú uložené upínacie capy 43, zodpovedajúce upínacím ústrojenstvám 5_, ktoré môžu byť pevne upnuté v týchto upínacích ústrojenstvách 5.. Aby sa umožnilo presné polohové nastavenie nosiča 2. obrobku na dolnom upínacom diele 1_, sú na základnom telese 22 dolného upínacieho dielu 1_ usporiadané prvé centrovacie elementy vo forme štyroch centrovacích líšt 4 a na hlavnom telese 36 nosiča 2_ obrobku sú usporiadané ďalšie centrovacie elementy vo forme štyroch drážkových elementov 3 8. Drážkové elementy 38 sú vytvorené tak, že ich centrálna oblasť, ktorá je opatrená centrovacou drážkou, môže byť pružne vychýlená v smere Z, to znamená v smere k dolnej strane 37 nosiča 2_ obrobku, o určitú hodnotu, s výhodou o niekoľko stotín milimetra. Nosič 2 obrobku je opatrený rovinnou dolnou stranou 37, na ktorej sú upevnené drážkové elementy 38 prostredníctvom skrutiek. Pretože toto základné vytvorenie takého upínacieho zariadenia je známe zo spisu EP 0 614 725 al, budú v ďalej opísané predovšetkým znaky upínacieho zariadenia podstatné podľa vynálezu.

Príslušné upínacie ústrojenstvo £ dolného upínacieho dielu 1_ obsahuje upínacie puzdro 6, vložené do základného telesa 2, ktorého horná strana v tvare medzikružia tvorí čiastočne takzvanú Z-oporu pre nosič 2 obrobku. Za tým účelom je príslušná horná strana opatrená štyrmi vyvýšenými plošnými časťami 11, na ktorej nosič 2 obrobku pri pevnom upnutí s rovinnými dosadacími plochami dosadá. Každá z týchto zmienených plošných častí 11 je opatrená jedným výstupným otvorom 12, ktorým môže byť vyfukované čistiace médium, s výhodou vzduch. Tieto vyvýšené plošné časti 11 sú veľmi presne zbrúsené do roviny. Rozumie sa, že namiesto štyroch vyvýšených plošných častí 11 môže byť upravený aj iný počet a iný tvar takých vyvýšených plošných častí.

Dolný upínací diel £ je ďalej opatrený polohovacím otvorom 1 5, ktorý slúži na vloženie polohovacieho kolíka 3_ usporiadaného na nosiči 2 obrobku. Vzájomná spolupráca týchto polohovacích prostriedkov má zaistiť, že nosič 2 obrobku je na dolnom upínacom diele upevnený vždy v tej istej uhlovej polohe.

Do hlavného telesa 36 nosiča 2 obrobku sú na jeho dolnej strane 37 vložené prstencové telesá 46 pre vytvorenie takzvaných Z-opier, ktoré obklopujú zadný pätný diel 48 príslušného upínacieho čapu 43., orientovaný smerom k dolnej strane 37 nosiča 2. obrobku. Uvedené prstencové telesá 46 sú uskutočňované z vysoko pevného materiálu, s výhodou z kalenej ocele. Upevnenie a obrobenie týchto prstencových telies 46 bude v nasledujúcom ešte bližšie objasnené.

Základné teleso 22 dolného upínacieho dielu 1_ je opatrené väčším počtom bočných pripojovacích kanálov 35. Týmito pripojovacími kanálmi 3 5 môže byť privádzané médium pre prevádzku upínacích ústrojenstiev 5_, ako napríklad stlačený vzduch a tak ďalej. Aspoň jedným z týchto pripojovacích kanálov 35 môže byť do výstupných otvorov zapustených vo vyvýšených plošných častiach 11 privádzané čistiace médium, napríklad vzduch.

Obr. 2 znázorňuje priečny rez dolným upínacím dielom 1_ pozdĺž čiary A-A na obr. 1. Základné teleso 22 je opatrené štyrmi vybraniami 23 pre uloženie vždy jedného upínacieho ústrojenstva 5., pričom na tomto vyobrazení sú vidieť len dve z týchto štyroch vybraní 23. Podľa jedného z týchto štyroch upínacích ústrojenstiev 5_, na danom obr. 2 ľavého upínacieho ústrojenstva 5_, bude bližšie objasnené vytvorenie takého upínacieho ústrojenstva 5_.

Toto príslušné upínacie ústrojenstvo 5. obsahuje upínacie puzdro 6. a blokovací piest 28, a oba tieto diely sú spolu vložené do zmieneného vybrania 23. Blokovací piest 28 je vytvorený v tvare prstencového piestu, ktorý obklopuje upínacie puzdro 6. prípadne jeho zadný nástavec 10. Smerom dole je príslušné vybranie 23 zakryté prostredníctvom kruhovej krycej dosky 30, pričom táto príslušná krycia doska 30 je opatrená centrálnym otvorom 31, ktorého funkcia bude v nasledujúcom ešte bližšie objasnená. Z tohto vyobrazenia je predovšetkým zrejmé, že príslušné upínacie puzdro 6 je vytvorené ako určitý druh puzdra a obsahuje priechodný otvor 14, ktorý sa rozkladá cez celý dolný upínací diel 1_. Upínacie puzdro 6. pozostáva v podstate z jedného horného dielu 8_, z prstencového dielu s nákružkom 9, k nemu smerom dole pripojeného, a z nástavca 10 v tvare dutého valca, ktorého zadný koniec sa rozkladá až k zadnej strane dolného upínacieho dielu 1_. Horný diel 8. upínacieho puzdra 6 je na vnútornej strane opatrený kužeľovou zavádzacou oblasťou 13 Príslušné upínacie puzdro 6. sa prostredníctvom prstencového dielu s nákružkom 9 opiera o prvé, prípadne najvrchnejšie osadenie 24 príslušného vybrania 23. U daného príkladu je blokovací piest 28. znázornený v dolnej blokovacej polohe, v ktorej tlačí upínacie guľôčky 54, slúžiace na zablokovanie upínacieho čapu 43., radiálne smerom do vnútra. Blokovací piest 28 je tlačnými pružinami 29 opierajúcimi sa o základné teleso 22 tlačený do znázornenej blokovacej polohy.

Aby mohol byť blokovací piest 28 tlačený smerom nahor proti sile pružín 29, privádza sa do prstencového priestoru 32 medzi dolnou stranou blokovacieho piestu 28 a krycou doskou 30 stlačené médium, pričom prostriedky k tomu potrebné nie sú znázornené. Je však vidieť kanál 33 vedúci do zmieneného prstencového priestoru 32, ktorým môže byť privádzané príslušné stlačené médium. Príslušná krycia doska 30 je prostredníctvom neznázornených skrutiek upevnená na zadnom osadení 27 príslušného vybrania 23 na zadnej strane/dolnej strane dolného upínacieho dielu L· Prstencový priestor 32 je utesnený prostredníctvom tesnení, ktoré nebudú podrobne opisované.

Nástavec 10 v tvare dutého valca upínacieho puzdra 6. sa rozkladá cez centrálny otvor 31 v krycej doske 30 až k zadnej, prípadne dolnej strane dolného upínacieho dielu 1_, takže vznikne priechod, ktorým môže eventuálne nahromadená nečistota vystupovať a byť odvádzaná. Upi načim puzdrom 6. však môže smerom dole odtekať aj napríklad chladiaca voda.

Príslušné upínacie puzdro 6_ je vytvorené ako jeden kus, pričom do zadnej strany, prípadne dolnej strany prstencového dielu s nákružkom 9. je zapustený prstencový kanál 19, ktorý je prostredníctvom axiálnych otvorov 20 spojený s výstupnými otvormi 12 ústiacimi do vyvýšených plošných častí 11. Prstencové kanály 19 všetkých upínacích puzdier 6 sú spojené s pripojovacím kanálom vyúsťujúcim zo základného telesa 22. Upínacie puzdro 6. vyrobené z ocele je aspoň v oblasti plošných častí 11, slúžiacich ako Z-opora, kalené, pričom s výhodou je celé upínacie puzdro 6 uskutočnené z kalenej ocele.

Tým, že sú upravené plošné časti 11 tvoriace Z-opory, zostáva medzi týmito plošnými časťami 1 1 voľný priestor, pretože povrch príslušného upínacieho puzdra 6 je v oblastiach medzi plošnými časťami 11 trocha odsadený späť. Na rozdiel od Z-opier vytvorených podľa doterajšieho stavu techniky, ktoré sú vytvorené ako súvislé medzikružia a neobsahujú žiadne čistiace otvory, sú Z-opory vytvorené podľa vynálezu podstatne necitlivejšie na nečistotu, pretože týmito zmenšenými Z-oporami, ktoré tvoria dosadacie plochy, sa dosiahne ešte vyšší plošný prítlak. To však znamená, že zodpovedajúce dosadacie plochy musia byť vytvorené tak, aby mohli byť zodpovedajúcim spôsobom zaťažiteľné, a s výhodou sú veľmi tvrdé.

Upínacie puzdro 6. je opatrené väčším počtom radiálnych otvorov 52, ktoré slúžia na uloženie upínacích guľôčok 53. Ďalej je vidieť, že príslušná centrovacia lišta 4 je vložená do drážky zapustenej do hornej strany základného telesa 22. Centrovacie lišty 4 sú prostredníctvom neznázornených skrutiek upevnené na základnom telese 22. S výhodou sú tieto centrovacie lišty 4 navyše s príslušnou drážkou zlepené. Každá centrovacia lišta 4. je opatrená dvomi šikmými bočnými plochami 49 slúžiacimi na centrovanie.

Obr. 2a znázorňuje zväčšený detail z obr. 2. Z tohto vyobrazenia je predovšetkým zrejmý jeden zo zvisle prebiehajúcich otvorov 20, ktorý vedie k výstupnému otvoru 12 vo vyvýšenej plošnej časti 11 upínacieho puzdra 6. Výstupný otvor 12 samotný má oproti zvislému otvoru 20 pomerne malý prierez, čo sa prejaví na vyššej rýchlosti vzduchu vystupujúceho z výstupného otvoru 12. Ďalej je vidieť prstencový kanál 19, ktorý je zvislým otvorom 20 spojený s príslušným výstupným otvorom 12. Ďalej je vidieť kanál 1 8 prebiehajúci vzhľadom k prstencovému kanálu 19 radiálne, ktorý spája otvor 17 s prstencovým kanálom 19. Keď sú upravené, ako u daného príkladu, štyri plošné časti 11 opatrené výstupnými otvormi 12, je príslušný prstencový kanál 19 spojený štyrmi zvislými otvormi 20 so štyrmi výstupnými otvormi 12.

1

Obr. 3 znázorňuje priečny rez nosičom 2 obrobku pozdĺž čiary B-B na obr. 1. Na dolnej strane 37 hlavného telesa 36 sú upevnené ako upínacie čapy 43, tak aj drážkové elementy 38. Z tohto vyobrazenia v reze sú ďalej vidieť Z-opory 47 tvoriace dosadacie plochy, ktoré sú tvorené prstencovými telesami 46 vsadenými do dolnej strany 37 hlavného telesa 36. Prstencové telesá 46 sú uskutočnené z kalenej ocele, zatiaľ čo hlavné teleso 36 nosiča 2. obrobku samotné je vyrobené z ľahšieho a mäkšieho materiálu, napríklad hliníka. To je dôležité predovšetkým aj preto, pretože Zopory 47 tvoriace dosadacie plochy sú pomerne malé a u nekaleného materiálu by v dôsledku vysokých upínacích síl existovalo nebezpečenstvo, že by sa tieto Z-opory 47 pružne a/alebo plasticky zdeformovali. Stredný diel príslušného drážkového elementu 3 8, opatrený centrovacou drážkou 39, dosadá dvomi radiálne prebiehajúcimi rebrami 41 na hlavné teleso 3 6. Ako už bolo uvedené, je tento stredný diel drážkového elementu 38 pružne vychýliteľný v smere Z o niekoľko stotín milimetra. Vytvorením týchto rebier 41, predovšetkým ich hrúbkou, dĺžkou, šírkou a ich materiálom, je možné stanoviť silu pre vychýlenie tohto stredného dielu opatreného centrovacou drážkou 39 v smere Z.

Aby mohlo byť prstencové teleso 46 upevnené na hlavnom telese 36, vloží sa v prvom kroku do prehĺbenia na dolnej strane 3 7 nosiča 2 obrobku, ktoré je upravené pre vloženie tohto prstencového telesa 46. S výhodou sa prstencové teleso 46 v tomto prehĺbení prilepí. Potom sa prstencové teleso 46 a prípadne aj dolná strana 37 nosiča 2 obrobku vybrúsi do roviny. Následne sa upínacie čapy 43 prostredníctvom skrutiek upevnia na hlavnom telese 36 nosiča 2 obrobku. Prstencové telesá 46 majú centrálne vybranie, ktorého priemer je nepatrne väčší ako centrovací nákružok usporiadaný na zadnej strane upínacieho čapu 43. Pri upevňovaní príslušného upínacieho čapu 43 sa príslušné prstencové teleso 46 prídavné zafixuje v priemere zväčšeným pätným dielom 48 upínacieho čapu 43.. Tým, že sú prstencové telesá 46 pevne zlepené s hlavným telesom 36. nosiča 2 obrobku, sa zaistí to, že ich poloha a tvar sa pri doťahovaní skrutiek upínacích čapov 43 nezmení. To je dôležité predovšetkým preto, pretože príslušná dolná strana prstencového telesa 46 tvorí po brúsení definovanú, veľmi presnú Z-oporu.

Centrovacie elementy rozhodujúce pre vycentrovanie v smere X a v smere Y, totiž centrovacie lišty 4 a drážkové elementy 38, sú k sebe navzájom prispôsobené tak, že po voľnom položení nosiča 2 obrobku na dolný upínací diel 1_ existuje medzera od 0,1 do 0,01 mm, s výhodou medzera medzi 0,02 a 0,04 mm, medzi Z-oporami dolného upínacieho dielu 1_, to znamená vyvýšenými plošnými časťami 11, a Z-oporami nosiča 2 obrobku, to znamená prstencovými Z-oporami 47. Výrazom voľné položenie nosiča 2 obrobku na dolný upínací diel T sa rozumie to, že nosič 2 obrobku dosadá na dolný upínací diel j_ svojou vlastnou váhou, prípadne váhou obrobku na ňom upevneného. V tejto súvislosti sa rovnako hovorí o dosadnutí nosiča 2. obrobku na dolný upínací diel 1_ bez upínacích síl. Drážkové elementy 38 sú vždy prispôsobené na maximálnu hmotnosť obrobku, ktorý má byť upevnený v nosiči 2 obrobku, napríklad na obrobky až do hmotnosti niekoľkých stoviek kilogramov tak, že po nasadení nosiča 2 obrobku spoločne s na ňom upevneným obrobkom stále ešte existuje medzera medzi Z-oporami dolného upínacieho dielu j_ a Z-oporami nosiča 2 obrobku.

Obr. 4 znázorňuje nosič 2 obrobku v priebehu nasadzovania na dolný upínací diel 1_. Dolný upínací diel 1_ je pritom znázornený v reze pozdĺž čiary C-C na obr. 1. Aby sa príslušný upínací čap 43. zaviedol do príslušného upínacieho puzdra 6 upínacieho zariadenia a aby v ňom mohol byť pevne upnutý, musí sa príslušný blokovací piest 28 nachádzať v znázornenej odblokovanej polohe, v ktorej sa upínacie guľôčky 53 nachádzajú v späť odtiahnutej polohe, alebo aby mohli byť príslušným upínacím čapom 43 pri zavádzaní odtlačené radiálne smerom von. V odblokovanej polohe blokovacieho piestu 28, ktorá zodpovedá jeho hornej koncovej polohe, sa môžu upínacie guľôčky 53 zanoriť do prstencovej drážky blokovacieho piestu 28.. Blokovací piest 28 je privádzaním stlačeného média - vzduchu - do prstencového priestoru 32 tlačený proti predpínacej sile pružín 29 pneumaticky smerom nahor do znázornenej polohy. V tejto hornej koncovej polohe dosadá príslušný blokovací piest 28 svojou hornou stranou na ďalšie osadenie príslušného vybrania 23, slúžiace ako doraz.

Nosič 2 obrobku sa teraz znižuje v smere Z do tej miery, až kým centrovacie lišty 4 nezaberajú do drážkových elementov 38.. Konkrétne šikmé bočné steny 40 drážkových elementov 38 dosadnú na šikmé bočné plochy 49 centrovacích líšt 4. Po voľnom položení nosiča 2. obrobku na dolný upínací diel 1, je nosič 2. obrobku orientovaný voči dolnému upínaciemu dielu 1_ v smere X a v smere Y, ako aj ohľadne uhlovej polohy okolo osi Z prebiehajúcej kolmo k Zoporám, tvoriacim dosadacie plochy. Len nastavenie v smere Z ešte nie je ukončené, pretože medzi vyvýšenými plošnými časťami 11 príslušného upínacieho puzdra 6 a dolnou stranou príslušných prstencových telies 46 nosiča 2 obrobku, ktorá slúži ako dosadacia plocha alebo Z-opora 47, existuje medzera rádovo od 0,1 do 0,01 mm. Smer Z je naznačený šípkou 54.

S výhodou sa po voľnom položení nosiča 2 obrobku na dolný upínací diel 1_ vyfukuje výstupnými otvormi vo vyvýšených plošných častiach 11 vzduch. Tento vzduch vystupujúci vysokou rýchlosťou prúdenia pritom čistí ako prstencové Z-opory 47 nosiča 2. obrobku, tak aj vyvýšené plošné časti 11 dolného upínacieho dielu L S výhodou je v prívodnom vedení vzduchu usporiadaný senzor tlaku alebo senzor prúdenia, ktorý nie je znázornený. Prostredníctvom takého senzora je možné zistiť, či je nosič 2. obrobku pevne prípadne správne upnutý na dolnom upínacom diele 1_, pretože výstupné otvory vzduchu sú po pevnom upnutí nosiča 2 obrobku uzatvorené tesne dosadajúcimi plochami Z-opier 47 nosiča 2 obrobku, čo je možné zistiť prostredníctvom tohto senzora.

Zmienená medzera medzi Z-oporami sa pri pevnom upnutí nosiča 2. obrobku odstráni tým, že nosič 2_ obrobku sa prostredníctvom štyroch upínacích ústrojenstiev 5. usporiadaných na dolnom upínacom diele £ dotiahne v smere k dolnému upínaciemu dielu J_. Za tým účelom sa pneumatický pretlak v príslušnom prstencovom otvore 32 neznázorneným ventilom zruší do tej miery, že sa tento tlak prispôsobí okolitému tlaku. Silou tlačných pružín 29 je príslušný prstencový piest 28 tlačený smerom dole, čím sa upínacie guľôčky 53 posunú radiálne smerom do vnútra. Pritom tieto upínacie guľôčky 53 dosadajú na šikmú plochu 45 na hlavovom diele 44 príslušného upínacieho čapu 43, pozri obr. 3, a priťahujú ich smerom dole do tej miery, že zmienená medzera medzi Z-oporami 1 1, 47 sa odstráni. Spolu s doťahovaním nosiča 2 obrobku smerom dole sa pružne vychýlia aj drážkové elementy 3 8.

Ako náhle je príslušný prstencový priestor 32 beztlakový, sú prstencové piesty 28 tlačené smerom dole predpínacou silou tlačných pružín 29 do blokovacej polohy, takže nosič 2 obrobku je na dolnom upínacom diele J/ pevne upnutý a zablokovaný, pretože upínacie guľôčky 53 pevne pridržujú príslušný upínací čap 43. Tento upnutý stav je znázornený na obr. 5.

Aby sa po voľnom položení nosiča 2 obrobku na dolný upínací diel 1_ zaistila zmienená medzera rádovo veľkosti od 0,1 do 0,01 mm medzi Z-oporami 11 dolného upínacieho dielu 1_ a Z-oporami 47 nosiča 2. obrobku, musia byť na jednej strane tieto zmienené Z-opory, totiž vyvýšené plošné časti 11 na hornej strane príslušného upínacieho puzdra 6. a dolná strana prstencových telies 46 tvoriacich prstencové dosadacie plochy 47, obrobené veľmi presne a vybrúsené do roviny. Na druhej strane musia byť aj drážkové elementy 38, menovite bočné steny 40 drážkových elementov 38 a bočné plochy 49 centrovacích elementov, veľmi presne obrobené a k sebe navzájom prispôsobené, tak že poloha a rozmery týchto drážok 39 zodpovedajú vopred stanovenej hodnote a sú presne prispôsobené k centrovacím lištám 4 usporiadaným na dolnom upínacom diele 1_.

Nepatrnou medzerou medzi Z-oporami po voľnom položení nosiča 2. obrobku na dolný upínací diel T sa dosiahne to, že nosič 2 obrobku musí v priebehu upínania zdolať len už len veľmi malú dráhu v smere Z, kým dosadne na Z-opory 11 dolného upínacieho dielu 1_. To má zase tú výhodu, že aj drážkové elementy 38 musia byť pružne vychýlené v smere Z len veľmi málo, totiž o veľkosť medzery medzi týmito Z-oporami. Tým je podporené veľmi presné nastavenie nosiča 2 obrobku voči dolnému upínaciemu dielu 1_, pretože týmto veľmi malým posunutím v smere Z nosiča 2. obrobku po nastavení v smere X a v smere Y sa prakticky vylúči možný zdroj chyby.

Usporiadanie separátnych centrovacích elementov vo forme znázornených centrovacích líšt 4 a drážkových elementov 38 má tú výhodu, že tieto centrovacie elementy môžu byť vyrobené z materiálu, ktorý je špecificky prispôsobený potrebným/nutným požiadavkám. To má tú ďalšiu výhodu, že aj príslušné základné teleso 22 dolného upínacieho dielu 1_ prípadne hlavné teleso 36 nosiča 2 obrobku môžu byť vyrobené z materiálu s požadovanými vlastnosťami, s výhodou lacno a prípadne aj ľahko. Zatiaľ čo sú centrovacie elementy s výhodou vyrobené z tvrdého a odolného materiálu, ako je kalená oceľ, ako základný materiál pre základné teleso 22 dolného upínacieho dielu i sa s výhodou použije nekalená oceľ, pričom hlavné teleso 36 nosiča 2 obrobku je s výhodou uskutočnené z hliníka alebo zo zliatiny hliníka.

Súhrnne je teda možné konštatovať, že upínacím zariadením vytvoreným podľa vynálezu je zaistené absolútne a predovšetkým aj opakovateľné vysoko presné nastavenie nosiča 2_ obrobku na dolnom upínacom diele 1_. To sa dosiahne po prvé tým, že Z-opory sa v priebehu postupu upínania čistia. Na druhej strane sa centrovacie elementy po svojom upevnení vysoko presne obrobia prípadne sa voči sebe navzájom prispôsobia tak, že nosič 2_ obrobku je po voľnom položení na dolný upínací diel i nastavený v smere X a v smere Y, ako aj, čo sa týka uhlovej polohy, okolo osi Z, pričom medzi Zoporami, totiž medzi vyvýšenými plošnými časťami 11 dolného upínacieho dielu 1_ a prstencovými dosadacími plochami 47 nosiča 2 obrobku existuje medzera od 0,1 do 0,01 mm, s výhodou medzi 0,02 a 0,04 mm. Pri následnom postupe upínania, ktorý slúži ešte k tomu, aby sa nosič 2_ obrobku presne nastavil v smere Z a upevnil na dolnom upínacom diele 1_ neposuvne, musí tento nosič 2 obrobku zdolať len dráhu rádovo s veľkosťou zmienenej medzery. Týmto len minimálnym posunutím nosiča 2 obrobku v smere Z po nastavení v smere X a v smere Y sa prakticky vylúči možný zdroj chýb. Týmto malým posunutím sa musia rovnako pružne poddajné drážkové elementy 38 na nosiči 2 obrobku vychýliť len nepatrne, čo je pri pevnom upínaní s pomerne nepatrným odporom v smere Z spojené s vysokou presnosťou a znateľne sa prejaví dlhou životnosťou.

Keď bola vyššie reč o vysoko presnom nastavovaní nosiča 2 obrobku na dolnom upínacom diele 1_, je tým mienené, že u upínacieho zariadenia vytvoreného podľa vynálezu je dosiahnutá opakovateľná presnosť v rozsahu menšom ako 2 mikrometre.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Upínacie zariadenie s dolným upínacím dielom (1) pre pevné upnutie nosiča (2) obrobku, pričom dolný upínací diel (1) obsahuje väčší počet upínacích ústrojenstiev (5) a nosič (2) obrobku je opatrený počtom upínacích čapov (43), zodpovedajúcim počtu upínacích ústrojenstiev (5), pre pevné upnutie v príslušnom upínacom ústrojenstve (5), a pričom na dolnom upínacom diele (1) sú usporiadané prvé centrovacie elementy (4), ktoré spolupracujú s ďalšími centrovacími elementmi (38) usporiadanými na nosiči (2) obrobku tak, že nosič (2) obrobku je pri pevnom upnutí na dolnom upínacom diele (1) nastavený v smere X a v smere Y, a pričom príslušné upínacie ústrojenstvo (5) obsahuje upínacie puzdro (6), ktorého horná strana tvorí Z-oporu pre nosič (2) obrobku, vyznačujúce sa tým, že Z-opora dolného upínacieho dielu (1) je tvorená väčším počtom plošných častí (11) usporiadaných na hornej strane príslušného upínacieho puzdra (6), pričom každá plošná časť (11) je opatrená aspoň jedným výstupným otvorom (12) pre čistiace médium, a pričom príslušné upínacie puzdro (6) je opatrené dutým nástavcom (10), ktorý sa rozkladá až k dolnej strane dolného upínacieho dielu (1).
2. 2. Upínacie zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že dolný upínací diel (1) je opatrený základným telesom (22) a nosič (2) obrobku je opatrený hlavným telesom (36), pričom do základného telesa (22) dolného upínacieho dielu (1) sú vložené upínacie puzdrá (6) slúžiace na vytvorenie Z-opier dolného upínacieho dielu (1), a pričom do hlavného telesa (36) nosiča (2) obrobku sú vložené prstencové telesá (46) pre vytvorenie Z-opier nosiča (2) obrobku.
3. 3. Upínacie zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že upínacie puzdrá (6) sú vyrobené z tvrdšieho materiálu ako základné teleso (22) dolného upínacieho dielu (1), a že prstencové telesá (46) nosiča (2) obrobku sú vyrobené z tvrdšieho materiálu ako hlavné teleso (36) nosiča (2) obrobku.
4. 4. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že príslušné upínacie puzdro (6) je vytvorené ako jeden kus a má prstencový nákružok (9), do ktorého je na dolnej strane zapustený prstencový kanál (19), ktorý je prostredníctvom otvorov (20) spojený s výstupnými otvormi (12).
5. 5. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že dolný upínací diel (1) obsahuje štyri upínacie ústrojenstvá (5) a nosič (2) obrobku obsahuje štyri upínacie čapy (43).
6. 6. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že základné teleso (22) dolného upínacieho dielu (1) je opatrené aspoň jedným smerom von vyúsťujúcim pripojovacím kanálom (35a), ktorý je spojený s prstencovými kanálmi (19) všetkých upínacích puzdier (6).
7. 7. Upínacie zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že pripojovací kanál (35a) vyúsťuje smerom von bočné a/alebo na dolnej strane základného telesa (22).
8. 8. Upínacie zariadenie podľa jedného z nárokov 4 až 7, vyznačujúce sa tým, že základné teleso (22) dolného upínacieho dielu (1) je opatrené vybraniami (23) pre uloženie upínacích puzdier (6), pričom príslušné vybranie (23) obsahuje prvé osadenie (24), ktoré tvorí opornú plochu pre nákružok (9) príslušného upínacieho puzdra (6).
9. 9. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že prvé centrovacie elementy usporiadané na dolnom upínacom diele (1) sú vytvorené vo forme centrovacích líšt (4) a ďalšie centrovacie elementy usporiadané na nosiči (2) obrobku sú vytvorené vo forme drážkových elementov (38), ktoré sú vytvorené ako pružne poddajné v smere Z.
10. 10. Upínacie zariadenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že pri voľnom položení nosiča (2) obrobku na dolný upínací diel (1) dosadajú drážkové elementy (38) usporiadané na nosiči obrobku na centrovacie lišty (4) usporiadané na dolnom upínacom diele (1).
11. 11. Upínacie zariadenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že drážkové elementy (38) obsahujú šikmé bočné steny (40), slúžiace ako centrovacie plochy, a centrovacie lišty (4) obsahujú bočné plochy (49), slúžiace ako centrovacie plochy, vytvorené zodpovedajúcim spôsobom k bočným stenám (40).
12. 12. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že nosič (2) obrobku je prispôsobený k dolnému upínaciemu dielu (1) tak, že po voľnom položení nosiča (2) obrobku na dolný upínací diel (1) existuje medzi plošnými časťami (11) dolného upínacieho dielu (1), slúžiacimi ako Z-opory, a Z-oporami (47) nosiča (2) obrobku medzera rádovo s veľkosťou od 0,1 do 0,01 mm.
13. 13. Upínacie zariadenie podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že príslušné upínacie ústrojenstvo (5) dolného upínacieho dielu (1) obsahuje blokovací piest (28) pre ovládanie upínacích guľôčok (53) pre pevné upnutie upínacieho čapu (43), pričom príslušný blokovací piest (28) je vytvorený ako prstencový piest, ktorý obsahuje príslušný nástavec (10) upínacieho puzdra (6) a je predpätý prostredníctvom tlačných pružín (29) opierajúcich sa o základné teleso (22) v smere k dolnej strane dolného upínacieho dielu (1).