NL1016685C2

NL1016685C2 - Clamping device for e.g. workpiece in NC machine tool, comprises sleeve with diameter expandable by hydraulic or pneumatic actuator

Info

Publication number: NL1016685C2
Application number: NL1016685A
Authority: NL
Inventors: Frederik Rudolf Schuitema
Original assignee: Awf Invest B V
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-23

Abstract

The clamping device (2) comprises a hydraulically or pneumatically controllable actuator, and a clamping sleeve protruding from the actuator, the diameter of the sleeve being expandable by the actuator. An Independent claim is also included for a method of clamping an object (4) with at least one bored hole onto a work bench (3) by placing the object over at least one clamping sleeve protruding from a clamping device in the bench, and then using an actuator to increase the sleeve diameter in order to fix the object into position.

Description

Inrichting en werkwijze voor het opspannen van een objectDevice and method for clamping an object

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opspannen van een te bewerken object op een tafel van 5 bijvoorbeeld een numeriek bestuurde machine. De inrichting is meer in het bijzonder geschikt voor het opspannen van houten of kunststof objecten op een computergestuurde freesbank, waarbij de insteltijd tot een minimum moet worden beperkt. Volgens de uitvinding wordt daartoe in een 10 tijdens het bewerken naar een tafel van de machine toegewende zijde van het object een gat geboord en wordt met behulp van dat gat het object door de inrichting gefixeerd. De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat ze een elektrisch, hydraulisch of 15 pneumatisch stuurbare actuator omvat en een uit de actuator uitstekende spanbus, en dat de actuator is ingericht voor het bij aansturing doen toenemen van een diameter van de spanbus.The invention relates to a device for clamping an object for processing on a table of, for example, a numerically controlled machine. The device is more particularly suitable for clamping wooden or plastic objects on a computer-controlled milling machine, wherein the setting time must be kept to a minimum. According to the invention, a hole is drilled for this purpose in a side of the object which is applied to a table of the machine during processing and the object is fixed by the device with the aid of that hole. To that end, the device according to the invention is characterized in that it comprises an electrically, hydraulically or pneumatically steerable actuator and a clamping bush protruding from the actuator, and in that the actuator is adapted to increase a diameter of the clamping bush upon control.

20 Het voordeel van de inrichting is dat het voorbereidende werk, het boren van het gat, off-line kan worden gedaan en dat het op de spanbus plaatsen van het object vrijwel geen tijd kost. Daarbij is een te realiseren instelnauwkeurig-heid excellent, zodat er nauwelijks materiaalverlies 25 optreedt.The advantage of the device is that the preparatory work, the drilling of the hole, can be done off-line and that placing the object on the clamping bush takes practically no time. In addition, a setting accuracy to be realized is excellent, so that hardly any material loss occurs.

Bij een groter te bewerken object is het mogelijk meerdere gaten aan te brengen, waarin de spanbussen van een aantal inrichtingen worden geplaatst.With a larger object to be machined, it is possible to provide a plurality of holes in which the clamping bushes of a number of devices are placed.

3030

Een gunstige en relatief goedkoop te realiseren uitvoeringsvorm van de inventieve inrichting heeft als kenmerk, dat in de spanbus een in een lengterichting verlopende holte is aangebracht, dat de spanbus is voorzien 35 van althans in hoofdzaak in een lengterichting verlopende 1016685^ 2 sleuven en dat in de holte een met de actuator verbonden conisch toelopend pin is geplaatst. Het is dan voldoende om de pin in de holte te trekken om de gewenste vergroting van de diameter te bewerkstelligen. Bij voorkeur is daarbij de 5 spanbus voorzien van een getand buitenoppervlak, zodat een goede grip op het te fixeren object wordt verkregen.An advantageous and relatively inexpensive embodiment of the inventive device is characterized in that a cavity running in a longitudinal direction is arranged in the clamping bush, that the clamping bush is provided with at least substantially longitudinally extending slots and that in the cavity is a conically tapered pin connected to the actuator. It is then sufficient to pull the pin into the cavity to achieve the desired increase in diameter. The clamping bush is herein preferably provided with a toothed outer surface, so that a good grip on the object to be fixed is obtained.

Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding heeft als kenmerk, dat de spanbus verend in 10 de actuator is bevestigd, zodanig dat bij een vóóraf bepaalde trekkracht van de actuator de spanbus althans deels in de actuator wordt getrokken. Dit kan bijvoorbeeld worden bewerkstelligd door de spanbus in de actuator op een aantal schotelveren te laten rusten. Bij het activeren van 15 de actuator wordt dan éérst de pin in de spanbus getrokken en het object gefixeerd en vervolgens wordt, als een door de schotelveren bepaalde kracht wordt overschreden, het object tegen de actuator getrokken en daarbij verder gefixeerd.A favorable embodiment according to a further aspect of the invention is characterized in that the clamping bush is resiliently mounted in the actuator, such that with a predetermined tensile force of the actuator the clamping bush is at least partially pulled into the actuator. This can be achieved, for example, by resting the clamping bush in the actuator on a number of disc springs. When the actuator is activated, the pin is first pulled into the clamping bush and the object is fixed and then, if a force determined by the disc springs is exceeded, the object is pulled against the actuator and thereby further fixed.

2020

Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding heeft als kenmerk, dat de actuator is bevestigd op een zoolplaat en dat de zoolplaat is voorzien van losneembare bevestigingsmiddelen voor bevestiging op de 25 tafel. Het is dan mogelijk om een volgende te bewerken objecten reeds vooraf op te spannen, waardoor er minder tijdverlies optreedt. Verder is het nu mogelijk om een groot object met behulp van meerdere inrichtingen op te spannen zonder extreem hoge eisen te stellen aan de 30 maatvoering van de in het object te boren gaten.A favorable embodiment according to a further aspect of the invention is characterized in that the actuator is mounted on a soleplate and that the soleplate is provided with releasable fixing means for fixing to the table. It is then possible to pre-tension a subsequent objects to be processed, so that less time is lost. Furthermore, it is now possible to clamp a large object with the aid of several devices without imposing extremely high demands on the dimensions of the holes to be drilled into the object.

Een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft als kenmerk, dat een in een gebruikstoestand op de tafel rustend oppervlak van de zoolplaat is voorzien van 35 een afdichting, zoals een O-ring en dat de zoolplaat is 1016685^ 3 voorzien van aansluitmiddelen voor het in een gebruiks-toestand aanbrengen van een onderdruk onder de zool.A particularly favorable embodiment of the invention is characterized in that a surface of the soleplate resting on the table in a position of use is provided with a seal, such as an O-ring, and that the soleplate is provided with connecting means for applying a state of use of an underpressure under the sole.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding 5 heeft als kenmerk, dat de zoolplaat nabij een rand of hoek op de zoolplaat is bevestigd. Hierdoor kunnen meerdere actuators dicht bij elkaar worden gepositioneerd, waardoor het mogelijk wordt ook kleine objecten met meerdere inrichtingen op te spannen, terwijl toch de oppervlakte van 10 de zoolplaat voldoende groot kan worden gekozen om een voldoende hechting op de tafel te krijgen.A further favorable embodiment of the invention is characterized in that the soleplate is mounted on the soleplate near an edge or angle. As a result, several actuators can be positioned close to each other, whereby it is also possible to clamp small objects with multiple devices, while the surface of the soleplate can nevertheless be chosen sufficiently large to obtain sufficient adhesion to the table.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het opspannen van een te bewerken object op een tafel. De 15 inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat in het object tenminste één gat wordt geboord, dat het voorwerp met het tenminste één gat over tenminste één een spanbus wordt gepositioneerd, welke tenminste één spanbus uit een op de tafel geplaatst opspangereedschap steekt, en dat een 20 actuator een diameter van de tenminste één spanbus vergroot en vervolgens de spanbus in het opspangereedschap en het voorwerp tegen het opspangereedschap trekt.The invention also relates to a method for clamping an object for processing on a table. The inventive method is characterized in that at least one hole is drilled into the object, that the object with the at least one hole is positioned over at least one clamping bush, which at least one clamping bush protrudes from a clamping tool placed on the table, and that a The actuator increases the diameter of the at least one clamping bush and subsequently pulls the clamping bush in the clamping tool and the object against the clamping tool.

Een gunstige realisatie van de inventieve werkwijze heeft 25 als kenmerk, dat het opspangereedschap op de tafel kan worden gefixeerd door in een door een O-ring omgeven ruimte tussen het opspangereedschap en de tafel een onderdruk te vormen.A favorable realization of the inventive method is characterized in that the clamping tool can be fixed on the table by forming an underpressure in a space surrounded by an O-ring between the clamping tool and the table.

30 De uitvinding zal nu nader uiteen worden gezet aan de hand van de volgende figuren, waarbij:The invention will now be explained in more detail with reference to the following figures, wherein:

Fig. 1 schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm weergeeft van een numeriek bestuurde machine en 35 een daarop geplaatste inventieve inrichting; 101 688S-* 4FIG. 1 schematically represents a possible embodiment of a numerically controlled machine and an inventive device placed thereon; 101 688S- * 4

Fig. 2 een niet geactiveerde inrichting weergeeft;FIG. 2 represents a non-activated device;

Fig. 3 een deels geactiveerde inrichting weergeeft;FIG. 3 represents a partially activated device;

Fig. 4 een geactiveerde inrichting weergeeft;FIG. 4 represents an activated device;

Fig. 5 in detail de spanbus en pen weergeeft; 5 Fig. 6 drie samenwerkende inrichtingen weergeeft.FIG. 5 shows the clamping bush and pin in detail; FIG. 6 shows three cooperating devices.

Fig. 1 geeft schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van een numeriek bestuurde machine 1 en een daarop geplaatste inventieve opspaninrichting 2 weer. Numeriek bestuurde 10 machine 1 bestaat hier uit een tafel 3 waarop met behulp van opspaninrichting 2 een object 4 is opgespannen en een frees 5 die bevestigd is aan een computergestuurde houder 6. Tafel 3 kan in het horizontale vlak transleren en roteren, zodat kleine opspanfouten eenvoudig kunnen worden 15 gecorrigeerd. Opspaninrichting 2 is via slangen 7 en een bedieningsorgaan 8 aangesloten op een persluchtinstallatie 9 en een vacuümpomp 10. Met perslucht wordt volgens de uitvinding object 4 op opspaninrichting 2 getrokken, terwijl het vacuum opspaninrichting 2 op tafel 3 trekt.FIG. 1 schematically shows a possible embodiment of a numerically controlled machine 1 and an inventive clamping device 2 placed thereon. Numerically controlled machine 1 here consists of a table 3 on which an object 4 is clamped with the aid of clamping device 2 and a cutter 5 which is attached to a computer-controlled holder 6. Table 3 can translate and rotate in the horizontal plane, so that small clamping errors are simple can be corrected. Clamping device 2 is connected via hoses 7 and an operating member 8 to a compressed air installation 9 and a vacuum pump 10. According to the invention, object 4 is drawn onto clamping device 2, while the vacuum clamping device 2 pulls onto table 3.

2020

Fig. 2 geeft een niet geactiveerde inrichting 2 weer, met daarop een nog niet bevestigd object 4. In object 4 is vooraf een gat 11 geboord, dat hier omwille van de duidelijkheid extra ruim en op enige afstand van inrichting 25 2 is weergegeven. Inrichting 2 bestaat uit een cilinder 12, waarin een zuiger 13 op en neer kan bewegen. Onder zuiger 13 is een veer 14 geplaatst, die zuiger 13 in rusttoestand in de hier getoonde hoogste positie brengt. In een verlengstuk 15 van zuiger 13 is een pin 16 geschroefd, die 30 aan een uiteinde is voorzien van een conisch toelopende kop 17. Rond pin 16 is een spanbus 18 geplaatst, die in rusttoestand steunt op een aantal schotelveren 19. Spanbus 18 is nabij kop 17 voorzien van in de lengterichting verlopende sleuven, waardoor, als kop 17 naar binnen wordt 35 getrokken, de diameter van spanbus 18 kan toenemen. Rond de 1016685* 5 onderzijde van spanbus 18 wordt bij voorkeur een O-ringetje 20 geplaatst, dat voorkomt dat spanbus 18 gaat rammelen in de hier getoonde positie als kop 17 niet naar binnen is getrokken. Kop 17 wordt naar binnen getrokken als perslucht 5 wordt aangesloten op een leiding 21 en zuiger 13 naar beneden beweegt. Onder zuiger 13 kan lucht ontsnappen via een uitlaat 22, hier voorzien van een stoffilter.FIG. 2 shows a device 2 that has not been activated, with an object 4 not yet attached thereto. In hole 4, a hole 11 has been drilled in advance, which is shown here in an extra spacious and at some distance distance from device 2 for the sake of clarity. Device 2 consists of a cylinder 12, in which a piston 13 can move up and down. A spring 14 is placed under piston 13, which brings piston 13 into the highest position shown here in the rest position. A pin 16 is screwed into an extension 15 of piston 13, which pin is provided at one end with a conically tapered head 17. Around pin 16 a clamping bush 18 is placed, which in rest condition rests on a number of disc springs 19. Clamping bush 18 is near head 17 provided with longitudinally extending slots, whereby, when head 17 is pulled inwards, the diameter of clamping bush 18 can increase. An O-ring 20 is preferably placed around the underside of clamping sleeve 18, which O-ring 20 prevents rattling sleeve 18 from rattling in the position shown here if head 17 has not been pulled in. Head 17 is pulled in when compressed air 5 is connected to a pipe 21 and piston 13 moves downwards. Under piston 13 air can escape through an outlet 22, provided here with a dust filter.

Cilinder 12 is gemonteerd op een zoolplaat 23, die aan de 10 onderzijde is voorzien van een rondom verlopende O-ring 24. Door een leiding 25 op een vacuuminstallatie aan te sluiten kan men zoolplaat 23 op een vlakke ondergrond bevestigen.Cylinder 12 is mounted on a soleplate plate 23, which is provided on its underside with an all-round O-ring 24. By connecting a pipe 25 to a vacuum installation, soleplate plate 23 can be mounted on a flat surface.

Fig. 3 geeft een deels geactiveerde inrichting weer, 15 waarbij zuiger 13 iets is gezakt en waarbij conisch toelopende kop 17 het uiteinde van spanbus 18 uiteenbuigt, waardoor object 4 vast op spanbus 18 wordt bevestigd. Ter verkrijging van een goede bevestiging is het buitenoppervlak van spanbus 18 voorzien van groeven of 20 tanden 26. In de hier getoonde situatie is de kracht op pen 16 nog onvoldoende om de schotelveren 19 in te drukken.FIG. 3 shows a partially activated device, wherein piston 13 has slightly lowered and conically tapered head 17 bends the end of clamping sleeve 18 apart, whereby object 4 is fixedly attached to clamping sleeve 18. In order to obtain a good fastening, the outer surface of clamping bush 18 is provided with grooves or teeth 26. In the situation shown here, the force on pin 16 is still insufficient to compress the disc springs 19.

Fig. 4 geeft een geactiveerde inrichting weer, waarbij zuiger 13 verder is gezakt en waarbij de kracht op pen 16 25 dusdanig groot is geworden dat de schotelveren 19 althans deels zijn ingedrukt. Daarbij wordt het reeds gefixeerde object 4 tegen inrichting 2 getrokken, waardoor de fixering volledig wordt.FIG. 4 shows an activated device, in which piston 13 has fallen further and in which the force on pin 16 has become so great that the disc springs 19 are at least partially compressed. The already fixed object 4 is thereby pulled against device 2, whereby the fixation becomes complete.

30 Fig. 5 geeft meer in detail spanbus 18 en pen 16 weer, waarbij kop 17, de groeven of tanden 26 en de sleuven 27 beter zichtbaar zijn. Verder zijn de schotelveren 19 zichtbaar en de O-ring 20 die spanbus 18 gecentreerd houdt.FIG. 5 shows the clamping sleeve 18 and pin 16 in more detail, with the head 17, the grooves or teeth 26 and the slots 27 being more visible. Furthermore, the disc springs 19 are visible and the O-ring 20 which holds the clamping bush 18 centered.

101 66 0 5 ' 6101 66 0 5 '6

Fig. 6 geeft drie samenwerkende inrichtingen 28,29,30 weer, met drie spanbussen 31,32,33 waarbij kan worden opgemerkt dat een relatief klein object 34 op deze wijze kan worden opgespannen doordat de cilinders van de inrichtingen op 5 enigszins puntig toelopende zoolplaten nabij de punten zijn geplaatst. Daarbij zorgt de totale oppervlakte van een zoolplaat er voor dat de zoolplaat voldoende stevig op een onderliggende tafel 35 kan worden bevestigd.FIG. 6 shows three cooperating devices 28, 29, 30, with three tensioning bushes 31, 32, 33, whereby it can be noted that a relatively small object 34 can be clamped in this way in that the cylinders of the devices on 5 slightly tapered soleplate plates near the points are placed. In addition, the total surface area of a soleplate ensures that the soleplate can be fixed sufficiently firmly on an underlying table 35.

Ί Q 1 ^Ί Q 1 ^

Claims

1. Device for clamping an object to be processed on a table of, for example, a numerically controlled machine, characterized in that the device comprises an electrically, hydraulically or pneumatically controllable actuator and a clamping bush protruding from the actuator, and in that the actuator is adapted to increase a diameter of the clamping bush on driving. 10

2. Device as claimed in claim 1, characterized in that a cavity running in a longitudinal direction is arranged in the clamping bush, that the clamping bush is provided with slots extending at least substantially in a longitudinal direction and that a conical connection with the actuator is connected in the cavity. tapered pin is placed.

Device as claimed in claim 2, characterized in that the clamping bush is provided with a toothed outer surface. 20

Device as claimed in claim 2 or 3, characterized in that the clamping bush is resiliently mounted in the actuator, such that with a predetermined tensile force of the actuator the clamping bush is at least partially pulled into the actuator. 25

Device as claimed in claim 4, characterized in that the actuator comprises a pneumatically operated cylinder and piston and that the pin is connected to the piston.

Device as claimed in claim 5, characterized in that the actuator is mounted on a soleplate and that the soleplate is provided with releasable fixing means for fixing to the table. 101 66 85 · **

Device as claimed in claim 6, characterized in that a surface of the soleplate resting on the table in a position of use is provided with a seal, such as an O-ring, and that the soleplate is provided with connecting means 5 for fitting in a position of use of underpressure under the sole.

8. Device as claimed in any of the claims 6 to 8, characterized in that the actuator is mounted on the soleplate near an edge or angle.

9. Method for clamping an object for processing on a table, characterized in that at least one hole is drilled into the object, that the object with the at least one hole is positioned over at least one clamping bush, which at least one clamping bush protrudes from a clamping tool placed on the table, and that an actuator enlarges a diameter of the at least one clamping bush and then pulls the clamping bush in the clamping tool and the object against the clamping tool.

10. Method according to claim 9, characterized in that the clamping tool can be fixed on the table by forming an underpressure in a space surrounded by an O-ring between the clamping tool and the table. 10166 B 5