Die Erfindung betrifft eine Palette zum Haltern von Werkstücken, insbesondere von rondenförmigen Kleinteilen, gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Paletten werden benötigt, um eine Vielzahl von kleineren Werkstücken, beispielsweise Ronden für Kleinuhren, aufzunehmen und während eines spanabhebenden Bearbeitungsvorgangs sicher zu fixieren.
Hierzu ist eine Grundplatte vorhanden, die mit Werkstückauflagen bestückt ist. Auf die Werkstückauflagen werden die zur Bearbeitung anstehenden Werkstücke aufgesetzt und positioniert. Nunmehr wird von oben eine Druckplatte aufgesetzt und mittels einer Vielzahl von Spannschrauben mit der Grundplatte unter Zwischenlage der Werkstücke verspannt. Im Bereich der Werkstücke sind in der Druckplatte Ausnehmungen angebracht, durch welche hindurch mittels geeigneter Arbeitswerkzeuge, wie z.B. Fräser, die Werkstückoberfläche bearbeitet werden kann.
Um die erforderliche und gewünschte sichere Verspannung zu erreichen, müssen die Spannschrauben gleichmässig über die zur Verfügung stehenden Fläche verteilt angeordnet und möglichst mit gleicher Vorspannkraft angezogen sein. Die Dikke der Druckplatte muss hinreichend stark dimensioniert sein, so dass beim Anziehen der Spannschrauben keine die Genauigkeit gefährdende Deformation auftritt. Dies setzt beispielsweise selbst bei Paletten für Kleinteile eine Mindestdicke der Druckplatte von etwa 10 mm voraus.
Der Nachteil von derartig dicken Druckplatten besteht darin, dass die Bearbeitungswerkzeuge relativ lange Schäfte aufweisen müssen, um die Ausnehmungen der Druckplatte zu durchsetzen und die Werkstückoberfläche zu erreichen. Dies bedeutet insbesondere bei filigranen Werkzeugen, wie Bohrern oder Fräsern, eine erheblich Bruchgefahr einerseits und Probleme bei der Einhaltung der sehr eng bemessenen Fertigungstoleranzen andererseits. Das Problem der Bruchgefahr kann zwar durch Sonderwerkzeuge mit verstärkten Schäften gelöst werden, doch bedeutet dies einen zusätzlichen finanziellen Aufwand.
Der Erfindung lag daher das Problem zugrunde, eine derartige Palette so zu gestalten, dass die geschilderten Nachteile nicht mehr auftauchen und insbesondere eine verbesserte Zugänglichkeit zur Werkstückoberfläche gegeben ist.
Gelöst wird dieses Problem mit einer Palette, wie sie durch die Merkmale des Anspruchs 1 angegeben ist. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche angegeben.
Die Erfindung basiert auf die Idee, für jedes Werkstück einen Spannring vorzusehen, welcher über Druckfeder von der Druckplatte beaufschlagt wird. Damit wird individuell für jedes Werkstück die erforderliche Spannkraft erzeugt. Die Spannringe sind demnach mit der Druckplatte nicht starr verbunden, so dass eine etwaige Deformation der Druckplatte keinerlei unmittelbare Auswirkung auf die Genauigkeit der Bearbeitung besitzt. Die Druckplatte kann demnach dünner ausgeführt werden, so dass sich die Zugänglichkeit zur Oberfläche der Werkstücke verbessert.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zugänglichkeit der Werkstückoberfläche überhaupt nicht mehr durch die Dicke der Druckplatte bestimmt. Hierzu greift die Druckplatte an Absatzstegen an, die sich am unteren Ende der Spannringe und damit seitlich unterhalb der zu bearbeitenden Werkstücke befinden. Im angezogenen Zustand der Spannschrauben liegt die Oberkante der Druckplatte auf gleicher Höhe oder sogar unterhalb der Oberkante der Spannringe. Die Spannringe durchsetzen in diesem Fall vollständig die an dieser Stelle vorhandenen Ausnehmungen der Druckplatte.
Die Spannringe erfassen die Werkstückoberfläche lediglich an einem äusseren Randbereich. Es ist völlig ausreichend, wenn drei gleichmässig über dem Umfang verteilte, radial einwärts gerichtete Spannfinger vorhanden sind. Somit wird lediglich punktuell an drei Stellen ein kleiner Bereich der Werkstückoberfläche erfasst, im übrigen bleibt die Werkstückoberfläche vollständig frei zugänglich. Die Werkstückoberfläche ist lediglich geringfügig, d.h. entspechend der Materialdicke der Spannfinger, unterhalb der Spannringoberfläche angeordnet und damit mittels gängiger Werkzeuge erreichbar. Besonders verlängerte oder verstärkte Schäfte sind deshalb nicht nötig.
Zweckmässigerweise sind die Spannringe an der Druckplatte unverlierbar angebracht. Dies erlaubt die rasche Zugänglichkeit der Werkstücke durch einfaches Anheben der Druckplatte, so dass sämtliche Spannringe entlastet werden und die Werkstükke in axialer Richtung freigeben. Hierbei können die Spannringe mit seitlichem Spiel in den Ausnehmungen der Druckplatte axial verschieblich geführt sein, wobei die an den Spannringen vorgesehenen Absatzstege mit korrespondierend geformten Anschlagstegen einer von unten gegen die Druckplatte verschraubten Halteplatte zusammenwirken.
Die auf diese Weise erzielbare schwimmende Lagerung erlaubt es, individuelle Abweichungen der einzelnen Werkstücke auszugleichen. Eine zusätzliche Verbesserung der Anpassungsmöglichkeit ergibt sich, wenn die Werkstückauflagen aus elastisch nachgebendem Material gefertigt sind.
Die Erfindung wird anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dort werden weitere, mit einzelnen Merkmalen erzielbare Vorteile genannt. Es zeigen:
Fig. 1 Palette in Draufsicht,
Fig. 2 Teilschnitt durch die Palette gemäss Fig. 1, vergrössert,
Fig. 3 Einzelheit der Darstellung gemäss Fig. 1, vergrössert.
Eine Palette 1 besteht im wesentlichen aus zwei Baugruppen, nämlich einer Grundplatte 10 und einer Druckplatte 20, welche zu bearbeitende Werkstücke 100 zwischen sich aufnehmen und durch Anziehen von Spannschrauben 40 fixieren.
Bei den Werkstücken 100 handelt es sich um Ronden für Kleinuhren, deren Oberfläche spanabhebend bearbeitet werden soll.
Die Grundplatte 10 besitzt einen quadratischen Grundriss und ist zur Aufnahme von insgesamt 36 Ronden ausgelegt. Zu diesem Zweck sind auf der Grundplatte 10 Werkstückauflagen 11 äquidistant in einer 6 x 6 Matrix angebracht. Die Werkstückauflagen 11 besitzen einen mit den Ronden übereinstimmenden Durchmesser, so dass die Ronden aussenbündig aufgelegt werden können. Die exakte Positionierung übernehmen aufeinander abgestimmte Positionierelemente. Im vorliegenden Fall handelt es sich um Bohrungen, in welche Passstifte 12 einsetzbar sind. Damit ist die exakte Lage des Werkstücks 100 in bezug auf die Grundplatte 10 in den beiden Koordinatenrichtungen X und Y festgelegt.
Die Druckplatte 20 besitzt ebenfalls einen quadratischen Grundriss und ist mit demjenigen der Grundplatte 10 praktisch deckungsgleich. Den Werkstückauflagen 11 zugeordnet sind kreisförmige Ausnehmungen in der Druckplatte 20 vorhanden, in welche mit radialem Spiel Spannringe 30 eingesetzt sind. Die Spannringe 30 sind innerhalb dieser Ausnehmungen axial verschieblich gelagert und überragen nach obenhin (Z-Richtung) die Druckplatte 20.
Die Spannringe 30 besitzen an ihrem unteren Ende einen Absatzsteg 31, der umlaufend gestaltet ist. An ihrem gegenüberliegenden, oberen Ende sind drei, gleichmässig auf dem Umfang verteilte Spannfinger 32 angeformt, die sich ausge hend von der Mantelfläche radial einwärts erstrecken. Sie erfassen das Werkstück 100 von oben und drücken dieses in der nachstehend noch näher beschriebenen Art und Weise gegen die Werkstückauflage 11.
In der Druckplatte 20 integriert sind Druckfedern 21 angeordnet. Jeder der Ausnehmungen sind drei Druckfedern 21 zugeordnet, die auf den Absatzsteg 31 des Spannringes 30 ausgerichtet sind. Damit wird durch das Anziehen der Spannschrauben 40 eine Anpresskraft von der Druckplatte 20 über die Druckfedern 21 und die Spannringe 30 auf die Werkstücke 100 ausgeübt. Etwaige Ungenauigkeiten oder Abweichungen der einzelnen Werkstücke 100 werden deshalb durch die Druckfedern 21 ausgeglichen. Auch wirken sich Deformationen der Druckplatte 20 nicht auf die Werkstücke 100 aus.
Aus der Darstellung gemäss Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Werkstückauflagen 11 etwas erhöht ausgeführt sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Spannringe 30 nach Art von Hülsen auszuführen und die umlaufenden Absatzstege 31 tief anzuordnen. Somit können Druckplatten 20 mit einer relativ grossen Dicke ausgeführt werden, ohne dass diese die Spannringe 30 nach oben hin überragen. Die Zugänglichkeit der Oberfläche des Werkstücks 100 wird nun nicht mehr von der Dicke der Druckplatte 20 bestimmt, sondern ausschliesslich von der erforderlichen Materialdicke der Spannfinger 32. Diese ist jedoch im allgemeinen gegenüber der Dicke der Druckplatte 20 erheblich geringer, so dass die Oberfläche der Werkstücke 100 mit handelsüblichen Werkzeugen erreichbar ist.
Von unten ist gegen die Grundplatte 10 eine Halteplatte 25 geschraubt. Im Bereich der Ausnehmungen sind Anschlagstege 26 vorgesehen, die auf die Absatzstege 31 der Spannringe 30 ausgerichtet sind. Beim Abheben der Druckplatte 20 werden deshalb die Spannringe 30 zunächst infolge der Wirkung der Druckfedern 21 nach unten gedrückt, bis sie jeweils mit ihrem Absatzsteg 31 am Anschlagsteg 26 der Halteplatte 25 anliegen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf Spannschrauben 40 vorgesehen. Eine erste Spannschraube ist mittig und die übrigen in den jeweiligen Eckbereichen vorgesehen. Die Spannschrauben 40 durchsetzen die Druckplatte 20 an solchen Stellen, an denen keine Ausnehmungen für die Spannringe 30 vorhanden sind. Die Spannschrauben 40 greifen in Gewindebohrungen (hier nicht näher dargestellt) der Grundplatte 10 ein.
Aufbauend auf diese Konzeption lassen sich beliebige Varianten von Paletten realisieren. Insbesondere ist es auch möglich, nicht nur kreisförmige Werkstücke nach Art von Ronden, sondern auch Werkstücke mit an sich beliebigen Grundrissformen aufzuspannen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Spannringe 30, die Ausnehmungen in der Druckplatte 20 und die Werkstückauflagen 11 auf die Grundrissform abzustimmen. Es entsteht damit ein Spannring, der von der Kreisform abweicht und daher als Spannrahmen zu bezeichnen wäre. Das realisierte Prinzip einer schwimmenden Lagerung gestattet jedenfalls die universelle Anwendbarkeit der Erfindung auf jegliche Form von Werkstücken.
The invention relates to a pallet for holding workpieces, in particular small round parts, according to the preamble of claim 1.
Pallets of this type are required to hold a large number of smaller workpieces, for example round blanks for small watches, and to fix them securely during a machining process.
For this purpose, there is a base plate that is equipped with workpiece supports. The workpieces to be processed are placed and positioned on the workpiece supports. A pressure plate is now placed from above and clamped to the base plate with a plurality of clamping screws with the workpieces interposed. In the area of the workpieces, recesses are made in the pressure plate, through which recesses can be made using suitable work tools, e.g. Milling cutter, the workpiece surface can be machined.
In order to achieve the required and desired secure tensioning, the tensioning screws must be evenly distributed over the available area and if possible tightened with the same pre-tensioning force. The thickness of the pressure plate must be dimensioned sufficiently strong so that no deformation jeopardizes accuracy when the clamping screws are tightened. For example, even with pallets for small parts, this requires a minimum thickness of the printing plate of approximately 10 mm.
The disadvantage of such thick printing plates is that the processing tools must have relatively long shanks in order to penetrate the recesses in the printing plate and to reach the workpiece surface. In the case of filigree tools such as drills or milling cutters, in particular, this means a considerable risk of breakage on the one hand and problems with compliance with the very narrow manufacturing tolerances on the other. The problem of breakage can be solved with special tools with reinforced shafts, but this means additional financial expense.
The invention was therefore based on the problem of designing such a pallet in such a way that the disadvantages described no longer occur and, in particular, there is improved accessibility to the workpiece surface.
This problem is solved with a pallet, as indicated by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified by the features of the dependent claims.
The invention is based on the idea of providing a clamping ring for each workpiece, which is acted upon by the pressure plate via a compression spring. This creates the required clamping force for each workpiece. The clamping rings are therefore not rigidly connected to the pressure plate, so that any deformation of the pressure plate has no direct effect on the accuracy of the machining. The pressure plate can therefore be made thinner, so that the accessibility to the surface of the workpieces is improved.
According to a preferred embodiment, the accessibility of the workpiece surface is no longer determined by the thickness of the printing plate. For this purpose, the pressure plate engages with heel bars, which are located at the lower end of the clamping rings and thus laterally below the workpieces to be machined. When the clamping screws are tightened, the upper edge of the pressure plate is at the same height or even below the upper edge of the clamping rings. In this case, the clamping rings completely penetrate the recesses in the pressure plate that are present at this point.
The clamping rings only grip the workpiece surface at an outer edge area. It is entirely sufficient if there are three clamping fingers which are distributed evenly over the circumference and are directed radially inwards. This means that a small area of the workpiece surface is only spotted at three points, the rest of the workpiece surface remains completely freely accessible. The workpiece surface is only slight, i.e. Corresponding to the material thickness of the clamping fingers, arranged below the clamping ring surface and thus accessible using common tools. Especially elongated or reinforced shafts are not necessary.
The clamping rings are expediently captively attached to the pressure plate. This allows quick access to the workpieces by simply lifting the pressure plate so that all clamping rings are relieved and the workpieces are released in the axial direction. Here, the clamping rings can be guided axially displaceably in the recesses of the pressure plate, the shoulder webs provided on the clamping rings interacting with correspondingly shaped stop webs of a holding plate screwed against the pressure plate from below.
The floating support that can be achieved in this way makes it possible to compensate for individual deviations of the individual workpieces. There is an additional improvement in the possibility of adaptation if the workpiece supports are made of elastically yielding material.
The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiment shown schematically in the figures. There are further advantages that can be achieved with individual features. Show it:
1 pallet in plan view,
2 partial section through the pallet according to FIG. 1, enlarged,
Fig. 3 detail of the representation of FIG. 1, enlarged.
A pallet 1 essentially consists of two assemblies, namely a base plate 10 and a pressure plate 20, which hold workpieces 100 to be machined between them and fix them by tightening clamping screws 40.
The workpieces 100 are circular blanks for small watches, the surface of which is to be machined.
The base plate 10 has a square floor plan and is designed to accommodate a total of 36 discs. For this purpose, workpiece supports 11 are attached to the base plate 10 equidistantly in a 6 × 6 matrix. The workpiece supports 11 have a diameter that matches the round blanks, so that the round blanks can be placed flush with the outside. The exact positioning is carried out by coordinated positioning elements. In the present case, there are holes in which dowel pins 12 can be inserted. The exact position of the workpiece 100 with respect to the base plate 10 is thus fixed in the two coordinate directions X and Y.
The pressure plate 20 also has a square outline and is practically congruent with that of the base plate 10. The workpiece supports 11 are assigned circular recesses in the pressure plate 20, in which clamping rings 30 are inserted with radial play. The clamping rings 30 are axially displaceably mounted within these recesses and protrude upward (Z direction) from the pressure plate 20.
The clamping rings 30 have at their lower end a shoulder web 31, which is designed all around. At their opposite, upper end three, evenly distributed on the circumference clamping fingers 32 are formed, which extend radially inwards starting from the lateral surface. They grasp the workpiece 100 from above and press it against the workpiece support 11 in the manner described in more detail below.
Compression springs 21 are arranged in the pressure plate 20. Each of the recesses are assigned three compression springs 21 which are aligned with the shoulder web 31 of the clamping ring 30. Thus, by tightening the clamping screws 40, a contact pressure is exerted on the workpieces 100 by the pressure plate 20 via the compression springs 21 and the clamping rings 30. Any inaccuracies or deviations of the individual workpieces 100 are therefore compensated for by the compression springs 21. Deformations of the pressure plate 20 also have no effect on the workpieces 100.
It can be seen from the illustration according to FIG. 2 that the workpiece supports 11 are designed to be somewhat elevated. In this way it is possible to design the clamping rings 30 in the manner of sleeves and to arrange the circumferential heel webs 31 deep. Thus, printing plates 20 can be made with a relatively large thickness without them protruding above the clamping rings 30. The accessibility of the surface of the workpiece 100 is now no longer determined by the thickness of the pressure plate 20, but exclusively by the required material thickness of the clamping fingers 32. However, this is generally considerably less than the thickness of the pressure plate 20, so that the surface of the workpieces 100 can be reached with standard tools.
A holding plate 25 is screwed against the base plate 10 from below. In the region of the recesses, stop webs 26 are provided, which are aligned with the shoulder webs 31 of the clamping rings 30. When lifting the pressure plate 20, the clamping rings 30 are therefore first pressed down as a result of the action of the compression springs 21 until they each rest with their shoulder web 31 on the stop web 26 of the holding plate 25.
In the illustrated embodiment, a total of five clamping screws 40 are provided. A first clamping screw is in the middle and the rest are provided in the respective corner areas. The clamping screws 40 pass through the pressure plate 20 at those locations where there are no recesses for the clamping rings 30. The clamping screws 40 engage in threaded bores (not shown in more detail here) in the base plate 10.
Based on this concept, any type of pallet can be realized. In particular, it is also possible to clamp not only circular workpieces in the manner of circular blanks, but also workpieces with any shape of plan. To do this, it is only necessary to match the clamping rings 30, the recesses in the pressure plate 20 and the workpiece supports 11 to the shape of the plan. This creates a clamping ring that deviates from the circular shape and would therefore be described as a clamping frame. The realized principle of a floating bearing allows the universal applicability of the invention to any shape of workpieces.