CZ309713B6

CZ309713B6 - Upínací zařízení

Info

Publication number: CZ309713B6
Application number: CZ2013-666A
Authority: CZ
Inventors: Hans Hediger
Original assignee: Erowa Ag
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2023-08-16
Also published as: NL2011468B1; GB201316947D0; JP2015039769A; PL232481B1; CZ2013666A3; FI20135956L; CN104416394B; NL2011468A; SE538216C2; CA2827437A1; CN104416394A; KR20150021433A; GB2517517B; US20150054211A1; ES2437266B1; US9302359B2; AT514431B1; FR3009801B1; BR102013027051A2; CA2827437C

Abstract

Upínací zařízení má dolní upínací díl (1), který obsahuje větší počet upínacích ústrojí (5) a nosič (2) obrobku je opatřen počtem upínacích čepů (43), odpovídajícím počtu upínacích ústrojí (5), pro pevné upnutí v příslušném upínacím ústrojí (5), a přičemž na dolním upínacím dílu (1) jsou uspořádány první centrovací elementy (4), které spolupracují s dalšími centrovacími elementy (38) uspořádanými na nosiči (2) obrobku tak, že nosič (2) obrobku je při pevném upnutí na dolním upínacím dílu (1) ustaven ve směru X a ve směru Y, a přičemž příslušné upínací ústrojí (5) obsahuje upínací pouzdro (6), jehož horní strana tvoří Z-opěru pro nosič (2) obrobku. Z-opěra dolního upínacího dílu (1) je tvořena větším počtem plošných částí (11) uspořádaných na horní straně příslušného upínacího pouzdra (6). Každá plošná část (11) je opatřena alespoň jedním výstupním otvorem (12) pro čisticí médium. Příslušné upínací pouzdro (6) je opatřeno dutým nástavcem (10).

Description

Upínací zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká upínacího zařízení s dolním upínacím dílem pro pevné upnutí nosiče obrobku, přičemž dolní upínací díl obsahuje alespoň dvě upínací ústrojí a nosič obrobku je opatřen počtem upínacích čepů, odpovídajícím počtu upínacích ústrojí, pro pevné upnutí v příslušném upínacím ústrojí, přičemž na dolním upínacím dílu jsou uspořádány první centrovací elementy, které spolupracují s dalšími centrovacími elementy uspořádanými na nosiči obrobku tak, že nosič obrobku je při pevném upnutí na dolním upínacím dílu ustaven ve směru X a ve směru Y, přičemž příslušné upínací ústrojí obsahuje upínací pouzdro, jehož horní strana tvoří Z-opěru pro nosič obrobku, přičemž Z-opěra dolního upínacího dílu je tvořena alespoň dvěma plošnými částmi uspořádanými na horní straně příslušného upínacího pouzdra, přičemž každá plošná část je opatřena alespoň jedním výstupním otvorem pro čisticí médium, a přičemž příslušné upínací pouzdro je opatřeno dutým nástavcem, který se rozkládá až k dolní straně dolního upínacího dílu.

Dosavadní stav techniky

Taková upínací zařízení se používají pro polohově definované pevné upnutí obrobků namontovaných na nosičích obrobků nebo nástrojů. Dolní upínací díl je obvykle pevně zafixován na pracovním stole obráběcího stroje nebo lisu, zatímco nosič obrobku může být na tomto dolním upínacím dílu zafixován, popřípadě upevněn polohově přesně opakovaným způsobem a rovněž od něj může být opět uvolněn.

Ze spisu EP 0614725 A1 je známé výše uvedené zařízení pro polohově definované pevné upnutí obrobku na pracovním místě obráběcího stroje. Toto zařízení sestává z dolní základové desky, která může být zafixována, popřípadě upevněna na tomto pracovním místě obráběcího stroje, a z nosiče obrobku, který může být nasazen na tuto dolní základovou desku a pevně na ní upnut. Nosič obrobku obsahuje čtyři upínací čepy, pomocí nichž může být tento nosič obrobku pevně upnut ve čtyřech upínacích ústrojích uspořádaných odpovídajícím způsobem na dolní základové desce. Pro přesné ustavení nosiče obrobku na dolní základové desce je tato dolní základová deska opatřena prvními ustavovacími elementy ve formě centrovacího pravítka, zatímco nosič obrobku obsahuje další ustavovací elementy ve formě profilovaných desek, které jsou opatřeny drážkou. Při upevňovaní nosiče obrobku na dolní základové desce zasahují zmíněná centrovací pravítka do drážek profilovaných desek a ustavují nosič obrobku ve směru X a ve směru Y, jakož i co se týče úhlové polohy kolem osy Z. Ustavování v ose Z se uskutečňuje tím, že nosič obrobku je prostřednictvím upínacích ústrojí přitahován k dolní základové desce, dokud svou rovinnou dolní stranou nedosedne na prstencové dosedací plochy dolní základové desky. Ačkoli se takové upínací zařízení v praxi osvědčilo, existuje nebezpečí, že s přibývajícím časem se na prstencových dosedacích plochách usazuje nečistota, která stojí v cestě přesnému ustavení nosiče obrobku, zejména ve směru Z. Dále se rovněž může na uvedených čtyřech upínacích ústrojích nahromadit nečistota, která brání správnému fungování příslušného upínacího ústrojí.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit upínací zařízení náležející do výše uvedené oblasti techniky, které bude necitlivé vůči znečištění tak, že nosič obrobku může být upevňován na dolním upínacím dílu bez problémů opakovaně.

Uvedený úkol splňuje upínací zařízení s dolním upínacím dílem pro pevné upnutí nosiče obrobku, přičemž dolní upínací díl obsahuje alespoň dvě upínací ústrojí a nosič obrobku je opatřen počtem upínacích čepů, odpovídajícím počtu upínacích ústrojí, pro pevné upnutí v

- 1 CZ 309713 B6 příslušném upínacím ústrojí, přičemž na dolním upínacím dílu jsou uspořádány první centrovací elementy, které spolupracují s dalšími centrovacími elementy uspořádanými na nosiči obrobku tak, že nosič obrobku je při pevném upnutí na dolním upínacím dílu ustaven ve směru X a ve směru Y, přičemž příslušné upínací ústrojí obsahuje upínací pouzdro, jehož horní strana tvoří Zopěru pro nosič obrobku, přičemž Z-opěra dolního upínacího dílu je tvořena alespoň dvěma plošnými částmi uspořádanými na horní straně příslušného upínacího pouzdra, přičemž každá plošná část je opatřena alespoň jedním výstupním otvorem pro čisticí médium, a přičemž příslušné upínací pouzdro je opatřeno dutým nástavcem, který se rozkládá až k dolní straně dolního upínacího dílu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že dolní upínací díl je opatřen základním tělesem a nosič obrobku je opatřen hlavním tělesem, přičemž do základního tělesa dolního upínacího dílu jsou vložena upínací pouzdra sloužící k vytvoření Z-opěr dolního upínacího dílu, přičemž do hlavního tělesa nosiče obrobku jsou vložena prstencová tělesa pro vytvoření Z-opěr nosiče obrobku, přičemž upínací pouzdra jsou vyrobena z tvrdšího materiálu než základní těleso dolního upínacího dílu, a přičemž prstencová tělesa nosiče obrobku jsou vyrobena z tvrdšího materiálu než hlavní těleso nosiče obrobku.

U takto vytvořeného upínacího zařízení jsou na jedné straně Z-opěry tvořeny definovanými plošnými částmi, které mohou být čištěny. Na druhé straně se případná nečistota nahromaděná v oblasti upínacích ústrojí může odvádět směrem dolů a vystupovat z dolního upínacího dílu. Takové upínací zařízení je tudíž podstatně necitlivější na znečištění, takže konečným důsledkem je, že nosič obrobků může být i po dlouhou dobu opakovaně přesně pevně upevňován na dolním upínacím dílu.

Takto vytvořené upínacího zařízení rovněž umožňuje vyrobit Z-opěry z materiálu, který je specificky přizpůsoben daným požadavkům. Dále mohou být ty elementy upínacího zařízení, které nejsou vystaveny žádnému zvláštnímu namáhání, zejména základní těleso a hlavní těleso, vyrobeny z poměrně výhodnějšího a popřípadě lehčího materiálu.

U jednoho výhodného provedení upínacího zařízení je příslušné upínací pouzdro vytvořeno jako jeden kus a má prstencový nákružek, do něhož je na dolní straně zapuštěn prstencový kanál, který je prostřednictvím otvorů spojen s výstupními otvory. Toto provedení umožňuje poměrně jednoduché vytvoření upínacího pouzdra, protože jeho výstupní otvory mohou být prostřednictvím prstencového kanálu napájeny vzduchem.

Podle dalšího výhodného provedení obsahuje dolní upínací díl čtyři upínací ústrojí a nosič obrobku obsahuje čtyři upínací čepy

Podle dalšího výhodného provedení je základní těleso dolního upínacího dílu opatřeno alespoň jedním směrem ven vyúsťujícím připojovacím kanálem, který je spojen s prstencovými kanály všech upínacích pouzder.

Podle dalšího výhodného provedení připojovací kanál vyúsťuje směrem ven bočně a/nebo na dolní straně základního tělesa.

Podle dalšího výhodného provedení je základní těleso dolního upínacího dílu opatřeno vybráními pro uložení upínacích pouzder, přičemž příslušné vybrání obsahuje první osazení, které tvoří opěrnou plochu pro nákružek příslušného upínacího pouzdra.

Podle dalšího výhodného provedení jsou první centrovací elementy uspořádané na dolním upínacím dílu vytvořeny ve formě centrovacích lišt a další centrovací elementy uspořádané na nosiči obrobku jsou vytvořeny ve formě drážkových elementů, které jsou vytvořeny jako pružně poddajné ve směru Z.

- 2 CZ 309713 B6

Podle dalšího výhodného provedení při volném položení nosiče obrobku na dolní upínací díl dosedají drážkové elementy uspořádané na nosiči obrobku na centrovací lišty uspořádané na dolním upínacím dílu.

Podle dalšího výhodného provedení drážkové elementy obsahují šikmé boční stěny, sloužící jako centrovací plochy, a centrovací lišty obsahují boční plochy, sloužící jako centrovací plochy, vytvořené odpovídajícím způsobem k bočním stěnám.

Jedno další zvlášť výhodné provedení upínacího zařízení předpokládá, že nosič obrobku je přizpůsoben k dolnímu upínacímu dílu tak, že po volném položení nosiče obrobku na dolní upínací díl existuje mezi plošnými částmi dolního upínacího dílu, sloužícími jako Z-opěry, a Zopěrami nosiče obrobku mezera řádově velikosti od 0,1 do 0,01 mm. Tím se dosáhne toho, že nosič obrobku musí v průběhu postupu upínání urazit pouze velmi krátkou dráhu ve směru Z, než dosedne na Z-opěry dolního upínacího dílu. Při pevném upínání nosiče obrobku se tedy drážkové elementy vychýlí ve směru Z jen velmi málo, což podporuje vysoce přesné ustavení nosiče obrobku vůči dolnímu upínacímu dílu, protože tímto velmi malým posunutím nosiče obrobku ve směru osy Z se po ustavení ve směru X a směru Y prakticky vyloučí možný zdroj chyb a pro pružné vychýlení drážkových elementů ve směru Z musí být překonány pouze poměrně malé síly.

Podle ještě dalšího výhodného provedení příslušné upínací ústrojí dolního upínacího dílu obsahuje blokovací píst pro ovládání upínacích kuliček pro pevné upnutí upínacího čepu, přičemž příslušný blokovací píst je vytvořen jako prstencový píst, který obsahuje příslušný nástavec upínacího pouzdra a je předepnut prostřednictvím tlačných pružin opírajících se o základní těleso ve směru k dolní straně dolního upínacího dílu.

Z následujícího podrobného popisu a z celkového obsahu patentových nároků vyplývají další výhodné formy provedení a kombinace znaků vynálezu.

Objasnění výkresů

Příklad provedení podle vynálezu bude blíže objasněn podle přiložených výkresů, na nichž znázorňují:

obr. 1 v perspektivním pohledu upínací zařízení sestávající z dolního upínacího dílu a z nosiče obrobku, obr. 2 příčný řez dolním upínacím dílem, obr. 2a zvětšený detail z obr. 2, obr. 3 příčný řez nosičem obrobku, obr. 4 nosič obrobku v průběhu nasazování na dolní upínací díl a obr. 5 nosič obrobku v pevně upnutém stavu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Obr. 1 znázorňuje podstatné elementy upínacího zařízení v perspektivním pohledu. Toto upínací zařízení obsahuje dolní upínací díl 1, který je upevněn v oblasti obráběcího stroje, jakož i nosič 2 obrobku. Znázorněné upínací zařízení slouží zejména k pevnému upnutí velkých a/nebo těžkých obrobku v pracovní oblasti obráběcího stroje, například frézky, brusky, elektroerozivního stroje

- 3 CZ 309713 B6 nebo soustruhu. Pod výrazem velký a těžký se v dané souvislosti rozumějí obrobky, které mají velikost až do přibližně 500x500x500 mm a hmotnost až do několika set kilogramů.

Dolní upínací díl 1 je opatřen základním tělesem 22, v němž jsou uložena čtyři upínací ústrojí 5, zatímco nosič 2 obrobku obsahuje hlavní těleso 36, na němž jsou uloženy upínací čepy 43, odpovídající upínacím ústrojím 5, které mohou být pevně upnuty v těchto upínacích ústrojích 5. Aby se umožnilo přesné polohové ustavení nosiče 2 obrobku na dolním upínacím dílu 1, jsou na základním tělese 22 dolního upínacího dílu 1 uspořádány první centrovací elementy ve formě čtyř centrovacích lišt 4 a na hlavním tělese 36 nosiče 2 obrobku jsou uspořádány další centrovací elementy ve formě čtyř drážkových elementů 38. Drážkové elementy 38 jsou vytvořeny tak, že jejich centrální oblast, která je opatřena centrovací drážkou, může být pružně vychýlena ve směru Z, to znamená ve směru k dolní straně 37 nosiče 2 obrobku, o určitou hodnotu, s výhodou o několik setin milimetru. Nosič 2 obrobku je opatřen rovinnou dolní stranou 37, na níž jsou upevněny drážkové elementy 38 prostřednictvím šroubů. Protože toto základní vytvoření takového upínacího zařízení je známé ze spisu EP 0614725 al, budou v dalším popsány zejména znaky upínacího zařízení podstatné podle vynálezu;

Příslušné upínací; ustrojí 5 dolního upínacího dílu 1 obsahuje upínací pouzdro 6, vložené do základního tělesa 2, jehož horní strana ve tvaru mezikruží tvoří částečně takzvanou Z-opěru pro nosič 2 obrobku. Za tím účelem je příslušná horní strana opatřena čtyřmi vyvýšenými plošnými částmi 11, na které nosič 2 obrobku při pevném upnutí s rovinnými dosedacími plochami dosedá. Každá z těchto zmíněných plošných částí 11 je opatřena jedním výstupním otvorem 12, kterým může být vyfukováno čisticí médium, s výhodou vzduch. Tyto vyvýšené plošné části 11 jsou velmi přesně zbroušeny do roviny. Rozumí se, že místo čtyř vyvýšených plošných částí 11 může být upraven i jiný počet a jiný tvar takových vyvýšených plošných částí.

Dolní upínací díl 1 je dále opatřen polohovacím otvorem 15, který slouží ke vložení polohovacího kolíku 3 uspořádaného na nosiči 2 obrobku. Vzájemná spolupráce těchto polohovacích prostředků má zajistit, že nosič 2 obrobku je na dolním upínacím dílu upevněn vždy v téže úhlové poloze.

Do hlavního tělesa 36 nosiče 2 obrobku jsou na jeho dolní straně 37 vložena prstencová tělesa 46 pro vytvoření takzvaných Z-opěr, které obklopují zadní patní díl 48 příslušného upínacího čepu 43, orientovaný směrem k dolní straně 37 nosiče 2 obrobku. Uvedená prstencová tělesa 46 jsou provedena z vysoce pevného materiálu, s výhodou, z kalené oceli. Upevnění a obrobení těchto prstencových těles 46 bude v následujícím ještě blíže objasněno.

Základní těleso 22 dolního upínacího dílu 1 je opatřeno větším počtem bočních připojovacích kanálů 35. Těmito připojovacími kanály 35 může být přiváděno médium pro provoz upínacích ústrojí 5, jako například stlačený vzduch atd. Alespoň jedním z těchto připojovacích kanálů 35 může být do výstupních otvorů zapuštěných ve vyvýšených plošných částech 11 přiváděno čisticí médium, například vzduch.

Obr. 2 znázorňuje příčný řez dolním upínacím dílem 1 podél čáry A-A na obr. 1. Základní těleso 22 je opatřeno čtyřmi vybráními 23 pro uložení vždy jednoho upínacího ústrojí 5, přičemž na tomto vyobrazení jsou vidět pouze dvě z těchto čtyř vybrání 23. Podle jednoho z těchto čtyř upínacích ústrojí 5, na daném obr. 2 levého upínacího ústrojí 5, bude blíže objasněno vytvoření takového upínacího ústrojí 5.

Toto příslušné upínací ústrojí 5 obsahuje upínací pouzdro 6 a blokovací píst 28, a oba tyto díly jsou spolu vloženy do zmíněného vybrání 23. Blokovací píst 28 je vytvořen ve tvaru prstencového pístu, který obklopuje upínací pouzdro 6 popřípadě jeho zadní nástavec 10. Směrem dolů je příslušné vybrání 23 zakryto prostřednictvím kruhové krycí desky 30, přičemž tato příslušná krycí deska 30 je opatřena centrálním otvorem 31, jehož funkce bude v následujícím ještě blíže objasněna. Z tohoto vyobrazení je zejména patrné, že příslušné upínací

- 4 CZ 309713 B6 pouzdro 6 je vytvořeno jako určitý druh pouzdra a obsahuje průchozí otvor 14, který se rozkládá skrz celý dolní upínací dí1 1. Upínací pouzdro 6 sestává v podstatě z jednoho horního dílu 8, z prstencového dílu s nákružkem 9, k němu směrem dolů připojeného, a z nástavce 10 ve tvaru dutého válce, jehož zadní konec se rozkládá až k zadní straně dolního upínacího dílu 1. Horní díl 8 upínacího pouzdra 6 je na vnitřní straně opatřen kuželovou zaváděcí oblastí 13. Příslušné upínací pouzdro 6 se prostřednictvím prstencového dílu s nákružkem 9 opírá o první, popřípadě nejhořejší osazení 24 příslušného vybrání 23. U daného příkladu je blokovací píst 28 znázorněn v dolní blokovací poloze, v níž tlačí upínací kuličky 54, sloužící k zablokování upínacího čepu 43, radiálně směrem dovnitř. Blokovací píst 28 je tlačnými pružinami 29 opírajícími se o základní těleso 22 tlačen do znázorněné blokovací polohy.

Aby mohl být blokovací píst 28 tlačen směrem vzhůru proti síle pružin 29, přivádí se do prstencového prostoru 32 mezi dolní stranou blokovacího pístu 28 a krycí deskou 30 stlačené médium, přičemž prostředky k tomu potřebné nejsou znázorněny. Je však vidět kanál 33 vedoucí do zmíněného prstencového prostoru 32, kterým může být přiváděno příslušné stlačené médium. Příslušná krycí deska 30 je prostřednictvím neznázorněných šroubů upevněna na zadním osazení 27 příslušného vybrání 23 na zadní straně/dolní straně dolního upínacího dílu 1. Prstencový prostor 32 je utěsněn prostřednictvím těsnění, která nebudou podrobně popisována.

Nástavec 10 ve tvaru dutého válce upínacího pouzdra 6 se rozkládá skrz centrální otvor 31 v krycí desce 30 až k zadní, popřípadě dolní straně dolního upínacího dílu 1, takže vznikne průchod, kterým může eventuálně nahromaděná nečistota vystupovat a být odváděna. Upínacím pouzdrem 6 však může směrem dolů odtékat i například chladicí voda.

Příslušné upínací pouzdro 6 je vytvořeno jako jeden kus, přičemž do zadní strany, popřípadě dolní strany prstencového dílu s nákružkem 9 je zapuštěn prstencový kanál 19, který je prostřednictvím axiálních otvorů 20 spojen s výstupními otvory 12 ústícími do vyvýšených plošných částí 11. Prstencové kanály 19 všech upínacích pouzder 6 jsou spojeny s připojovacím kanálem vyúsťujícím ze základního tělesa 22. Upínací pouzdro 6 vyrobené z oceli je alespoň v oblasti plošných částí 11, sloužících jako Z-opěra, kaleno, přičemž s výhodou je celé upínací pouzdro 6 provedeno z kalené oceli.

Tím, že jsou upraveny plošné části 11 tvořící Z-opěry, zbývá mezi těmito plošnými částmi 11 volný prostor, protože povrch příslušného upínacího pouzdra 6 je v oblastech mezi plošnými částmi 11 poněkud odsazen zpět. Na rozdíl od Z-opěr vytvořených podle dosavadního stavu techniky, které jsou vytvořený jako souvislá mezikruží a neobsahují žádné čisticí otvory, jsou Zopěry vytvořené podle vynálezu podstatně necitlivější na nečistotou, protože těmito zmenšenými Z-opěrami, které tvoří dosedací plochy, se dosáhne ještě vyššího plošného přítlaku. To však znamená, že odpovídající dosedací plochy musí být vytvořeny tak, aby mohly být odpovídajícím způsobem zatížitelné, a s výhodou jsou velmi tvrdé.

Upínací pouzdro 6 je opatřeno větším počtem radiálních otvorů 52, které slouží k uložení upínacích kuliček 53. Dále je vidět, že příslušná centrovací lišta 4 je vložena do drážky zapuštěné do horní strany základního tělesa 22. Centrovací lišty 4 jsou prostřednictvím neznázorněných šroubů upevněny na základním tělese 22. S výhodou jsou tyto centrovací lišty 4 navíc s příslušnou drážkou slepeny. Každá centrovací lišta 4 je opatřena dvěma šikmými bočními plochami 49 sloužícími k centrování.

Obr. 2a znázorňuje zvětšený detail z obr. 2. Z tohoto vyobrazení je zejména patrný jeden ze svisle probíhajících otvorů 20, který vede k výstupnímu otvoru 12 ve vyvýšené plošně části 11 upínacího pouzdra 6. Výstupní otvor 12 samotný má oproti svislému otvoru 20 poměrně malý průřez, což se projeví na vyšší rychlosti vzduchu vystupujícího z výstupního otvoru 12. Dá1e je vidět prstencový kanál 19, který je svislým otvorem 20 spojen s příslušným výstupním otvorem 12. Dále je vidět kanál 18 probíhající vzhledem k prstencovému kaná1u 19 radiálně, který spojuje otvor 17 s prstencovým kanálem 19. Když jsou upraveny, jako u daného příkladu, čtyři plošné

- 5 CZ 309713 B6 části 11 opatřené výstupními otvory 12, je příslušný prstencový kanál 19 spojen čtyřmi svislými otvory 20 se čtyřmi výstupními otvory 12.

Obr. 3 znázorňuje příčný řez nosičem 2 obrobku podél čáry B-B na obr. 1. Na dolní straně 37 hlavního tělesa 36 jsou upevněny jak upínací čepy 43, tak i drážkové elementy 38. Z tohoto vyobrazení v řezu jsou dále vidět Z-opěry 47 tvořící dosedací p1ochy, které jsou tvořeny prstencovými tělesy 46 vsazenými do dolní strany 37 hlavního tělesa 36. Prstencová tělesa 46 jsou provedena z kalené oceli, zatímco hlavní těleso 36 nosiče 2 obrobku samotné je vyrobeno z lehčího a měkčího materiá1u, například hliníku. To je dů1ežité zejména i proto, protože Zopěry 47 tvořící dosedací plochy jsou poměrně malé a u nekaleného materiálu by v důsledku vysokých upínacích sil existovalo nebezpečí, že by se tyto Z-opěry 47 pružně a/nebo plasticky zdeformovaly. Střední díl příslušného drážkového elementu 38, opatřený centrovací drážkou 39, dosedá dvěma radiálně probíhajícími žebry 41 na hlavní těleso 36. Jak již bylo uvedeno, je tento střední díl drážkového elementu 38 pružně vychýlitelný ve směru Z o několik setin milimetru. Vytvořením těchto žeber 41, zejména jejich tloušťkou, délkou, šířkou a jejich materiálem, je možno stanovit sílu pro vychýlení tohoto středního dílu opatřeného centrovací drážkou 39 ve směru Z.

Aby mohlo být prsténcové tě1eso 46 upevněno na hlavním tělese 36, vloží se v prvním kroku do prohloubení na dolní straně 37 nosiče 2 obrobku, které je upraveno pro vložení tohoto prstencového tělesa 46. S výhodou se prstencové těleso 46 v tomto prohloubení přilepí. Potom se prstencové těleso 46 a popřípadě i dolní strana 47 nosiče 2 obrobku vybrousí do roviny. Následně se upínací čepy 43 prostřednictvím šroubů upevní na hlavním tělese 36 nosiče 2 obrobku. Prstencová tělesa 46 mají centrální vybrání, jehož průměr je nepatrně větší než centrovací nákružek uspořádaný na zadní straně upínacího čepu 43. Při upevňování příslušného upínacího čepu 43 se příslušné prstencové těleso 46 přídavně zafixuje v průměru zvětšeným patním dílem 48 upínacího čepu 43. Tím, že jsou prstencová tělesa 46 pevně slepena s hlavním tělesem 36 nosiče 2 obrobku, se zajistí to, že jejich poloha a tvar se při dotahování šroubů upínacích čepů 43 nezmění. To je důležité zejména proto, protože příslušná dolní strana prstencového tělesa 46 tvoří po broušení definovanou, velmi přesnou Z-opěru.

Centrovací elementy rozhodující pro vycentrování ve směru X a ve směru Y, totiž centrovací lišty 4 a, drážkové elementy 38, jsou k sobě navzájem přizpůsobeny tak, že po volném položení nosiče 2 obrobku, na dolní upínací díl 1 existuje mezera od 0,1 do 0,01 mm, s výhodou mezera mezi 0,02 a 0,04 mm, mezi Z-opěrami dolního upínacího dílu 1, to znamená vyvýšenými plošnými částmi 11, a Z-opěrami nosiče 2 obrobku, to znamená prstencovými Z-opěrami 47. Výrazem volné položení nosiče 2 obrobku na dolní upínací díl 1 se rozumí to, že nosič Z obrobku dosedá na dolní upínací díl svou vlastní vahou, popřípadě vahou obrobku na něm upevněného. V této souvislosti se rovněž hovoří o dosednutí nosiče 2 obrobku na dolní upínací díl 1 bez upínacích sil. Drážkové elementy 38 jsou vždy přizpůsobeny k maximální hmotnosti obrobku, který má být upevněn v nosiči 2 obrobku, například k obrobkům až do hmotnosti několika stovek kilogramů tak, že po nasazení nosiče 2 obrobku společně s na něm upevněným obrobkem stále ještě existuje mezera mezi Z-opěrami dolního upínacího dí1u 1 a Z-opěrami nosiče 2 obrobku.

Obr. 4 znázorňuje nosič 2 obrobku v průběhu nasazování na dolní upínací díl 1. Dolní upínací díl 1 je přitom znázorněn v řezu podél čáry C-C na obr. 1. Aby se příslušný upínací čep 43 zavedl do příslušného upínacího pouzdra 6 upínacího zařízení a aby v něm mohl být pevně upnut, musí se příslušný blokovací píst 28 nacházet ve znázorněné odblokované poloze, v níž se upínací kuličky 53 nacházejí ve zpět odtažené poloze, nebo aby mohly být příslušným upínacím čepem 42 při zavádění odtlačeny radiálně směrem ven. V odblokované poloze blokovacího pístu 28, která odpovídá jeho horní koncové poloze, se mohou upínací kuličky 53 zanořit do prstencové drážky blokovacího pístu 28. Blokovací píst 28 je přiváděním stlačeného média - vzduchu - do prstencového prostoru 32 tlačen proti předpínací síle pružin 29 pneumaticky směrem vzhůru do znázorněné polohy. V této horní koncové poloze dosedá příslušný blokovací píst 28 svou horní stranou na další osazení příslušného vybrání 23, sloužící jako doraz.

- 6 CZ 309713 B6

Nosič 2 obrobku se nyní snižuje ve směru Z do té míry, dokud centrovací lišty 4 nezabírají do drážkových elementů 38. Konkrétně šikmé boční stěny 40 drážkových elementů 38 dosednou na šikmé boční plochy 49 centrovacích lišt 4. Po volném položení nosiče 2 obrobku na dolní upínací dí1 1 je nosič 2 obrobku orientován vůči dolnímu upínacímu dílu 1 ve směru X a ve směru Y, jakož i ohledně úhlové polohy kolem osy Z probíhající kolmo k Z-opěrám, tvořícím dosedací plochy. Pouze ustavení ve směru Z ještě není ukončeno, protože mezi vyvýšenými plošnými částmi 11 příslušného upínacího pouzdra 6 a dolní stranou příslušných prstencových těles 46 nosiče 2 obrobku, která slouží jako dosedací plocha neboli Z-opěra 47, existuje mezera řádově od 0,1 do 001 mm. Směr Z je naznačen šipkou 54.

S výhodou se po volném položení nosiče 2 obrobku na dolní upínací díl 1 vyfukuje výstupními otvory ve vyvýšených plošných částech 11 vzduch. Tento vzduch vystupující vysokou rych1ostí proudění přitom čistí jak prstencové Z-opěry 47 nosiče 2 obrobku, tak i vyvýšené plošné části 11 dolního upínacího dílu 1. S výhodou je v přívodním vedení vzduchu uspořádán senzor tlaku nebo senzor proudění, který není znázorněn. Prostřednictvím takového senzoru je možno zjistit, zda je nosič 2 obrobku pevně popřípadě správně upnut na do1ním upínacím dílu 1, protože výstupní otvory vzduchu jsou po pevném upnutí nosiče 2 obrobku uzavřeny těsně dosedajícími plochami Z-opěr 47 nosiče 2 obrobku, což je možno zjistit prostřednictvím tohoto senzoru.

Zmíněná mezera mezi Z-opěrami se při pevném upnutí nosiče 2 obrobku odstraní tím, že nosič 2 obrobku se prostřednictvím čtyř upínacích ústrojí 5 uspořádaných na dolním upínacím dílu 1 dotáhne ve směru k dolnímu upínacímu dílu 1. Za tím účelem se pneumatický přetlak v příslušném prstencovém otvoru 32 neznázorněným ventilem zruší do té míry, že se tento tlak přizpůsobí okolnímu tlaku. Silou tlačných pružin 29 je příslušný prstencový píst 28 tlačen směrem dolů, čímž se upínací kuličky 53 posunou radiálně směrem dovnitř. Přitom tyto upínací kuličky 53 dosedají na šikmou plochu 45 na hlavovém dílu 44 příslušného upínacího čepu 43, viz obr. 3, a přitahují je směrem dolů do té míry, že zmíněná mezera mezi Z-opěrami 11, 47 se odstraní. Spolu s dotahováním nosiče 2 obrobku směrem dolů se pružně vychýlí i drážkové elementy 38.

Jakmile je příslušný prstencový prostor 32 beztlakový, jsou prstencové písty 28 tlačeny směrem dolů předpínací silou tlačných pružin 29 do blokovací polohy, takže nosič 2 obrobku je na dolním upínacím dílu pevně upnut a zablokován, protože upínací kuličky 53 pevně přidržují příslušný upínací čep 43. Tento upnutý stav je znázorněn na obr. 5.

Aby se po volném položení nosiče 2 obrobku na dolní upínací díl 1 zajistila zmíněná mezera řádově velikosti od 0,1 do 0,01 mm mezi Z-opěrami 11 dolního upínacího dílu 1 a Z-opěrami 47 nosiče 2 obrobku, musí být na jedné straně tyto zmíněné Z-opěry, totiž vyvýšené plošné části 11 na horní straně příslušného upínacího pouzdra 6 a dolní strana prstencových těles 46 tvořících prstencové dosedací plochy 47, obrobeny velmi přesně a vybroušeny do roviny. Na druhé straně musí být i drážkové elementy 38, jmenovitě boční stěny 40 drážkových elementů 38 a boční plochy 49 centrovacích elementů, velmi přesně obrobeny a k sobě navzájem přizpůsobeny, takže poloha a rozměry těchto drážek 39 odpovídají předem stanovené hodnotě a jsou přesně přizpůsobeny k centrovacím lištám 4 uspořádaným na dolním upínacím dílu 1.

Nepatrnou mezerou mezi Z-opěrami po volném položení nosiče 2 obrobku na dolní upínací díl 1 se dosáhne toho, že nosič 2 obrobku musí v průběhu upínání urazit pouze již jen velmi malou dráhu ve směru Z, než dosedne na Z-opěry 11 dolního upínacího dílu 1. To má zase tu výhodu, že i drážkové elementy 38 musí být pružně vychýleny ve směnu Z jen velmi málo, totiž o velikost mezery mezi těmito Z-opěrami. Tím je podpořeno velmi přesné ustavení nosiče 2 obrobku vůči dolnímu upínacímu dílu 1, protože tímto velmi malým posunutím ve směru Z nosiče 2 obrobku po ustavení ve směru X a ve směru Y se prakticky vyloučí možný zdroj chyby.

Uspořádání separátních centrovacích elementů ve formě znázorněných centrovacích lišt 4 a

- 7 CZ 309713 B6 drážkových elementů 38 má tu výhodu, že tyto centrovací elementy mohou být vyrobeny z materiálu, který je specificky přizpůsoben potřebným/nutným požadavkům. To má, tu další výhodu, že i příslušné základní těleso 22 dolního upínacího dílu 1 popřípadě hlavní těleso 36 nosiče 2 obrobku mohou být vyrobeny z materiálu s požadovanými vlastnostmi, s výhodou levně a popřípadě i snadno. Zatímco jsou centrovací elementy s výhodou, vyrobeny z tvrdého a odolného materiálu, jako je kalená ocel, jako základní materiál pro základní těleso 22 dolního upínacího dílu 1 se s výhodou použije nekalená ocel, přičemž hlavní těleso 36 nosiče 2 obrobku je s výhodou provedeno z hliníku nebo ze slitiny hliníku.

Souhrnně je tedy možno konstatovat, že upínacím zařízením vytvořeným podle vynálezu je zajištěno absolutní a zejména i opakovatelné vysoce přesné ustavení nosiče 2 obrobku na dolním upínacím dílu 1. Toho se dosáhne zaprvé tím, že Z-opěry se v průběhu postupu upínání čistí. Na druhé straně se centrovací elementy po svém upevnění vysoce přesně obrobí, popřípadě se vůči sobě navzájem přizpůsobí tak, že nosič 2 obrobku je po volném položení na dolní upínací díl 1 ustaven ve směru X a ve směru Y, jakož i, co se tyče úhlové polohy, kolem osy Z, přičemž mezi Z-opěrami, totiž mezi vyvýšenými plošnými částmi 11 dolního upínacího dílu 1 a prstencovými dosedacími plochami 47 nosiče 2 obrobku existuje mezera od 0,1 do 0,01 mm, s výhodou mezi 0,02 a 0,04 mm. Při následném postupu upínání, který slouží ještě k tomu, aby se nosič 2 obrobku přesně ustavil ve směru Z a upevnil na dolním upínacím dílu 1 neposuvně, musí tento nosič 2 obrobku urazit pouze dráhu řádově velikosti zmíněné mezery. Tímto pouze minimálním posunutím nosiče 2 obrobku ve směru Z po ustavení ve směru X a ve směru Y se prakticky vyloučí možný zdroj chyb. Tímto malým posunutím se musí rovněž pružně poddajné drážkově elementy 38 na nosiči 2 obrobku vychýlit pouze nepatrně, což je při pevném upínání s poměrně nepatrným odporem ve směru Z spojeno s vysokou přesností a znatelně se projeví dlouhou životností.

Když byla výše řeč o vysoce přesném ustavování nosiče 2 obrobku na dolním upínacím dílu 1, je tím míněno, že u upínacího zařízení vytvořeného podle vynálezu je dosaženo opakovatelné přesnosti v rozsahu menším než 2 mikrometry.

Claims

1. Upínací zařízení s dolním upínacím dílem (1) pro pevné upnutí nosiče (2) obrobku, přičemž dolní upínací díl (1) obsahuje alespoň dvě upínací ústrojí (5) a nosič (2) obrobku je opatřen počtem upínacích čepů (43), odpovídajícím počtu upínacích ústrojí (5), pro pevné upnutí v příslušném upínacím ústrojí (5), přičemž na dolním upínacím dílu (1) jsou uspořádány první centrovací elementy (4), které spolupracují s dalšími centrovacími elementy (38) uspořádanými na nosiči (2) obrobku tak, že nosič (2) obrobku je při pevném upnutí na dolním upínacím dílu (1) ustaven ve směru X a ve směru Y, přičemž příslušné upínací ústrojí (5) obsahuje upínací pouzdro (6), jehož horní strana tvoří Z-opěru pro nosič (2) obrobku, přičemž Z-opěra dolního upínacího dílu (1) je tvořena alespoň dvěma plošnými částmi (11) uspořádanými na horní straně příslušného upínacího pouzdra (6), přičemž každá plošná část (11) je opatřena alespoň jedním výstupním otvorem (12) pro čisticí médium, a přičemž příslušné upínací pouzdro (6) je opatřeno dutým nástavcem (10), který se rozkládá až k dolní straně dolního upínacího dílu (1), vyznačující se tím, že dolní upínací díl (1) je opatřen základním tělesem (22) a nosič (2) obrobku je opatřen hlavním tělesem (36), přičemž do základního tělesa (22) dolního upínacího dílu (1) jsou vložena upínací pouzdra (6) sloužící k vytvoření Z-opěr dolního upínacího dílu (1), přičemž do hlavního tělesa (36) nosiče (2) obrobku jsou vložena prstencová tělesa (46) pro vytvoření Z-opěr nosiče (2) obrobku, přičemž upínací pouzdra (6) jsou vyrobena z tvrdšího materiálu než základní těleso (22) dolního upínacího dílu (1), a přičemž prstencová tělesa (46) nosiče (2) obrobku jsou vyrobena z tvrdšího materiálu než hlavní těleso (36) nosiče (2) obrobku.

2. Upínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že příslušné upínací pouzdro (6) je vytvořeno jako jeden kus a má prstencový nákružek (9), do něhož je na dolní straně zapuštěn prstencový kanál (19), který je prostřednictvím otvorů (20) spojen s výstupními otvory (12).

3. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dolní upínací díl (1) obsahuje čtyři upínací ústrojí (5) a nosič (2) obrobku obsahuje čtyři upínací čepy (43).

4. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že základní těleso (22) dolního upínacího dílu (1) je opatřeno alespoň jedním směrem ven vyúsťujícím připojovacím kanálem (35a), který je spojen s prstencovými kanály (19) všech upínacích pouzder (6).

5. Upínací zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že vyúsťující připojovací kanál (35a) vyúsťuje směrem ven bočně a/nebo na dolní straně základního tělesa (22).

6. Upínací zařízení podle jednoho z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že základní těleso (22) dolního upínacího dílu (1) je opatřeno vybráními (23) pro uložení upínacích pouzder (6), přičemž příslušné vybrání (23) obsahuje první osazení (24), které tvoří opěrnou plochu pro nákružek (9) příslušného upínacího pouzdra (6).

7. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že první centrovací elementy uspořádané na dolním upínacím dílu (1) jsou vytvořeny ve formě centrovacích lišt (4) a další centrovací elementy uspořádané na nosiči (2) obrobku jsou vytvořeny ve formě drážkových elementů (38), které jsou vytvořeny jako pružně poddajné ve směru Z.

8. Upínací zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že při volném položení nosiče (2) obrobku na dolní upínací díl (1) dosedají drážkové elementy (38) uspořádané na nosiči obrobku na centrovací lišty (4) uspořádané na dolním upínacím dílu (1).

9. Upínací zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že drážkové elementy (38) obsahují šikmé boční stěny (40), sloužící jako centrovací plochy, a centrovací lišty (4) obsahují boční plochy (49), sloužící jako centrovací plochy, vytvořené odpovídajícím způsobem k bočním stěnám (40).

- 9 CZ 309713 B6

10. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nosič (2) obrobku je přizpůsoben k dolnímu upínacímu dílu (1) tak, že po volném položení nosiče (2) obrobku na dolní upínací díl (1) existuje mezi plošnými částmi (11) dolního upínacího dílu (1), sloužícími jako Z-opěry, a Z-opěrami (47) nosiče (2) obrobku mezera řádově velikosti od 0,1 do 0,01 mm.

5 11. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že příslušné upínací ústrojí (5) dolního upínacího dílu (1) obsahuje blokovací píst (28) pro ovládání upínacích kuliček (53) pro pevné upnutí upínacího čepu (43), přičemž příslušný blokovací píst (28) je vytvořen jako prstencový píst, který obsahuje příslušný nástavec (10) upínacího pouzdra (6) a je předepnut prostřednictvím tlačných pružin (29) opírajících se o základní těleso (22) ve směru k dolní straně 10 dolního upínacího dílu (1).