CZ32443U1 - Zařízení k upevnění a polohování součástí - Google Patents

Description

Zařízení k upevnění a polohování součástí

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení k upevnění a polohování součástí zejména pro jejich následné opracovávání, úpravy a opravy.

Dosavadní stav techniky

Zařízení k upevnění a polohování součástí slouží k pevnému uchycení jednotlivých součástek do upevňovací hlavy, která pak následně spolu s ostatními prvky zařízení umožňuje pohyb součásti ve třech osách, čímž je dosažen snadný přístup k součásti ze všech stran, pro její další opracování, údržbu nebo opravy, a to bez nutnosti další ruční manipulace s vlastní součástkou. Velikost zařízení, nosnost, pohon zařízení, typ a rozteč upínek pak záleží na požadavcích velikosti upevňované dílu, součástky, nebo strojního celku.

Jsou známá nejrůznější upínací, polohovací nebo přemísťovací zařízení schopná manipulace s tělesy v několika rovinách, ale jejich konstrukce je výsledkem sledování konkrétního typu pohybu a určení charakteru budoucího pracovního úkonu k přesně definovanému typu součásti nebo přesně definovanému typu obráběcího stroje.

Je známo zařízení dle dokumentu CZ 29464 (Ul), které umožňuje pevné, ale výměnné dvoubodové ukotvení dílu s proměnnou roztečí v jedné ose a výměnnými upínacími čelistmi, jehož pohyb je zabezpečen pohybovým šroubem, nebo jako u CZ 26302 (Ul) vačkovým mechanismem.

Stejně tak jsou známa zařízení využívající systému manipulace s tělesem se třemi stupni volnosti, jako tomu je v přihlášce vynálezu CZ 1992-1203, představující systém pro zvedání a přenášení těles pomocí vysokozdvižného vozíku, umožňující přímočarý pohyb ve dvou osách a další rotační pohyb kolem jedné z os pro přemísťování tělesa mezi místy, pomocí pohybu vidlice nebo pohybu vlastního vozíku.

Jsou známy i jiné systémy se dvěma a třemi stupni volnosti umožňující např. nastavení skenovací rentgenové hlavy, jako v dokumentu CZ 15339 (Ul) nebo natáčení rotačního tělesa kolem jeho obvodu pro snazší přístup k jednotlivým plochám, jako je tomu v dokumentu CS 214196.

Existují i sofistikovaná upevňovací zařízení schopná fixace těles ve třech rovinách, s gyroskopicky řízeným pohybem upevněného předmětu, která slouží k velmi přesnému řízenému pohybu, ale s velmi vysokými náklady na pořízení zařízení, včetně omezení velikosti a váhy upevněného tělesa, viz dokument US 2011118541 (AI).

Většina v současnosti používaných zařízení nedosahuje variabilnosti upevňovacích a polohovacích dovedností představovaného zařízení, v poměru kjeho velikostní a pohonné modularitě, a také výrobním nákladům.

Úkolem technického řešení bylo vytvoření takového zařízení, které by umožnilo jednoduché upevnění velikostně, tvarově a váhově variabilního tělesa a následně by za pomoci mechanické nebo strojové síly zabezpečovalo pohyb upevněného tělesa ve třech osách volnosti, čímž by bylo možné k tělesu jednoduše přistupovat ze všech stran a provádět s ním a na něm další opravárenské, údržbové nebo obráběcí činnosti.

- 1 CZ 32443 UI

Podstata technického řešení

Nedostatky v současnosti dostupných technických řešení odstraňuje navrhované zařízení k upevnění a polohování součástí zejména pro jejich následné opracovávání, úpravy a opravy.

Zařízení k upevnění a polohování součástí, zejména pro jejich následné opracovávání, úpravy a opravy se sestává ze základny, z nosného sloupu a z upevňovací hlavy. Základna a nosný sloup jsou spolu spojeny na pevno. Upevňovací hlava je uspořádána otočně na nosném sloupu. Upevňovací hlava je tvořena rotačním úchytem otočně uloženým na čepu na nosném sloupu s pevně upevněným obloukovým segmentem. V obloukovém segmentu je pohyblivě uloženo na valivých segmentech půlkruhové rameno, opatřené na koncích upínkami.

Ve výhodném provedení je nosný sloup dvoudílný a sestává ze spodní, fixní části sloupu a horní, výsuvné části sloupu. Horní, výsuvná část sloupu je uložená teleskopicky ve spodní, fixní části sloupu s možností aretace v různých výškových polohách. Horní, výsuvná část sloupu je opatřena otvory pro zasunutí prvního aretačního kolíku uspořádaného ve spodní, fixní části sloupu.

V jiném výhodném provedení je rotační úchyt na čepu otočný o 360° s možností aretace v jeho jednotlivých úhlových polohách. Pro tento účel je rotační úchyt opatřen průchozími otvory pro zasunutí aretačního čepu upevněného na horní, výsuvné části nosného sloupu.

V dalším výhodném provedení je půlkruhové rameno uloženo v obloukovém segmentu s možností jeho aretace v jednotlivých úhlových polohách. Pro tento účel je půlkruhové rameno opatřeno průvlačnými otvory pro zasunutí druhého aretačního kolíku upevněného na obloukovém segmentu.

V jiném výhodném provedení jsou na obou koncích půlkruhového ramena upevněny objímky, ve kterých jsou rotačně a posuvně uloženy upínky s čelistmi s možností aretace upínek ve zvolené poloze výsunu. Pro tento účel jsou objímky opatřeny aretačními šrouby pro aretaci upínek.

V dalším výhodném provedení jsou horní, výsuvná část sloupu, rotační úchyt, půlkruhové rameno a upínky opatřeny mechanickým, elektrickým, hydraulickým nebo pneumatickým pohonem.

Velkou výhodou této konstrukce zařízení je především jeho velikostní modularita, schopná postihnout potřeby, jak malých provozů, kde se pracuje s malými součástkami, tak provozů, kde se opracovávají velké strojní součásti a bloky. Pohon zařízení je pak modulární a odráží především silovou náročnost pohybu jednotlivých částí zařízení v závislosti především na hmotnosti zařízení a upínaného dílu, od pohonu mechanického ke strojovému. Celé zařízení je koncipované jako jednoduše vyrobitelné s nízkými výrobními náklady a širokou možností použití.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresů, které znázorňují:

Obr. 1 boční pohled na zařízení k upevnění a polohování součástí,

Obr. 2 zadní pohled od strany sloupu na zařízení k upevnění a polohování součástí.

-2CZ 32443 UI

Příklady uskutečnění technického řešení

Zařízení 1 k upevnění a polohování součástí, zejména pro jejich následné opracovávání, úpravy a opravy se podle obr. 1 skládá ze tří hlavních částí, ze základny 2, z nosného sloupu 3 a z upevňovací hlavy 4. Základna 2 je tvořena vodorovnou konstrukcí sloužící ke stabilizaci zařízení 1 na podložce nebo k pevnému přichycení zařízení 1 k podložce pomocí šroubů nebo jiných kotvících prvků. Základna 2 a nosný sloup 3 jsou spolu pevně spojeny svarem.

Nosný sloup 3, který je hlavním vzpěmým segmentem zařízení 1, sestává ze dvou částí, spodní, fixní části 10 a horní, výsuvné části 11. Vzájemný pohyb obou částí 10, 11 nosného sloupu 3 slouží k vertikálnímu pohybu zařízení 1, kterým se dosahuje nastavení hlavní pracovní výšky zařízení L Pohon výsuvu nosného sloupu 3 je ruční nebo je tvořen nezobrazeným ozubeným hřebenem s ozubeným kolem nebo závitovou tyčí s mechanickým, elektrickým, pneumatickým nebo hydraulickým pohonem. Typ pohonu závisí na výsledné velikosti zařízení 1 a síle, kterou je třeba pro obsluhu daného zařízení 1 vytvořit. Stabilizace výškové polohy nosného sloupu 3 je zajištěna aretací pomocí systému otvorů 12 a prvního aretačního kolíku 13, který do nich zapadá a fixuje tak zvolenou polohu vysunutí nosného sloupu 3. Poloha je dále fixována vnitřní brzdnou silou pohonného zařízení, které může mít vlastní samosvomý stabilizační prvek a první aretační kolík 13 se pak stane především pojistným zajišťovacím prvkem.

V horní, výsuvné části 11 nosného sloupu 3 je pomocí čepu 9 dle obr. 1 a 2 otočně připevněn rotační úchyt 8, který se může libovolně otáčet až do úhlu 360° s možností aretace v jeho jednotlivých úhlových polohách. Pro tento účel je rotační úchyt 8 opatřen průchozími otvory 19 pro zasunutí aretačního čepu 18, který je upevněn na horní, výsuvné části 11 nosného sloupu 3. Zasunutím aretačního čepu 18 do průchozího otvoru 19 dochází k pevné fixaci úhlové polohy rotačního úchytu 8 vzhledem k poloze nosného sloupu 3. Rotační pohyb upevňovací hlavy 4 je ruční nebo je tvořen nezobrazeným mechanickým, elektrickým, pneumatickým nebo hydraulickým pohonem. Poloha je dále fixována vnitřní brzdnou silou pohonného zařízení, které může mít vlastní samosvomý stabilizační prvek a první aretační čep 18 se pak stane především pojistným zajišťovacím prvkem.

Na rotačním úchytu 8 je nerozebíratelně, pomocí svaru, připevněn obloukový segment 7, ve kterém je pohyblivě uloženo na valivých segmentech 21 půlkruhové rameno 5. Toto uložení dává půlkruhovému ramenu 5 možnost otáčení v rozpětí 0° až 120° Výsledná požadovaná poloha natočení je aretována systémem průvlačných otvorů 14 umístěných v půlkruhovém ramenu 5, do kterých se zasouvá druhý aretační kolík 15 umístěný na obloukovém segmentu 7. Rotační pohyb půlkruhového ramena 5 je ruční nebo je tvořen nezobrazeným mechanickým, elektrickým, pneumatickým nebo hydraulickým pohonem na principu ozubeného kola a ozubeného hřebenu nebo prosté kluzné drážky. Poloha je dále fixována vnitřní brzdnou silou pohonného zařízení, které může mít vlastní samosvomý stabilizační prvek a druhý aretační kolík 15 se pak stane především pojistným zajišťovacím prvkem.

Půlkruhové rameno 5 je na obou koncích osazeno přivařenými objímkami 17 s upínkami 6 zakončenými čelistmi 20. Upínky 6 jsou vyměnitelné, ve tvaru válců různých délek. Použitá délka odpovídá potřebám bezpečnosti tak, aby volný konec upínky 6 zasahující do prostoru vně zařízení 1 byl co nejmenší, a je tak především závislá na velikosti upínaného tělesa a systému jeho upnutí. Upínky 6 se v objímkách 17 fixují aretací pomocí aretačního šroubu 16. Rotační a posuvný pohyb upínek 6 je ruční nebo je tvořen nezobrazeným mechanickým, elektrickým, pneumatickým nebo hydraulickým pohonem. Poloha je dále fixována vnitřní brzdnou silou pohonného zařízení, které může mít vlastní samosvomý stabilizační prvek a aretační šroub 16 se pak stane především pojistným zajišťovacím prvkem.

-3CZ 32443 UI

Upínky 6 jsou na vnitřních koncích opatřeny čelistmi 20, které jsou výměnné. Tvar a velikost čelistí 20, stejně jako systém upnutí kotveného předmětu do čelistí 20 závisí na požadavcích obráběcích operací, tvaru a hmotnosti kotveného předmětu, stejně jako na existenci a tvaru integrovaných uchopovacích prvků kotveného předmětu.

Průmyslová využitelnost

Zařízení k upevnění a polohování součástí zejména pro jejich následné opracovávání, úpravy a opravy najde široké uplatnění v jednotlivých odvětvích průmyslu zaměřeného na obrábění dřeva, plastů a kovů, následné obráběcí činnosti polotovarů, povrchové úpravy, údržbu a opravy.

Claims (10)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zařízení (1) k upevnění a polohování součástí, zejména pro jejich následné opracovávání, úpravy a opravy, vyznačující se tím, že sestává ze základny (2), z nosného sloupu (3) spojeného se základnou (2), z upevňovací hlavy (4) uspořádané na nosném sloupu (3), kde upevňovací hlava (4) je tvořena půlkruhovým ramenem (5) opatřeným na koncích upínkami (6) a obloukovým segmentem (7), ve kterém je půlkruhové rameno (5) pohyblivě uloženo na valivých segmentech (21), přičemž obloukový segment (7) je spojen s rotačním úchytem (8) uloženým otočně na čepu (9) na nosném sloupu (3).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosný sloup (3) je dvoudílný a sestává ze spodní, fixní části (10) upevněné k základně (2) a horní, výsuvné části (11), uložené teleskopicky ve spodní, fixní části (10) s možností aretace v různých výškových polohách.

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že horní, výsuvná část (11) je opatřena otvory (12) pro zasunutí prvního aretačního kolíku (13) uspořádaného ve spodní, fixní části (10).

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že rotační úchyt (8) je na čepu (9) otočný o 360° s možností aretace v jeho jednotlivých úhlových polohách.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že rotační úchyt (8) je opatřen průchozími otvory (19) pro zasunutí aretačního čepu (18) upevněného na horní, výsuvné části (11) nosného sloupu (3).

6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že půlkruhové rameno (5) je uloženo v obloukovém segmentu (7) s možností jeho aretace v jednotlivých úhlových polohách.

-4CZ 32443 UI

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že půlkruhové rameno (5) je opatřeno průvlačnými otvory (14) pro zasunutí druhého aretačního kolíku (15) upevněného na obloukovém segmentu (7).

5

8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že na obou koncích půlkruhového ramena (5) jsou objímky (17), ve kterých jsou rotačně a posuvně uloženy upínky (6) s čelistmi (20) s možností aretace upínek (6) ve zvolené poloze rotace a výsunu.

9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že objímky (17) jsou opatřeny aretaěními ίο šrouby (16) pro aretaci upínek (6).

10. Zařízení podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že horní, výsuvná část (11) nosného sloupu (3), rotační úchyt (8), půlkruhové rameno (5) a upínky (6) jsou opatřeny mechanickým, elektrickým, hydraulickým nebo pneumatickým pohonem.