DD238005A1 - Einrichtung zum Unterstützen von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Einrichtung zum Unterstuetzen von Werkstuecken, deren Ziel es ist, eine oekonomisch arbeitende, schnell umruestbare Einrichtung zu schaffen, die eine sichere Unterstuetzung auch fuer Werkstuecke, die groessere Toleranzen in ihren Abmessungen aufweisen, gewaehrleistet. Dabei sind Kolben und Spannelemente derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass die Klemmung auch bei abgeschaltetem Druck wirksam bleibt und zu deren Loesung ein den zur Klemmung aufgewandten Druck nicht ueberschreitender Loesedruck genuegt sowie die immer von einer Endstellung in die andere fuehrende Bewegung des Kolbens ueber eine relativ grosse Strecke erfolgt. Erfindungsgemaess ist das durch eine Druckfeder belastete Ende des Anlagebolzens in einem Kolben befestigt, der in einem zweiten Kolben gefuehrt und wie dieser in axialer Richtung beweglich angeordnet ist und dessen Ende eine konusfoermige Spannzange darstellt, die mit einer komplementaeren konischen, selbsthemmend ausgebildeten Bohrung des Gehaeuseoberteiles in Wirkverbindung steht, wobei bei geklemmtem Anlagebolzen der Kolben an einer das Gehaeuseoberteil vom Gehaeuseunterteil trennenden Deckplatte anliegt und zwischen dem Bund des Kolbens und dem Boden der im anderen Kolben befindlichen Aussparung ein Abstand vorhanden ist. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Unterstützen von Werkstücken während der Bearbeitung, mit einem innerhalb eines Gehäuses hydraulisch verschiebbaren, federbelasteten Anlagebolzen, der mittels Spannelementen festklemmbar ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Einrichtungen der o.g. Art werden vor allem als zusätzliche Abstützung der Werkstücke bei der Werkstückspannung gegen einwirkende Zerspannungs- und sonstige Bearbeitungskräfte in Werkzeugmaschinen verwendet.

Aus der DD-PS 138 616 ist eine Einrichtung zum Unterstützen labiler Werkstücke bekannt, bei derein hydraulisch verschiebbarer Anlagebolzen als Hülse ausgebildet sowie teilweise geschlitzt ist. In die Bohrung des Anlagebolzens greift eine Kolbenstange ein, auf deren Ende ein konisches Druckstück und eine Gewindebuchse aufgeschraubt sind. Zwischen der Gewindebuchse und einer in einem Gewinde des Anlagebolzens aufgenommenen Einstellschraube ist eine Druckfeder angeordnet. In der Bohrung des Anlagebolzens befindet sich zwischen dessen Wandung und dem konischen Druckstück eine Spannbuchse.

Die Zuführung des Druckmittels erfolgt über zwei Hydraulikkanäle, an die entsprechend der Bewegungsrichtung der Kolbenstange abwechselnd ein Öldruck angelegt wird.

Bei Bewegung der Kolbenstange in Richtung Werkstück wird der Anlagebolzen durch die Federkraft der sich auf der Gewindebuchse abstützenden Druckfeder ebenfalls zum Werkstück hin verschoben, bis er an diesem anliegt. Durch die weitere Verschiebung der Kolbenstange werden die Spannelemente der Spannbuchse durch das konische Druckstück gespreizt und der geschlitzte Teil des Anlagebolzens wird an die Innenwand des Gehäuses gepreßt.

Ist der Arbeitsgang beendet, wird der Öldruck vom ersten Hydraulikkanal weggenommen und an den zweiten angelegt. Die Kolbenstange zieht bei ihrer Bewegung in Richtung der Ausgangstellung das Druckstück von den Spannelementen der Spannbuchse weg.

Diese Einrichtung weist einige Nachteile auf: Es muß ständig ein Druck anliegen. Bedingt durch die Ausführung der wirksam werdenden Kolbenfläche wird zur Lösung der Klemmung ein höherer Druck als zum Festklemmen selbst benötigt.

Außerdem kann der Anlagebolzen nur einen verhältnismäßig kleinen Weg, den reinen Arbeitsweg, zurücklegen.

Das kann bei entsprechenden Toleranzen in den Werkstückabmessungen dazu führen, daß der Anlagebolzen das Werkstück nicht errreicht und damit keine Unterstützung stattfindet.

Die gleiche ungünstige Wirkung kann auftreten, wenn auf Grund einer Verschmutzung oder bei Schwergängigkeit der Anlagebolzen vor Erreichen der Endlage festgeklemmt wird. Ist die Reibung zwischen Anlagebolzen und Bohrungswand groß und zwischen den miteinander in Eingriff zu bringenden Spannelementen klein, so kann das ebenfalls eine fehlende Unterstützung des Werkstückes zur Folge haben. Umgekehrt kann eine zu große Reibung zwischen den Spannelementen dazu führen, daß das Werkstück vom Anlagebolzen ausgehoben wird. Ein weiterer Nachteil besteht in der geringen Flexibilität der Einrichtung und der damit verbundenen ungenügenden Anpassung an unterschiedliche Bearbeitungsbedingungen, z. B. wenn die Einrichtung zeitweise nicht benötigt wird, muß sie von den Hydraulikanschlüssen gelöst und vom Arbeitstisch entfernt werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist, eine Einrichtung zum Unterstützen von Werkstücken zu schaffen, die ökonomisch arbeitet, schnell umrüstbar ist und eine sichere Unterstützung auch für Werkstücke, die größere Toleranzen in ihren Abmessungen aufweisen, gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Ursachen der Mängel der bekannten technischen Lösung liegen im wesentlichen in der Anordnung und konstruktiven Ausführung der Hydraulik- und Spannelemente begründet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung zum Unterstützen von Werkstücken während der Bearbeitung, mit einem innerhalb eines Gehäuses hydraulisch verschiebbaren, federbelasteten Anlagebolzen, der mittels Spannelementen festklemmbar ist, wobei der Kolben und die Spannelemente derart ausgebildet bzw. angeordnet sind, daß die Klemmung auch bei abgeschaltetem Druck wirksam bleibt und zu deren Lösung ein den zur Klemmung aufgewandten Druck nicht überschreitender Lösedruck genügt sowie die immer von einer Endstellung in die andere führende Bewegung des Kolbens über eine relativ große Strecke erfolgt.

Erfindungsgemäß ist das durch eine Druckfeder belastete Ende des Anlagenbolzens in einem Kolben befestigt, der in einem zweiten Kolben geführt und wie dieser in axialer Richtung beweglich angeordnet ist und dessen Ende eine konusförmige Spannzange darstellt, die mit einer komplementären konischen, selbsthemmend ausgebildeten Bohrung des Gehäuseoberteiles in Wirkverbindung steht, wobei bei geklemmtem Anlagebolzen der Kolben an einer das Gehäuseoberteil vom Gehäuseunterteil trennenden Deckplatte anliegt und zwischen dem Bund des Kolbens und dem Boden der im anderen Kolben befindlichen Aussparung ein Abstand vorhanden ist.

Der als Spannzange ausgebildete Teil des Kolbens ist mit dem übrigen Teil des Kolbens in und außer Eingriff bringbar. Dazu weist die Spannzange eine T-förmige Nut auf, die mit einem komplementären T-förmigen Profilstück des Kolbens in Eingriff steht.

Mit dem Kolben steht ein die erfolgte Klemmung registrierender Initiator in Wirkverbindung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die zugehörige Zeichnung zeigt die Einrichtung im geöffneten Zustand in schematischer Schnittdarstellung. Durch die dünnen Linien ist ein Teil der Einrichtung in geklemmtem Zustand angedeutet. Sie besteht aus einem Gehäuseunterteil 1 und einem Gehäuseoberteil 2, die mittels Schrauben 3 über eine sich zwischen beiden befindende Deckplatte4 miteinander verbunden sind.

Das Gehäuseunterteil 1 ist auf einer Grundplatte 5 befestigt und weist eine Bohrung 6 auf, in der ein Kolben 7 und ein zweiter in diesem geführter Kolben 8 in axialer Richtung beweglich angeordnet sind. Der Kolben 8 weist an seinem unteren, der Grundplatte 5 zugewandten und sich innerhalb einer Aussparung 9 des Kolbens 7 bewegenden Ende einen Bund 10 auf. Das obere, dem Werkstück zugewandte Ende des Kolbens 8 ist als konusförmige Spannzange 11 ausgebildet und ist innerhalb einer sich zum Werkstück hin konisch verjüngenden Bohrung 12 mit selbsthemmend wirkenden Schrägen 13 bewegbar. Die Spannzange 11 nimmt einen von einer Druckfeder 14 belasteten Anlagebolzen 15 auf, der teilweise aus ihr herausragt. Des weiteren weist sie eine T-förmige Nut auf, die mit einem komplementären T-förmigen Profilstück 16 des unteren Teils des Kolbens 8 lösbar in Eingriff steht.

In Höhe des T-Profilstückes 16 ist am Gehäuseunterteil 1 ein Initiator 17 angebracht, der der Rückmeldung über die durchgeführte Klemmung dient.

Die Druckmittelzuführung erfolgt über zwei Hydraulikkanäle 18,19.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende:

Nachdem das Werkstück gespannt wurde, wird durch ein hiernicht dargestelltes Hydraulikaggregat Öl durch den Hydraulikkanal 18 in die Bohrung 6 des Gehäuseunterteiles 1 gedrückt. Dadurch bewegen sich sowohl Kolben 7 als auch Kolben 8 und damit auch die Spannzange 11 mit dem Anlagebolzen 15 zum Werkstück hin. Die Bewegung des Kolbens 7 wird durch die Deckplatte 4 begrenzt. Der Kolben 8 wird solange verschoben, bis die Spannzange 11 an den Schrägen 13 der Bohrung 12 anliegt. Die Spannzange 11 schließt sich und klemmt damit den Anlagebolzen 15, der bereits vorher auf das Werkstück aufgetroffen ist und sich durch die Federkraft der Druckfeder 14 an dieses angelegt hat, fest. Die Ausmaße des Kolbens 8 bzw. der Bohrungen 6,12 sind dabei so bemessen, daß in dieser Endstellung ein Abstand a zwischen dem Bund 10 des Kolbens 8 und dem Boden der im Kolben 7 befindlichen Aussparung 9 vorhanden ist.

Da die Schrägen 13 der Bohrung 12 selbsthemmend ausgebildet sind, kann während der Klemmung der Hydraulikdruck abgeschaltet werden.

Soll die Klemmung wieder gelöst werden, wird der Hydraulikkanal 19 mit Öldruck versehen. Der Kolben 7 beginnt seine Bewegung in Richtung Ausgangsstellung. Nach Zurücklegen des Abstandes a schlägt er auf den Bund 10 des Kolbens 8 auf und löst dadurch die Klemmung der Spannzange 11. Bei seiner weiteren Bewegung nimmt der Kolben 7 den Kolben 8 über dessen Bund 10 mit, bis beide auf der Grundplatte 5 aufsitzen. Wird die Einrichtung zum Unterstützen von Werkstücken zeitweise nicht benötigt, werden die Schrauben 3 gelöst und das T-förmige Profilstück 16 mit der T-förmigen Nut der Spannzange 11 außer Eingriff gebracht. Das Gehäuseunterteil 1 bleibt mit der Grundplatte 5 auf dem Arbeitstisch verankert.

Der Initiator 17 registriert anhand der axialen Bewegung des Kolbens 8 die erfolgte Klemmung des Anlagebolzens 15 und erstattet Rückmeldung. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung liegen im wesentlichen in folgendem begründet:

Bei einfacher Bauweise erlaubt die Einrichtung das Arbeiten mit relativ geringen Drücken. Insbesondere der zum Lösen der Klemmung benötigte Lösedruck übersteigt auf Grund der entsprechenden Anordnung von Kolben 7 und Kolben 8 nicht den zur Klemmung aufgewandten Druck. Außerdem ermöglichen die selbsthemmend ausgebildeten Schrägen 13 der Spannzange 11 und der Bohrung 12 eine Abschaltung des Druckes während der Klemmung.

Da der vom Kolben 8 (und damit auch vom Anlagebolzen 15) zurückgelegte Weg relativ groß ist, wird auch bei Werkstücken mit größeren Toleranzen in ihren Abmessungen eine sichere Unterstützung gewährleistet. Zudem erfolgt die Klemmung immer erst bei Erreichen der Endstellung, d. h. wenn der Kolben 7 an der Deckplatte 4 anliegt und der Kolben 8 mit seiner Spannzange 11 mit den Schrägen 13 der Bohrung 12 in Eingriff steht. Dadurch ist auch eine zuverlässige Rückmeldung über den Initiator 17 gewährleistet. Die Einrichtung ermöglicht auch das Einfahren des Anlagebolzens über eine große Strecke, wie es z. B. beim Durchschwenken von Kurbelwellen erforderlich ist.

Durch die mögliche Trennung des Kolbens 8 und des Gehäuses in zwei Teile kann das mit den Hydraulikanschlüssen 18,19 versehene Gehäuseunterteil 1 auch dann auf dem Arbeitstisch verankert bleiben, wenn die Einrichtung zeitweise nicht benötigt wird. Auf Grund ihrer Verkleinerung wirkt sie bei der Bearbeitung nicht störend.

Das Gehäuseoberteil 2 mit der Spannzange 11 und dem Anlagebolzen 15 kann im Bedarfsfall schnell auf den feststehenden Teil der Einrichtung aufgesetzt werden.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Unterstützen von Werkstücken während der Bearbeitung, mit einem innerhalb eines Gehäuses hydraulisch verschiebbaren, federbelasteten Anlagebolzen, der mittels Spannelementen festklemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das durch eine Druckfeder (14) belastete Ende des Anlagebolzens (15) in einem Kolben (8) befestigt ist, der in einem zweiten Kolben (7) geführt und wie dieser in axialer Richtung beweglich angeordnet ist und dessen Ende eine konusförmige Spannzange (11) darstellt, die mit einer komplementären konischen, selbsthemmend ausgebildeten Bohrung (12) des Gehäuseoberteiles (2) in Wirkverbindung steht, wobei bei geklemmtem Anlagebolzen (15) der Kolben (7) an einer das Gehäuseoberteil (2) vom Gehäuseunterteil (1) trennenden Deckplatte (4) anliegt und zwischen dem Bund (10) des Kolbens (8) und dem Boden der im anderen Kolben (7) befindlichen Aussparung (9) ein Abstand (a) vorhanden ist.

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Spannzange (11) ausgebildete Teil des Kolbens (8) mit dessen übrigem Teil in und außer Eingriff bringbar ist.

3. Einrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange {11) eine T-förmige Nut aufweist, die mit einem komplementären T-förmigen Profilstück (16) des Kolbens (8) lösbar in Eingriff steht.

4. Einrichtung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kolben (8) ein die erfolgte Klemmung registrierender Initiator (17) in Wirkverbindung steht.