DD238347A1 - Vorrichtung zum spannen und positionieren rechteckfoermiger werkstuecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und gleichzeitigem Positionieren ueberwiegend flacher rechteckfoermiger oder rechteckaehnlicher Werkstuecke unterschiedlicher Abmessungen. Diese Vorrichtung ist ein Hilfsmittel fuer die automatische Bearbeitung von Kleinserien dieser Werkstuecke. Durch die Erfindung wird der Aufwand an Ruestzeiten bei der Kleinserien und Einzelteilfertigung derartiger Werkstuecke vermindert. Erfindungsgemaess besteht die Vorrichtung aus einer Doppelschubkastenvorrichtung mit abklappbarem Boden. Auf einem festen Grundrahmen ist ein laengsverschiebbarer Spannrahmen angeordnet, der wiederum einen querverschiebbaren Spannholm traegt. Zwischen dem festen Grundrahmen und dem verschiebbaren Spannrahmen und Spannholm wird das Werkstueck eingespannt und nach einer Ecke positioniert. Anwendungsgebiet ist die Kleinserienbearbeitung unterschiedlicher rechteckaehnlicher Flachteile insbesondere durch Bohren, Senken, Reiben, Kennzeichnen und dergleichen. Fig.2

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und gleichzeitigem Positionieren überwiegend flacher rechteckförmiger oder rechteckähnlicher Werkstücke unterschiedlicher Abmessungen. Die Vorrichtung ist ein Hilfsmittel für die automatische Bearbeitung von Kleinserien dieser Werkstücke insbesondere durch Bohren, Reiben, Senken, Kennzeichnen und dergleichen sowie für Montagearbeiter

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Analysiert man die in der metallbearbeitenden Industrie auftretenden Einzelteile nach Hauptgruppen, dann nehmen nach den rotationssymmetrischen Teilen die rechteckförmigen Werkstücke einen hohen Prozentsatz ein. Innerhalb dieser rechteckförmigen Werkstücke nehmen diese mit flacher Gestalt, wie Platten und Bleche, ejnen hohen Anteil ein. Wegen der einfachen Formgebung überwiegend gerade diese Teile in der Einzel- und Kleinserienfertigung.

In der Großserienfertigung gelangen für derartige Werkstücke spezielle auf die Teileabmessungen zugeschnittene Einzweckvorrichtungen zur Anwendung. Für eine Einzel- und Kleinserienfertigung ist dieser Weg zu aufwendig.

In der Einzel- und Kleinserienfertigung erfolgt das Spannen und Positionieren entweder von Hand oder durch die Anwendung von Baukastenvorrichtungen, oder durch den Einsatz von umrüstbaren Universalbohrvorrichtungen wie u.a. durch DD-WP 65505 und DD-WP 103836 bekannt. Diese Universalbohrvorrichtungen müssen jedoch jeweils auf die genauen Abmessungen des Werkstückes umgerüstet bzw. umgestellt werden. Hierdurch wird die für die Bearbeitung mehrerer Kleinserien benötigte Gesamtzeit durch den Aufwand an Rüstzeiten erheblich belastet.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung wird der Aufwand an Rüstzeiten bei der Kleinserien und Einzelteilfertigung von flachen rechteckförmigen Werkstücken erheblich eingeschränkt. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschinen und Handhabetechnik ist eine Automatisierung der Kleinserien- und Einzelteilfertigung möglich.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatisierungsfähige Spann- und Positioniervorrichtung für ein Sortiment an flachen rechteckförmigen Werkstücken zu schaffen. Diese Vorrichtung soll durch Handhabetechnik beschickbar sein und sich in eine numerisch gesteuerte Kleinstückzahl-Fertigungslinie für derartige Werkstücke eingliedern lassen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Doppelschubkastenvorrichtung mit abklappbarem Boden gelöst. Bei dieser Vorrichtung ist auf einer Grundplatte ein mit dieser fest verbundener Grundrahmen aufgebaut. Dieser Grundrahmen ist zugleich Führungsteil für einen mit dem Grundrahmen gleitend verschiebbar verbundenen Spannrahmen dergestalt, daß beide zusammen ein schubfachähnliches längsverschiebbares Gebilde darstellen. Die eine Stirnwand des Spannrahmens überdeckt dabei die Seitenwände des Grundrahmens. Diese Stirnwand ist als eine den Zwischenraum zwischen den beiden Seitenwänden des Grundrahmens ausfüllende bis zur Grundplatte reichende Schürze mit leicht geneigter Spannfläche ausgebildet. Die andere

immer außerhalb des Grundrahmens liegende Stirnwand des verschiebbaren Spannrahmens ist als einfacher teilweise durchbrochener Quersteg ausgebildet. Der verschiebbare Spannrahmen wiederum ist Träger und Führungsglied für einem in diesem querverschiebbaren Spannholm. Der Spannrahmen und der daran geführte Spannholm bilden zusammen ebenfalls ein schubfachähnliches aber querverschiebbares Gebilde. Auch der Spannholm besitzt eine leicht geneigte Spannfläche. Die Grundplatte ist im Bereich des Grundrahmens als abklappbare Bodenplatte ausgeführt. Diese Bodenplatte besitzt eine leicht auswechselbare Einlegeplatte. Der Abklappmechanismus ist als Kniehebelgetriebe ausgeführt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Nachdem ein Werkstück in die geöffnete Doppelschubkastenvorrichtung eingelegt wurde wird der mit halber Kraft beaufschlagte Spannhom in Spannstellung bewegt. Dabei wird das Werkstück gegen die Längswand des Grundrahmens gedruckt. Jetzt wird der Spannrahmen mit ganzer Kraft in Spannstellung bewegt. Dabei wird das Werkstück gegen die Querwand des Grundrahmens gedruckt. Damit ist das Werkstück in der einen feststehenden Ecke der Doppelschubkastenvorrichtung positioniert und zugleich durch die beiden beweglichen leicht geneigten Spannflächen fest gespannt. Nach Durchführung der Arbeitsoperationen am Werkstück wird die Spannung gelöst und die Bodenplatte nach unten geklappt. Das Werkstück und Bearbeitungsrückstände werden nach unten entfernt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf die Doppelschubkastenvorrichtung in der maximalen Öffnungsstellung Fig.2: eine Draufsicht auf die Doppelschubkastenvorrichtung in der minimalen Schließstellung Fig.3: einen Schnitt A-A (nach Fig. 1) durch die Doppelschubkastenvorrichtung mit Darstellung der abklappbaren Bodenplatte Fig.4: ein Sortiment an rechteckähnlichen Flachteilen, welches durch die Doppelschubkastenvorrichtung ohne Umstellung positioniert und gespannt werden kann

Fig.5: einen Schnitt B-B (nach Fig. 2) durch die Doppelschubkastenvorrichtung Fig. 6: das Spannen eines Werkstückes in der Vorrichtung im vergrößertem Maßstab.

Auf einer Grundplatte 20 ist ein Grundrahmen 5 angeordnet und fest mit dieser verbunden. Der Grundrahmen 5 besteht aus den Seitenwänden 12,13 und den beiden Stirnwänden 9,19. Auf den Seitenwänden 12,13 des Grundrahmens 5 ist ein Spannrahmen 4 längsverschiebbar in Führungen 24 geführt. Die eine Stirnwand 8 des Spannrahmens 4 überdeckt die beiden Seitenwände 12, 13 des Grundrahmensund reicht als Schürze mit leicht geneigter Spannfläche bis zur Einlegeplatte 23. Die andere Stirnwand 18 des Spannrahmens 4 ist eine einfache durchbrochene Querleiste. Auf der Grundplatte 20 sind zur Verschiebung des Spannrahmens 4 zwei Pneumatikzylinder 1 angeordnet, die über die Kolbenstange 3 und die beiden Verbindungslaschen 7 fest mit den beiden Seitenwänden 6,16 des Spannrahmens 4 verbunden sind. Im verschiebbaren Spannrahmen 4 ist der darin querverschiebbare Spannholm 17 angeordnet. Zur Verschiebung des Spannholmes 17 besitzen die Stirnwand 18 des Spannrahmens 4 und die Stirnwand 19 des Grundrahmens 5 bodenseitig je einen gleichhohen Durchbruch 30 (siehe Fig. 5). Die als Schürze ausgebildete Stirnwand 8 besitzt dazu ein Führungsfenster 25 (siehe Fig. 3 und 5). Zur parallelen Führung besitzt der querverschiebbare Spannholm 17 zwei Führungslaschen 11. Diese Führungslaschen 11 sind mit Federohren 10 versehen. Auch an der Stirnwand 8 sind diesem gegenüberliegende Federohren 15 angebracht. Zwischen den Federohren 10 und 15 sind Rückholfedern 14 angeordnet. Zur Verschiebung des Spannholmes 17 ist an der Grundplatte 20 ein Pneumatikzylinder 26 angeflanscht. Dieser Pneumatikzylinder 26 drückt über eine Schubstange 27 mit den Rollen 28 gegen den Spannholm 17. Der Grundrahmen 5 und der Spannrahmen 4 sind im Wirkungsbereich der Schubstange 27 mit entsprechenden Durchbrüchen 29 (siehe Fig.3) versehen. Im Bereich des Grundrahmens 5 ist die Grundplatte 20 als abklappbare Bodenplatte 21 ausgeführt. Dabei ist diese Bodenplatte 21 mit einer leicht auswechselbaren Einlegeplatte 23 ausgestattet.

Die im Scharnier 22 an die Grundplatte 20 angelenkte Bodenplatte 21 wird in der Ruhestellung durch die beiden senkrecht übereinanderstehenden unterschiedlich langen Hebelstangen 31 und 33 gestützt. Diese Hebelstangen 31,33 bilden zusammen ein Kniehebelgetriebe. Im mittleren Gelenkpunkt 32 ist der Pneumatikzylinder 35 mit seiner Schubstange 34 zur Betätigung der Bodenplatte 21 angelenkt.

In Fig. 5 ist das Spannen eines Werkstückes in der Vorrichtung dargestellt. Wird ein Werkstück 37 nach Fig. 4 durch ein Handhabegerät oder manuell in die nach Fig. 1 geöffnete Vorrichtung eingelegt, dann wird zuerst der Pneumatikzylinder 26 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der Spannholm 17 gegen das Werkstück 37 und dieses gegen die Seitenwand 12 des Grundrahmens 5 gedrückt. Jetzt werden die beiden Pneumatikzylinder 1 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der Spannrahmen 4 verschoben (siehe auch Fig. 2). Dabei wird das Werkstück durch den mit doppelter Kraft beaufschlagten Spannrahmen 4 gegen die Stirnwand 19 des Grundrahmens gedrückt. Das so gespannte und nach der aus Seitenwand 12 und Stirnwand 19 gebildeten Ecke 2 positionierte Werkstück kann nun bearbeitet werden. Dam it das Werkstück bei Bohrarbeitsgängen nicht nach oben herausgerissen wird sind die Schürze 36 der Seitenwand 8 und der Spannholm 17 mit geneigten Wandflächen versehen. Nach erfolgter Bearbeitung gehen die Spannzylinder 1 und 26 in ihre Ausgangsstellung (Fig. 1) zurück. Dabei wird der Spannrahmen 4 zurückgeschoben. Der Spannholm 17 wird durch die Kraft der Rückholfeder 14 zurückgezogen. Durch den Pneumatikzylinder 34 wird das Kniehebelgetriebe betätigt und die Bodenplatte 21 aufgeklappt. Das Werkstück 37 rutscht nach unten heraus. Durch ein zusätzliches Ausblasen mit Druckluft können gleichzeitig Bearbeitungsrückstände nach unten entfernt werden. Nachdem die Bodenplatte 21 geschlossen wurde steht die Vorrichtung für den nächsten Arbeitszyklus bereit. Sollte die Einlegeplatte 23 durch die Bearbeitungsvorgänge verschlissen sein, dann kann diese bei aufgeklappter Bodenplatte 21 leicht ausgewechselt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung ist, daß alle Werkstücke nur nach einer rechtwinkligen Ecke 2 positioniert werden. Dadurch ist das Spannen und Positionieren eines breiten Sortiments an rechteckähnlichen Flachteilen nach Fig.4 möglich.

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Das größte zu spannende Werkstück wird durch die Abmessungen des Grundrahmens 5 abzüglich der darin befindlichen Schürze 36, der Stirnwand 8 und des Spannholms 17 bestimmt.

Das kleinste zu spannende Werkstück wird in Querrichtung durch die Abmessungen des Führungsfensters 25 in der Stirnwand 8 und der Durchbrüche 30 in den Stirnwänden 18 und 19 bestimmt.

Durch diese Durchbrüche wird einerseits der Spannung des Spannholms 17 begrenzt, andererseits dient der nicht durchbrochene Teil der Stirnwand 19 des Grundrahmens 5 als Anlagefläche bei der Positionierung von sehr flachen Teilen. In Längsrichtung gibt es praktisch keine Begrenzung nach unten, wenn die beiden Pneumatikzylinder 1 entsprechend günstig angeordnet werden.

Claims (7)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zum Spannen und Positionieren rechteckförmiger Werkstücke, gekennzeichnet dadurch, daß diese die Form eines Doppelschubkastens mit abklappbarer Bodenplatte (21) besitzt bei der auf einer Grundplatte (20) ein mit dieser fest verbundener Grundrahmen (5) Führungsteil für einen darauf gleitend längsverschiebbaren Spannrahmen (4) ist, der mit einer Schürze (36) in den Grundrahmen (5) hineinragt, die gleichzeitig Führungsglied für einen im Spannrahmen (4) querverschiebbaren Spannholm (17) ist.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß die Schürze (36) des Spannrahmens (4) mit einer Neigung über 3° versehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Spannholm (17) ebenfalls mit einer Neigung über 3^C versehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die verschiebbaren Glieder Spannrahmen (4) und Spannholm (17) durch Pneumatikzylinder (1; 26) betätigbar sind.
5. 5. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der im verschiebbaren Spannrahmen (4) geführte Spannholm (17) durch eine mit Rollen (28) versehene ortsfest angeordnete Schubstange (27) gegen die Kraft von Rückholfedern (14) derart verschoben wird, daß dabei an dem mit den verschiebbaren Spannrahmen (4) mitwandernden Spannholm (17) die Rollen (28) abrollen.
6. 6. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die abklappbare Bodenplatte (21) in der Ruhestellung durch ein senkrechtstehendes Kniehebelgetriebe (31; 33) gestützt ist, welches zur Öffnung eine mit einem Pneumatikzylinder (35) verbundene Schubstange (34) besitzt.
7. 7. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die abklappbare Bodenplatte (21) mit einer auswechselbaren Einlegeplatte (23) versehen ist.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen