DE10011754A1 - Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen von flächigen Werkstücken an einer spanenden Bearbeitungsmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (32) zum vibrationsarmen Spannen von flächigen Werkstücken (12), insbesondere Blechen, an einer spanenden Bearbeitungsmaschine (10) offenbart. Die Bearbeitungsmaschine (10) weist einen Maschinenständer (14) mit einer Auflagefläche (16) für das Werkstück (12) auf, welche vorzugsweise im wesentlichen vertikal verläuft. Ferner hat die Bearbeitungsmaschine (10) eine relativ zur Auflagefläche (16) verfahrbare Brücke (18), die mit einem Bearbeitungskopf (20) zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks (12) versehen ist. Erfindungsgemäß ist an der Brücke (18) und/oder einem zusammen mit und vorzugsweise auch relativ zu der Brücke (18) verfahrbaren Werkzeugwechsler (26) für den Bearbeitungskopf (20) mindestens eine Niederhaltereinheit (34) angebracht, die dazu dient, das Werkstück (12) bei seiner Bearbeitung gegen die Auflagefläche (16) zu drücken. Somit wird eine einfach ausgebildete Vorrichtung (32) geschaffen, welche ein unerwünschtes Schwingen des Werkstücks (12) während dessen Bearbeitung an der Bearbeitungsmaschine (10) weitestgehend verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen von flächigen Werkstücken an einer spa­ nenden Bearbeitungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen von Stahl-, Edelstahl- und Leichtmetallblechen, Kunststoffplatten und dergl. an einer Fräs-, Bohr- und/oder Gewindeschneidmaschine.

Derartige Maschinen werden beispielsweise zur spanenden Bear­ beitung von Montageplatten für Schaltschränke verwendet, die den jeweiligen Erfordernissen entsprechend mit Bohrungen, Ge­ windebohrungen und/oder Ausbrüchen zu versehen sind. Die Monta­ geplatte wird hierbei auf die im wesentlichen vertikal verlau­ fende Auflagefläche am Maschinenständer der Bearbeitungsma­ schine aufgelegt, wobei sie mit einer ihrer Seitenkanten an einem Anschlag zur Anlage gelangt und sich mit ihrer Unterkante an einer Auflageleiste ausrichtet. In der Folge wird die Monta­ geplatte mittels am Maschinenständer vorgesehenen Haltern bzw. Spannpratzen an ihrer Ober- und Unterkante gesichert bzw. ge­ spannt, bevor die Bearbeitung mit einem Bohr-, Gewindeschneid- oder Fräswerkzeug erfolgt, welches an dem über eine Brücke bzw. ein Portal relativ zur Auflagefläche verfahrbaren Bearbeitungs­ kopf aufgenommen ist.

Problematisch ist bei dieser Bearbeitung, daß insbesondere grö­ ßere Montageplatten mit vergleichsweise geringen Wandstärken unter dem spanenden Bearbeitungseingriff mit den meist mehr­ schneidigen Werkzeugen zum Schwingen neigen, was einerseits zu qualitativ schlechten Bearbeitungsergebnissen und andererseits zu einem Werkzeugbruch führen kann.

Im Stand der Technik fehlt es nicht an Vorschlägen, wie ein derartiges Schwingen flächiger Werkstücke zu verhindern ist. So offenbart die DE 296 05 228 U1 ein Bearbeitungszentrum für Holzplatten, das einen Maschinenständer mit einer Auflagefläche für die zu bearbeitende Holzplatte sowie ein relativ zur Aufla­ gefläche verfahrbares Portal aufweist, an dem ein Werkzeugag­ gregat mit Werkzeugen zum Fräsen, Bohren und Nutsägen der Holz­ platte angeordnet ist. Um u. a. ein der Qualität der bearbeite­ ten Oberflächen der Holzplatte abträgliches Schwingen zu ver­ meiden, ist bei diesem Holzbearbeitungszentrum der Maschinen­ ständer als Kastenkonstruktion in Wabenbauweise ausgebildet, dessen Auflagefläche für die Holzplatte durch eine aus der Ver­ tikalen nach hinten geneigte, vollflächige Auflageplatte gebil­ det ist, bei der es sich um einen Teil der Kastenkonstruktion selbst handelt. Auf dieser Auflageplatte ist eine Pertinaxauf­ lage angeordnet, auf der die Holzplatte positioniert und mit­ tels Vakuumsaugern fixiert werden kann, welche zwischen der Pertinaxauflage und der Holzplatte angeordnet sind.

Diese Art der Aufspannung hat insofern Nachteile, als die Vaku­ umsauger einen nicht unerheblichen vorrichtungstechnischen Auf­ wand bedingen und bei Plazierung der Vakuumsauger bzw. der Holzplatte an der Auflagefläche sorgfältig darauf geachtet wer­ den muß, daß die Vakuumsauger während der Bearbeitung der Holz­ platte nicht durch das Werkzeug beschädigt werden können.

Ferner sind Spannvorrichtungen für flächige Werkstücke bekannt, bei denen ein zu bearbeitendes, ferromagnetisches Blech mittels Elektromagneten an einer Auflagefläche befestigt (z. B. DT 21 41 694) oder ein zu bearbeitendes, nicht-magnetisches Flachmate­ rial zwischen einer Auflagefläche zugeordneten Magneten und Streifen ferromagnetischen Materials gehalten wird (z. B. DE 31 51 911 C2). Auch bei diesem Stand der Technik wird jedoch ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand betrieben, um das Werkstück vibrationsarm zu spannen, wobei ebenfalls dafür Sorge zu tragen ist, daß die Spannvorrichtung, insbesondere deren Ma­ gneten bei der Bearbeitung des Werkstücks nicht beschädigt wer­ den.

Ausgehend vom gattungsbildenden Stand der Technik gemäß der DE 296 05 228 U1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach ausgebildete Vorrichtung zu schaffen, welche ein uner­ wünschtes Schwingen eines flächigen Werkstücks während der Be­ arbeitung an einer spanenden Bearbeitungsmaschine weitestgehend verhindert.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 2 angege­ benen Merkmale gelöst. Vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiterbil­ dungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 3 bis 14.

Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen von flächigen Werkstücken, insbesondere Blechen, an einer spanenden Bearbeitungsmaschine, die einen Maschinenstän­ der mit einer vorzugsweise im wesentlichen vertikal verlaufen­ den Auflagefläche für das Werkstück sowie eine relativ zur Auf­ lagefläche verfahrbare Brücke mit einem Bearbeitungskopf zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks aufweist, an der Brücke und/oder einem zusammen mit und vorzugsweise auch relativ zu der Brücke verfahrbaren Werkzeugwechsler mindestens eine Nie­ derhaltereinheit angebracht, die dazu dient, das Werkstück bei seiner Bearbeitung gegen die Auflagefläche zu drücken.

Somit wird auf denkbar einfache Weise gewährleistet, daß das flächige Werkstück im Bereich bzw. in der Nähe des Bearbei­ tungseingriffs zwischen dem am Bearbeitungskopf aufgenommenen, spanenden Werkzeug und dem Werkstück an der Auflagefläche ge­ halten wird, so daß das Werkstück dort nicht frei schwingen kann. Bei Versuchen an einer Maschine zur spanenden Bearbeitung von Montageplatten für Schaltschränke hat sich gezeigt, daß in­ folge des Einsatzes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Fräsbearbeitung von Stahlblechen im Ergebnis nicht nur die Standzeiten der Fräsköpfe und die Qualität der Bearbeitungser­ gebnisse am Werkstück erheblich erhöht, sondern auch die Bear­ beitungsgeschwindigkeit, d. h. die Vorschubgeschwindigkeiten der Fräsköpfe gegenüber einer Bearbeitungsmaschine ohne erfindungs­ gemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise um das 4- bis 6-fache gesteigert werden konnten.

Zwar kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch an spanenden Bearbeitungsmaschinen für flächige Werkstücke zum Einsatz ge­ langen, deren Auflagefläche für das Werkstück im wesentlichen horizontal verläuft, wobei der Effekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch durch die am Werkstück wirkende Schwerkraft unterstützt wird. Bevorzugt ist jedoch der Einsatz an spanenden Bearbeitungsmaschinen, deren Auflagefläche für das Werkstück im wesentlichen vertikal verläuft bzw. aus der Vertikalen gering­ fügig nach hinten geneigt ist und die daher einen geringeren Platzbedarf haben, eine optimale Späneentsorgung aufweisen und für eine vereinfachte Werkstückhandhabung sorgen.

Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspre­ chend der Kombination der Lehren der Patentansprüche 1 und 2 hat den Vorteil, daß das flächige Werkstück auch bei einer Be­ arbeitung an einer seiner Seitenkanten, bei der sich die Brücke oder der Werkzeugwechsler der Bearbeitungsmaschine nicht mehr über dem Werkstück befindet, mittels der mindestens einen Nie­ derhaltereinheit am jeweils anderen, sich noch über dem Werk­ stück befindlichen Teil vibrationsarm gehalten werden kann.

Grundsätzlich kann die Niederhaltereinheit zum Andrücken des Werkstücks gegen die Auflagefläche am Maschinenständer mit dem Werkstück in gleitenden Eingriff gebracht werden. Bevorzugt ist aber, wenn die Niederhaltereinheit mit dem Werkstück in rollenden Eingriff bringbar ist, wie ebenfalls im Patentanspruch 3 angegeben, wodurch die Niederhaltereinheit auch während der spanenden Bearbeitung vorteilhaft leicht relativ zum Werkstück bewegt werden kann. Insbesondere können auf diese Weise etwa lackierte Bleche bei der spanenden Bearbeitung vibrationsarm gegen die Auflagefläche gehalten werden, ohne daß dabei die Oberfläche des Blechs Beschädigungen erfährt. Nach dem Patent­ anspruch 8 weist hierbei die Niederhaltereinheit zweckmäßig mindestens eine drehbar gelagerte Rolle auf, deren Außenumfang mit dem Werkstück in Eingriff bringbar ist.

Der Patentanspruch 4 sieht vor, daß die Niederhaltereinheit dazu ausgebildet ist, das Werkstück elastisch gegen die Aufla­ gefläche zu drücken, was u. a. einen einfachen Aufbau der Nie­ derhaltereinheit begünstigt. So kann etwa die oben erwähnte Rolle einen Rollenkörper aufweisen, an dessen Außenumfang ein mit dem Werkstück in Eingriff bringbarer, elastisch verformba­ rer Ringabschnitt, z. B. ein Gummi- oder Luftreifen, vorgesehen ist, wie im Patentanspruch 9 angegeben.

Als Alternative oder in Ergänzung dazu kann die Niederhalter­ einheit gemäß der Lehre des Patentanspruchs 10 eine Andruckein­ richtung aufweisen, mit einem an der Brücke bzw. dem Werkzeug­ wechsler befestigten oder festlegbaren Gehäuse, einem am Gehäu­ se mit einem Ende verschwenkbar gelagerten Andruckarm sowie einem im Gehäuse aufgenommenen Federelement, welches den An­ druckarm in Richtung der Auflagefläche für das Werkstück vor­ spannt und bei dem es sich in einer kostengünstigen Ausgestal­ tung um eine Gummifeder handeln kann, wie im Patentanspruch 11 angegeben. Zwar kann das andere Ende des Andruckarms der An­ druckeinrichtung etwa mit einem Gleitschuh versehen gleitend am Werkstück zur Anlage gelangen, bevorzugt ist hier aber die Aus­ gestaltung nach dem Patentanspruch 12, gemäß der die mit dem Werkstück in Eingriff bringbare Rolle der Niederhaltereinheit am anderen Ende des Andruckarms drehbar gelagert ist. Im übrigen kann als eine solche Andruckeinrichtung beispielsweise ein im Handel gut erhältlicher Kettenspanner zum Einsatz kommen.

Nach der Lehre des Patentanspruchs 5 ist eine Mehrzahl von Nie­ derhaltereinheiten mit einem vorbestimmten vertikalen Abstand zueinander an der Brücke bzw. dem Werkzeugwechsler befestigt. Diese kostengünstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung bietet sich an, wenn auf der Bearbeitungsmaschine nur flächige Werkstücke mit nicht stark variierenden, relativ gro­ ßen Abmessungen spanend bearbeitet werden sollen. Wenn hingegen flächige Werkstücke bearbeitet werden sollen, deren Abmessungen von Werkstück zu Werkstück stark voneinander abweichen können, bietet sich die Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 6 an, ge­ mäß der die Niederhaltereinheit wahlweise längs der Brücke bzw. des Werkzeugwechslers verschiebbar ist. Zweckmäßig ist dazu an der Brücke bzw. dem Werkzeugwechsler eine Profilschiene mit einer hinterschnittenen Nut angebracht, wie im Patentanspruch 7 angegeben, an der die Niederhaltereinheit mittels eines in die Nut eingreifenden Nutensteins festlegbar ist.

Der Patentanspruch 13 sieht schließlich vor, daß die Auflage­ fläche für das Werkstück durch eine Mehrzahl von mit dem Ma­ schinenständer steckverbundenen Auflagebolzen aus vorzugsweise Kunststoff ausgebildet ist, die nach einem vorbestimmten Muster am Maschinenständer verteilt sind. Diese Auflagebolzen sorgen auf einfache Weise für eine zuverlässige Abstützung des zu be­ arbeitenden, mittels der Niederhaltereinheit(en) vibrationsarm gehaltenen Werkstücks gegenüber dem Maschinenständer, schaffen einen Zwischenraum von vorbestimmter Höhe zwischen Maschinen­ ständer und Auflagefläche, in den das Werkzeug bei der Bearbei­ tung des Werkstücks hineinfahren kann, und sind bei einer even­ tuellen Beschädigung durch das Werkzeug leicht und kostengün­ stig auszuwechseln, wobei durch die Verteilung der Auflagebol­ zen am Maschinenständer nach einem vorbestimmten Muster dafür Sorge getragen wird, daß selbst bei einer Beschädigung von einem oder mehreren Auflagebolzen das Werkstück gegenüber dem Maschinenständer noch hinreichend abgestützt ist. Die Auflage­ bolzen können am Maschinenständer vorteilhaft in parallelen Ho­ rizontalreihen angeordnet sein, wie im Patentanspruch 14 ange­ geben, wobei sich der vertikale Abstand der Horizontalreihen mit zunehmender Höhe am Maschinenständer vergrößert. Durch diese Ausgestaltung können auch flächige Werkstücke mit kleine­ ren Abmessungen hinreichend gegenüber dem Maschinenständer ab­ gestützt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungs­ beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder entsprechende Teile bzw. Baugrup­ pen mit identischen Bezugszahlen versehen sind. In der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer spanenden Bearbei­ tungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen eines zu bearbeitenden, flächigen Werkstücks nach einem ersten Ausführungsbei­ spiel, mit einer Mehrzahl von fest plazierten Nieder­ haltereinheiten,

Fig. 2 eine abgebrochene Draufsicht auf die spanende Bearbei­ tungsmaschine nach Fig. 1 in einer vereinfachten Dar­ stellungsweise, welche die Lage der Niederhaltereinhei­ ten der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer den Be­ arbeitungskopf tragenden Brücke und einem mit und rela­ tiv zur Brücke verfahrbaren Werkzeugwechsler für den Bearbeitungskopf veranschaulicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht der spanenden Bearbeitungsmaschine nach Fig. 1 von links in Fig. 2, wobei auf eine Dar­ stellung des Werkzeugwechslers der besseren Übersicht­ lichkeit halber verzichtet wurde,

Fig. 4 eine abgebrochene Seitenansicht der Brücke der spanen­ den Bearbeitungsmaschine mit einer Vorrichtung zum vi­ brationsarmen Spannen des zu bearbeitenden, flächigen Werkstücks nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, de­ ren Niederhaltereinheiten längs der Brücke verstellbar sind,

Fig. 5 eine vergrößerte, prinzipielle Darstellung einer längs­ verstellbaren Niederhaltereinheit mit einer Andruckein­ richtung,

Fig. 6 eine Unteransicht der Niederhaltereinheit gemäß Fig. 5, wobei auf eine Darstellung der Brücke verzichtet wurde,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der Niederhaltereinheit ent­ sprechend der Linie VII-VII in Fig. 5, welche veran­ schaulicht, auf welche Weise die Niederhaltereinheit längsverstellbar an der Brücke gehalten ist,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung der Niederhaltereinheit ent­ sprechend der Linie VIII-VIII in Fig. 5, der Einzelhei­ ten der Rollenlagerung der Niederhaltereinheit zu ent­ nehmen sind, und

Fig. 9 eine Schnittdarstellung der Niederhaltereinheit ent­ sprechend der Linie IX-IX in Fig. 5, welche Einzelhei­ ten der Andruckeinrichtung der Niederhaltereinheit zeigt.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Bearbeitungsmaschine 10 zur spa­ nenden Bearbeitung eines flächigen Werkstücks 12, etwa eines Stahlblechabschnitts, dargestellt, die einen Maschinenständer 14 mit einer geringfügig aus der Vertikalen nach hinten geneig­ ten Auflagefläche 16 für das Werkstück 12 aufweist. Die Bearbeitungsmaschine 10 hat eine relativ zur Auflagefläche 16 in Richtung des Doppelpfeils X in Fig. 2 verfahrbare Brücke 18, an der ein Bearbeitungskopf 20 angeordnet ist. Der Bearbeitungs­ kopf 20 weist eine Werkzeugaufnahme 22 für ein drehend antreib­ bares Werkzeug 24 zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks 12 auf und ist in Richtung des Doppelpfeils Y in den Fig. 2 und 3 entlang der Brücke 18 bewegbar. Darüber hinaus kann die Werk­ zeugaufnahme 22 und damit das Werkzeug 24 am Bearbeitungskopf 20 entsprechend dem Doppelpfeil Z in Fig. 3 in Richtung auf das Werkstück 12 und davon weg bewegt werden. Die Bewegungen des Werkzeugs 24 entlang der Achsen X, Y und Z erfolgen ebenso wie die Drehbewegung des Werkzeugs 24 um dessen Rotationsachse vor­ zugsweise CNC-gesteuert. Parallel zur Brücke 18 ist ein zusam­ men mit der Brücke 18 verfahrbarer Werkzeugwechsler 26 für den Bearbeitungskopf 20 vorgesehen, welcher eine Mehrzahl von Auf­ nahmeabschnitten 28 für verschiedene Werkzeuge 24, beispiels­ weise Bohrer, Gewindebohrer und Fräsköpfe, besitzt und mit Hilfe von zwei in den Fig. 1 und 2 oben und unten angeordneten Pneumatikzylindern 30 zum Werkzeugwechsel in Richtung auf die Brücke 18 und davon weg bewegt werden kann. Wie noch näher er­ läutert werden wird, ist eine Vorrichtung 32 zum vibrationsar­ men Spannen bzw. Halten des Werkstücks 12 gegen die bzw. an der Auflagefläche 16 vorgesehen, die mindestens eine, im darge­ stellten Ausführungsbeispiel insgesamt sechs Niederhalterein­ heiten 34 aufweist, von denen drei an der Brücke 18 und drei an dem Werkzeugwechsler 26 angebracht sind. Die Niederhalterein­ heiten 34 dienen dazu, das Werkstück 12 bei seiner Bearbeitung gegen die Auflagefläche 16 zu drücken, wozu sie mit dem Werk­ stück 12 in gleitenden oder rollenden Eingriff gebracht werden können.

Wie insbesondere den Fig. 2, 3 und 5 zu entnehmen ist, wird die Auflagefläche 16 für das Werkstück 12 durch eine Mehrzahl von mit dem Maschinenständer 14 steckverbundenen Auflagebolzen 36 aus vorzugsweise Kunststoff ausgebildet, die nach einem vorbestimmten Muster am Maschinenständer 14 verteilt sind. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel sind die Auflagebolzen 36 in meh­ reren parallelen Horizontalreihen 38 angeordnet, deren vertika­ ler Abstand sich mit zunehmender Höhe am Maschinenständer 14 in Stufen vergrößert. So weisen gemäß den Fig. 2 und 3 die unteren vier Horizontalreihen 38 den gleichen Vertikalabstand auf, die von unten gesehen fünfte Horizontalreihe 38 hat zur vierten Ho­ rizontalreihe 38 einen größeren Vertikalabstand, mit dem auch die sechste von der fünften Horizontalreihe 38 beabstandet ist, während die siebte von der sechsten Horizontalreihe 38 mit einem noch größeren Vertikalabstand beabstandet ist, welcher schließlich zwischen der achten und der siebten sowie zwischen der neunten und der achten Horizontalreihe 38 konstant bleibt. Weiterhin sind die Auflagebolzen 36 benachbarter Horizontalrei­ hen 38 im dargestellten Ausführungsbeispiel in parallelen Ver­ tikalreihen 40 angeordnet, deren Horizontalabstand sich über die Breite der Auflagefläche 16 nicht ändert. Ebenso sind den jeweiligen Erfordernissen entsprechend aber auch andere Vertei­ lungsmuster für die Auflagebolzen 36 denkbar, so etwa ein Ver­ teilungsmuster, bei dem die Verteilungsdichte der Auflagebolzen 36 nicht nur von oben nach unten sondern auch von rechts nach links zunimmt. Wesentlich für die Ausbildung des Verteilungsmu­ sters der Auflagebolzen 36 ist die Größe der auf der Bearbei­ tungsmaschine 10 zu bearbeitenden Werkstücke 12, wobei insbe­ sondere dafür Sorge zu tragen ist, daß auch das kleinste auf der Bearbeitungsmaschine 10 zu bearbeitende Werkstück 12 noch hinreichend gegenüber dem Maschinenständer 14 abgestützt ist.

Gemäß Fig. 5 hat jeder Auflagebolzen 36 zwei Zylinderabschnitte 42 und 44. Der im Durchmesser kleinere Zylinderabschnitt 42 des jeweiligen Auflagebolzens 36 ist in eine zugeordnete Durch­ gangsbohrung 46 im Maschinenständer 14 eingesteckt. Der im Durchmesser größere Zylinderabschnitt 44 des jeweiligen Aufla­ gebolzens 36 liegt mit einer Ringfläche am Maschinenständer 14 an, bildet auf seiner vom Maschinenständer 14 abgewandten Seite eine kreisrunde Teilfläche 48 der Auflagefläche 16 aus und schafft zwischen dem Werkstück 12 und dem Maschinenständer 14 einen Zwischenraum von vorbestimmter Höhe, in den während der Bearbeitung des Werkstücks 12 das Werkzeug 24 eintauchen kann, ohne daß dabei das Werkzeug 24 mit dem Maschinenständer 14 in Kontakt kommt. Wird bei der Bearbeitung des Werkstücks 12 ein Auflagebolzen 36 durch das Werkzeug 24 beschädigt, etwa wenn eine rechteckige Aussparung am Werkstück 12 gefräst wird und einer der Auflagebolzen 36 im Bereich einer Seitenkante der Aussparung angeordnet ist, sind jedenfalls noch genügend wei­ tere Auflagebolzen 36 vorhanden, um das Werkstück 12 ausrei­ chend abzustützen. Es ist ersichtlich, daß ein beschädigter Auflagebolzen 36 leicht durch Herausziehen aus der jeweiligen Durchgangsbohrung 46 im Maschinenständer 14 und Einstecken eines neuen Auflagebolzens 36 in die Durchgangsbohrung 46 er­ setzt werden kann.

In den Fig. 1 bis 3 ist bezüglich der Bearbeitungsmaschine 10 weiterhin zu erkennen, daß die Brücke 18 und der Werkzeugwechs­ ler 26 mittels Laufwagen 50 verschiebbar an einer Tragschiene 52 angehängt sind, die am in den Figuren oberen Ende des Ma­ schinenständers 14 angebracht ist. Unterhalb der Tragschiene 52 ist eine Zahnstange 54 am Maschinenständer 14 befestigt, mit der ein Ritzel eines an der Brücke 18 vorgesehenen Getriebemo­ tors (nicht dargestellt) in Zahneingriff steht, so daß die Brücke 18 und der mit der Brücke 18 über die Pneumatikzylinder 30 verbundene Werkzeugwechsler 26 relativ zur Auflagefläche 16 bewegt werden können. Um unteren Ende der Brücke 18 (und am un­ teren Ende des Werkzeugwechslers 26) sind gemäß Fig. 3 Füh­ rungsrollen 56 vorgesehen, die mit einer Abdeckung 58 geschützt an einer am Maschinenständer 14 angebrachten unteren Führungs­ schiene 60 laufen und verhindern, daß die Brücke 18 bzw. der Werkzeugwechsler 26 vom Maschinenständer 14 abhebt oder verkan­ tet. Weiterhin ist am Maschinenständer 14 eine Auflageleiste 62 für das Werkstück 12 befestigt, an deren in Fig. 2 linkem Ende ein Anschlag 64 für das Werkstück 12 vorgesehen ist, der für die CNC-Steuerung die Nullage des Werkstücks 12 definiert. Schließlich sind zum Spannen bzw. Halten des Werkstücks 12 an der Auflagefläche 16 unterhalb der Auflageleiste 62 Spannprat­ zen 66 angeordnet (Fig. 3), die mit Hilfe von Dreh-Kippzylin­ dern (nicht dargestellt) mit dem Werkstück 12 in Eingriff ge­ bracht werden können, während das Werkstück 12 an seinem in den Fig. 2 und 3 oberen Ende mittels mindestens eines Halters 68 gehalten werden kann, der längs einer am Maschinenständer 14 befestigten Schiene 70 in der Höhe verstellbar ist.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungs­ beispiel der Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen 32 des Werkstücks 12 sind die jeweils drei Niederhaltereinheiten 34 mit einem vorbestimmten vertikalen Abstand zueinander an der Brücke 18 bzw. dem Werkzeugwechsler 26 befestigt. Jede Nieder­ haltereinheit 34 weist dabei eine Rolle 72 auf, die zwischen an der Brücke 18 bzw. dem Werkzeugwechsler 26 angebrachten Lager­ winkeln 74 unter Zuhilfenahme von Kugellagern (hier nicht dar­ gestellt) an einer Achse drehbar gelagert ist. Die Rolle 72 hat, wie in Fig. 3 angedeutet ist, einen Rollenkörper 76 aus vorzugsweise Kunststoff, an dessen Außenumfang ein elastisch verformbarer Ringabschnitt 78 vorgesehen ist. Bei dem Ringab­ schnitt 78 kann es sich um einen vorzugsweise auf den Rollen­ körper 76 aufvulkanisierten Elastik-Vollgummi-Reifen oder einen Luftreifen handeln, der während der spanenden Bearbeitung des Werkstücks 12 mit seinem Außenumfang rollend an dem Werkstück 12 anliegt, um das Werkstück 12 elastisch gegen die Auflageflä­ che 16 zu drücken. Etwaige Dickenunterschiede bei den zu bear­ beitenden Werkstücken 12 führen hier zu einer unterschiedlichen Kompression der Ringabschnitte 78 der Rollen 72. Zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang schließlich noch, daß die Rota­ tionsachsen der Rollen 72 parallel zur Längserstreckungsrich­ tung der Brücke 18 bzw. des Werkzeugwechslers 26 verlaufen, so daß die Rollen 72 bei einem Verfahren der Brücke 18 bzw. des Werkzeugwechslers 26 in Richtung des Doppelpfeils X auf dem Werkstück 12 abrollen können.

Bei dem in den Fig. 4 bis 9 dargestellten zweiten Ausführungs­ beispiel der Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen 32 des Werkstücks 12 ist die jeweilige Niederhaltereinheit 34 wahl­ weise längs der Brücke 18 (bzw. des Werkzeugwechslers 26) ver­ schieb- bzw. verstellbar. Hierzu ist an der Brücke 18 (bzw. an dem Werkzeugwechsler 26) eine sich längs der Brücke 18 (bzw. des Werkzeugwechslers 26) erstreckende Profilschiene 80 z. B. mittels Schrauben befestigt, die, wie die Fig. 7 zeigt, eine hinterschnittene, im Querschnitt T-förmige Nut 82 aufweist. Zur Festlegung der jeweiligen Niederhaltereinheit 34 an der Profil­ schiene 80 ist jeweils ein in die Nut 82 eingreifender Nuten­ stein 84 mit einer Gewindebohrung vorgesehen, in die ein Gewin­ debolzen 86 mit einem Ende eingeschraubt ist. Der Gewindebolzen 86 durchgreift einen Schenkel eines Befestigungswinkels 88 der Niederhaltereinheit 34 und ist an seinem anderen, über den Be­ festigungswinkel 88 vorstehenden Ende mit einem Hebelgriff 90 auf an sich bekannte Weise wirkverbunden. Zwischen dem Befesti­ gungswinkel 88 und dem Hebelgriff 90 ist eine Ringscheibe 92 eingefügt.

Es ist ersichtlich, daß der Nutenstein 84 durch Eindrehen des Gewindebolzens 86 mittels des Hebelgriffs 90 gegen die Profil­ schiene 80 gezogen wird, während der Hebelgriff 90 über die Ringscheibe 92 den Befestigungswinkel 88 gegen die Profil­ schiene 80 drückt, so daß die Niederhaltereinheit 34 im Ergeb­ nis kraftschlüssig an der Profilschiene 80 festgelegt ist. Da­ durch, daß der Befestigungswinkel 88 mit seiner in den Fig. 5 und 7 oberen Kante an der Brücke 18 (bzw. an dem Werkzeugwechs­ ler 26) anliegt, wird auf formschlüssige Weise verhindert, daß sich der Befestigungswinkel 88 und damit die Niederhalterein­ heit 34 relativ zur Profilschiene 80 verdrehen kann.

Die Rolle 72 der Niederhaltereinheit 34 kann, wie in Fig. 4 links und in der Mitte angedeutet ist, starr an dem Befesti­ gungswinkel 88 angelenkt sein. An dem Befestigungswinkel 88 kann aber auch eine Andruckeinrichtung 94 angebracht sein, wel­ che die Rolle 72 der Niederhaltereinheit 34 trägt. In den Fig. 5 und 6 ist eine solche Andruckeinrichtung 94 gezeigt, die in Fig. 9 geschnitten dargestellt ist.

Die Andruckeinrichtung 94 hat ein mit dem Befestigungswinkel 88 verschraubtes Gehäuse 96, welches über den Befestigungswinkel 88 an der Brücke 18 (bzw. an dem Werkzeugwechsler 26) unmittel­ bar befestigt oder unter Zuhilfenahme der Profilschiene 80 und dem oben beschriebenen Feststellmechanismus längenverstellbar festgelegt ist. Ferner weist die Andruckeinrichtung 94 einen Andruckarm 98 auf, der an einem Ende mit einem Schaft 100 ver­ sehen ist, welcher sich durch eine Distanzscheibe 101 hindurch in das Gehäuse 96 hinein erstreckt und der verschwenkbaren La­ gerung des Andruckarm 98 im Gehäuse 96 dient. Im Gehäuse 96 der Andruckeinrichtung 94 ist weiterhin ein Federelement 102 - im dargestellten Ausführungsbeispiel eine auf den Schaft 100 auf­ vulkanisierte Gummifeder - aufgenommen, das den Andruckarm 98 im an der Brücke 18 (bzw. an dem Werkzeugwechsler 26) montier­ ten Zustand der Niederhaltereinheit 34 in Richtung der Auflage­ fläche 16 vorspannt. Am anderen Ende des Andruckarms 98 ist, wie schließlich Fig. 8 zeigt, eine Achse 104 in Form eines Ge­ windebolzens befestigt, an der die Rolle 72 mit ihrem Rollen­ körper 76 über zwei Kugellager 106 drehbar gelagert ist.

Obgleich bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen 32 des Werkstücks 12 die Niederhaltereinheiten 34 mit Rollen 72 versehen sind, kann die Niederhaltereinheit 34 auch gleitend an dem Werkstück 12 zur Anlage gelangen. Dies ist schließlich in Fig. 4 rechts dar­ gestellt. Hier weist die Niederhaltereinheit 34 eine Andruck­ einrichtung 94 auf, deren federvorgespannter Andruckarm 98 - ggf. mit einem Gleitschuh (nicht dargestellt) versehen - glei­ tend gegen das Werkstück 12 drückt, um dieses vibrationsarm ge­ gen die hier nicht dargestellten Auflagebolzen 36 zu halten.

Es wird eine Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen von flä­ chigen Werkstücken, insbesondere Blechen, an einer spanenden Bearbeitungsmaschine offenbart. Die Bearbeitungsmaschine weist einen Maschinenständer mit einer Auflagefläche für das Werk­ stück auf, welche vorzugsweise im wesentlichen vertikal ver­ läuft. Ferner hat die Bearbeitungsmaschine eine relativ zur Auflagefläche verfahrbare Brücke, die mit einem Bearbeitungs­ kopf zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks versehen ist. Er­ findungsgemäß ist an der Brücke und/oder einem zusammen mit und vorzugsweise auch relativ zu der Brücke verfahrbaren Werkzeug­ wechsler für den Bearbeitungskopf mindestens eine Niederhal­ tereinheit angebracht, die dazu dient, das Werkstück bei seiner Bearbeitung gegen die Auflagefläche zu drücken. Somit wird eine einfach ausgebildete Vorrichtung geschaffen, welche ein uner­ wünschtes Schwingen des Werkstücks während dessen Bearbeitung an der Bearbeitungsmaschine weitestgehend verhindert.

Bezugszeichenliste

10

Bearbeitungsmaschine

12

Werkstück

14

Maschinenständer

16

Auflagefläche

18

Brücke

20

Bearbeitungskopf

22

Werkzeugaufnahme

24

Werkzeug

26

Werkzeugwechsler

28

Aufnahmeabschnitt

30

Pneumatikzylinder

32

Vorrichtung zum vibrationsarmen Spannen

34

Niederhaltereinheit

36

Auflagebolzen

38

Horizontalreihe

40

Vertikalreihe

42

Zylinderabschnitt

44

Zylinderabschnitt

46

Durchgangsbohrung

48

Teilfläche

50

Laufwagen

52

Tragschiene

54

Zahnstange

56

Führungsrolle

58

Abdeckung

60

Führungsschiene

62

Auflageleiste

64

Anschlag

66

Spannpratze

68

Halter

70

Schiene

72

Rolle

74

Lagerwinkel

76

Rollenkörper

78

Ringabschnitt

80

Profilschiene

82

Nut

84

Nutenstein

86

Gewindebolzen

88

Befestigungswinkel

90

Hebelgriff

92

Ringscheibe

94

Andruckeinrichtung

96

Gehäuse

98

Andruckarm

100

Schaft

101

Distanzscheibe

102

Federelement

104

Achse

106

Kugellager
X, Y, Z Vorschubachsen

Claims (14)

1. Vorrichtung (32) zum vibrationsarmen Spannen von flächigen Werkstücken (12), insbesondere Blechen, an einer spanenden Be­ arbeitungsmaschine (10), die einen Maschinenständer (14) mit einer vorzugsweise im wesentlichen vertikal verlaufenden Aufla­ gefläche (16) für das Werkstück (12) sowie eine relativ zur Auflagefläche (16) verfahrbare Brücke (18) mit einem Bearbei­ tungskopf (20) zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Brücke (18) minde­ stens eine Niederhaltereinheit (34) angebracht ist, die dazu dient, das Werkstück (12) bei seiner Bearbeitung gegen die Auf­ lagefläche (16) zu drücken.

2. Vorrichtung (32) insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bearbeitungsmaschine (10) einen zusammen mit und vorzugsweise auch relativ zu der Brücke (18) verfahrba­ ren Werkzeugwechsler (26) für den Bearbeitungskopf (20) auf­ weist, wobei an dem Werkzeugwechsler (26) mindestens eine Nie­ derhaltereinheit (34) angebracht ist, die dazu dient, das Werk­ stück (12) bei seiner Bearbeitung gegen die Auflagefläche (16) zu drücken.

3. Vorrichtung (32) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Niederhaltereinheit (34) mit dem Werkstück (12) in gleitenden oder rollenden Eingriff bringbar ist.

4. Vorrichtung (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhaltereinheit (34) ausge­ bildet ist, das Werkstück (12) elastisch gegen die Auflageflä­ che (16) zu drücken.

5. Vorrichtung (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Niederhalterein­ heiten (34) mit einem vorbestimmten vertikalen Abstand zueinander an der Brücke (18) bzw. dem Werkzeugwechsler (26) befestigt ist.

6. Vorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhaltereinheit (34) wahlweise längs der Brücke (18) bzw. des Werkzeugwechslers (26) ver­ schiebbar ist.

7. Vorrichtung (32) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Brücke (18) bzw. dem Werkzeugwechsler (26) eine Pro­ filschiene (80) mit einer hinterschnittenen Nut (82) angebracht ist, an der die Niederhaltereinheit (34) mittels eines in die Nut (82) eingreifenden Nutensteins (84) festlegbar ist.

8. Vorrichtung (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhaltereinheit (34) minde­ stens eine drehbar gelagerte Rolle (72) aufweist, deren Außen­ umfang mit dem Werkstück (12) in Eingriff bringbar ist.

9. Vorrichtung (32) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (72) einen Rollenkörper (76) hat, an dessen Au­ ßenumfang ein mit dem Werkstück (12) in Eingriff bringbarer, elastisch verformbarer Ringabschnitt (78) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhaltereinheit (34) eine Andruckeinrichtung (94) aufweist, mit einem an der Brücke (18) bzw. dem Werkzeugwechsler (26) befestigten oder festlegbaren Gehäuse (96), einem am Gehäuse (96) mit einem Ende verschwenk­ bar gelagerten Andruckarm (98) sowie einem im Gehäuse (96) auf­ genommenen Federelement (102), welches den Andruckarm (98) in Richtung der Auflagefläche (16) vorspannt.

11. Vorrichtung (32) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Federelement (102) um eine Gummifeder han­ delt.

12. Vorrichtung (32) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rolle (72) der Niederhaltereinheit (34) am anderen Ende des Andruckarms (98) drehbar gelagert ist.

13. Vorrichtung (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (16) für das Werkstück (12) durch eine Mehrzahl von mit dem Maschinenständer (14) steckverbundenen Auflagebolzen (36) aus vorzugsweise Kunststoff ausgebildet ist, die nach einem vorbestimmten Muster am Maschinenständer (14) verteilt sind.

14. Vorrichtung (32) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagebolzen (36) am Maschinenständer (14) in paralle­ len Horizontalreihen (38) angeordnet sind, wobei sich der ver­ tikale Abstand der Horizontalreihen (38) mit zunehmender Höhe am Maschinenständer (14) vergrößert.