DE102007013920A1

DE102007013920A1 - Automatisch sich an die Werkstückkontur anpassende Magnetspanneinrichtung

Info

Publication number: DE102007013920A1
Application number: DE200710013920
Authority: DE
Inventors: Heinz Adams
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-11-20

Abstract

Es wird eine selbstpositionierbare und Höhen ausgleichende Werkstück-Magnetspannung beschrieben, welche ausgeführt sind mit einer Spannmagnetplatte, auf die mit ca. 6 bis 10 mm zusammendrückbaren Magnet-Polverlängerungen montiert sind und die in der Höhe automatisch bis zu einer festgelegten bzw. definierten Annäherung zum Werkstück heranfährt und sich der Werkstück-Kontur automatisch anpasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine selbst positionierbare und Höhen ausgleichende und der Werkstück-Kontur anpassende Werkstückmagnetspannungseinrichtung.
Sehr lange bzw. große Werkstücke haben nach der Herstellung größere und fertigungsbedingte Formabweichungen.
Beim Bearbeiten von Werkstücken sei es nun durch Bohren, Fräsen oder sonstige Bearbeitungsmethoden ist es von Wichtigkeit, dass das Werkstück fest eingespannt ist, so dass die Bearbeitung mit ausreichender Präzision durchgeführt wird und es nicht durch Bewegungen des Werkstücks in die Höhe oder zur Seite zu einer ungenauen Bearbeitung kommt.
Bei herkömmlichen manuellen oder hydraulischen Spannen mit Spannpratzen oder dergleichen werden sehr oft die Werkstücke verdreht, verbogen, verspannt, also bereits verformt. Nach dem Öffnen der Spannung verformt sich das Werkstück in seine ursprüngliche Form zurück, und es entstehen somit Ungenauigkeiten an den bearbeiteten Werkstücken. Außerdem ist es aufgrund der Spannlaschen oder Spannpratzen nicht möglich eine durchgängige Bearbeitung des gesamten Werkstücks über die erforderliche Länge durchzuführen.
Es gibt Magnetspannsysteme, die kleine Werkstücke, die auf der Auflagefläche schon bearbeitet sind, gut spannen. Das vorherige Bearbeiten der Auflagefläche von Werkstücken nimmt aber viel Zeit in Anspruch und ist somit sehr teuer. Es gibt weiterhin Magnetspanneinrichtungen, die unbearbeitete kleinere Werkstücke mit geringen Unebenheiten 6 bis 10 mm auf der Auflagefläche spannen können. Diese Magnete können Unebenheiten in der Höhe von ca. 6 mm bis 10 mm ausgleichen. Die Magnete sind mit Magnetpol-Verlängerungen ausgestattet. Die Magnetpol-Verlängerungen können 6 bis 10 mm über eine Schräge nach unten zusammen gedrückt werden. Das Oberteil der Magnetpol-Verlängerung wird mittels Federkraft nach oben gegen einen Anschlag im Unterteil der Magnetpol-Verlängerung gedrückt. Der Federweg beträgt hier jeweils die 6 mm bis 10 mm.
Beim Auflegen des Werkstücks auf dafür vorgesehene feste und fixe Magnetpol-Verlängerungen, passen sich die um 6 mm bis 10 mm längeren und zusammendrückbaren Magnetpol-Verlängerungen der Werkstückauflagefläche an.
Nach dem Einschalten der Magnete wird das Werkstück sofort gespannt.
Die Werkstücke werden durch die Magnetspannung nicht verformt.
Je höher die Formabweichung der Werkstückspannung ist, um so geringer ist die Magnethaltekraft. Je länger die Magnetpol-Verlängerungen werden, um so geringer wird die Magnethaltekraft. Deshalb ist es auch sinnvoll, die Magnetpol-Verlängerungen auch nicht mehr als 6 mm zusammen drücken zu lassen.
Die bisher bekannten Magnetspanneinrichtungen für größere Werkstücke sind in mancher Hinsicht jedoch nicht zufrieden stellend, so dass noch ein Bedarf an verbesserten Magnetspanneinrichtungen besteht. So sind die bisher bekannten Magnetspanneinrichtungen nicht in der Lage, sehr große Höhenunterschiede der Werkstückauflagefläche auszugleichen.
Große und lange Werkstücke mit Formabweichungen von mehr als 6 mm bis 10 mm können mit den herkömmlichen Magnetspanneinrichtungen nicht, oder nur mit sehr geringen Haltekräften gespannt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Magnetspanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, die sich automatisch an die Werkstückkontur anpasst bzw. sich an die Auflagefläche von größeren Werkstücken anpasst.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Gesamt-Magnetspanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, die zum Ersten eine Magnetplatte umfasst, z. B. mit einer Größe von zum Beispiel 200 mm Länge mal 200 mm Breite, auf der z. B. ca. 9 Magnetpol-Verlängerungen platziert sind, die sich bis zu 6 mm zusammendrücken lassen und sich somit der Auflagefläche des Werkstücks bzw. der Werkstück-Kontur im Bereich der Magnetplatte anpassen, zum Zweiten in der Lage ist, Unebenheiten über die gesamte Größe bzw. Länge des Werkstücks von mehr als 6 mm, mit der automatisch verfahrbaren Magnetspannungs-Hebeeinrichtung, auf der die Magnetplatten mit den dazugehörigen Magnetpol-Verlängerungen befestigt sind, auszugleichen.
Die zusammendrückbaren Magnetpol-Verlängerungen passen sich der Werkstück-Kontur bis ca. 6 mm Unebenheiten an und die verfahrbare Magnetspannungs-Hebeeinrichtung passt sich den Werkstück-Unebenheiten größer 6 mm an.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Magnetspanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Verschieben des Werkstücks weder in der Horizontalen noch in der Vertikalen statt findet und mit der somit eine sehr genaue Bearbeitung des Werkstücks möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Magnetspanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein sehr schnelles und einfaches Spannen von mittelgroßen bis großen Werkstücken ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Magnetspanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem sich das Werkstück nach der Bearbeitung und dem Lösen der Spannung sich nicht wieder verformt.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Magnetspanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der große und sehr lange Werkstücke, auch wenn sie sehr hohe Werkstückunebenheiten bzw. Werkstückabsätze in der Höhe aufweisen, auf einer Gesamtlänge des Werkstücks bis zu 200 Millimeter und mehr in der Höhe ausgleichen kann. Dies gilt sowohl für vertikale als auch für horizontale Spannung.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine automatisch sich an die Werkstückkontur anpassende und automatisch verfahrbare Magnetspannungseinrichtung (1), welche umfasst eine Grundplatte (2), mindestens einen Magnethebeeinrichtungszylinder (4), einen Hydraulikzylinder (7), einen Hydraulikzylinderkolben (6), Hydraulikleitungen (8), einen Magnethebereinrichtungskolben (5), einen Verdrehsicherungsbolzen (9), einen Magnetplattenträger (3), einen Falkenbalg (10), eine Magnetplatte (14), verschiebbare bzw. zusammendrückbare Magnetpol-Verlängerungen (13), Kontaktschalter (12), zwei Werkstück-Vorfixierauflagen (11).
Das Bearbeiten bzw. das Spannen des Werkstücks wird wie folgt durchgeführt:
Das zu bearbeitende Werkstück wird auf die Werkstück-Vorfixierauflage (11) abgelegt. Die Werkstück-Vorfixierauflagen (11) können beliebig zwischen den automatisch verfahrbaren Magnetspannungs-Hebeeinrichtungen (1) platziert werden. Es sind mindestens 2 Werkstück-Vorfixierauflagen (11) im Einsatz.
Anschließend wird über die Hydraulikleitung (8) und Hydraulikzylinder (7) der Hydraulikzylinderkolben (6) nach oben gedrückt. Der Hydraulikzylinderkolben (6) treibt den Magnethebeeinrichtungskolben (5) an, der in der Magnet-Hebeeinrichtungs-Zylinder (4) geführt wird.
Der Magnet-Hebeeinrichtungs-Kolben (5) ist gegen ein Verdrehen durch den Verdreh-Sicherungsbolzen (9) gesichert, der im Magnet-HebeeinrichtungsZylinder (4) befestigt ist. Auf dem Magnet-Hebeeinrichtungs-Kolben (5) ist der Magnetplattenträger (3) befestigt. Auf dem Magnetplattenträger (3) ist die Magnetplatte (14) befestigt.
Auf der Magnetplatte (14) sind die nach unten, bis zu 6 mm, zusammendrückbare Magnetpolverlängerungen (13) befestigt. An der Magnetplatte (14) ist ein Kontaktschalter, Lasertaster (12) oder dergleichen befestigt.
Beim Vorfahren oder Hochfahren der Magnetplatte (14), an welcher der Kontaktschalter (12) befestigt ist, löst der Kontaktschalter (12) beim Berühren des Werkstücks (15) einen Impuls aus, der den Hydraulikzylinderkolben (6) sofort beim vorfahren oder hochfahren stoppt. Die Magnet-Pol-Verlängerungen (13) sind beim Auslösen des Impulses des Kontaktschalters (12) auf ein festgelegtes Maß zusammengedrückt, zum Beispiel 3 mm. Nach einer vorgegebenen Zeit wird die Magnetplatte (14) automatisch eingeschaltet und überträgt die Magnetspannkraft auf die Magnet-Pol-Verlängerungen (13), die sich wiederum automatisch der Kontur des Werkstücks (15) angepasst haben und somit das Werkstück (15) mit hohen Magnethaltekräften festhalten. Zwischen dem Magnet-Hebeeinrichtungs-Zylinder (4) und dem Magnetplatten-Träger (3) ist ein Faltenbalg (10) befestigt der das Eindringen von Schmutz verhindert. Je nach Werkstücklänge, können beliebig viele bzw. je nach Anforderung, automatische Magnetspannungs-Hebeeinrichtungen (1) platziert werden.
Die Magnetspannung ist im Übrigen vertikal, horizontal oder auch in einem Winkel einstellbar.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert.
1
Stellt schematisch eine automatisch positionierbare Magnet-Spanneinrichtung (1) dar. Auf der Grundplatte (2) ist der Magnet-Hebeeinrichtungs-Zylinder (4) befestigt. Auf der Grundplatte (2) ist auch der Hydraulikzylinder (7) befestigt. In dem Hydraulikzylinder (7) verfährt der Hydraulikzylinderkolben (6). An dem Hydraulikzylinder (9) sind die Hydraulikleitungen (8) befestigt über welches das Hydrauliköl zugeführt wird. Der Hydraulikzylinderkolben (6) ist mit dem Magnet-Hebeeinrichtungs-Kolben (5) fest verschraubt. Auf dem Magnet-Hebeeinrichtungs-Kolben (5) ist der Magnetplatten-Träger (3) fest verbunden. Auf dem Magnetplatten-Träger (3) ist die Magnetplatte (14) befestigt. Auf der Magnetplatte (14) sind die Verschiebbaren Magnetpolverlängerung (13) und der Kontaktschalter bzw. Näherungsschalter (12) befestigt. Der Kontaktschalter (12) und die zusammenschiebbaren Magnet-Polverlängerungen (13) berühren das Werkstück (15).
Auf der Grundplatte (2) der Magnethebeeinrichtung (1) ist der Magnet-Hebeeinrichtungs-Zylinder (4) befestigt. Im Magnet-Hebeeinrichtungs-Zylinder (4) ist der Verdreh-Sicherungsbolzen (9) befestigt. Der Verdreh-Sicherungsbolzen (9) verhindert das Verdrehen des Magnet-Hebeeinrichtungs-Kolben (5). Zwischen dem Magnet-Hebeeinrichtungs-Zylinder (4) und dem Magnetplatten-Träger (3) ist ein Faltenbalg (10) befestigt. Auf den Magnet-Polverlängerungen (13) und dem Werkstück Vorfixierauflage (11) liegt das Werkstück.

1: Automatische verfahrbare Magnetspannungs-Hebeeinrichtung
2: Grundplatte Magnethebeeinrichtung
3: Magnetplatten-Träger
4: Magnet-Hebeeinrichtungs-Zylinder
5: Magnet-Hebeeinrichtungs-Kolben
6: Hydraulikzylinder-Kolben
7: Hydraulikzylinder
8: Hydraulikleitung
9: Verdreh-Sicherungsbolzen
10: Faltenbalg gegen Verschmutzung
11: Werkstück Vorfixierauflage
12: Kontaktschalter, Näherungsschalter, Lasertaster, Optiktaster
13: Verschiebbare Magnetpolverlängerung
14: Magnetplatte
15: Werkstück, Profil
16: Ausgleichsweg Magnetpolverlängerung
17: Verfahrweg von Magnet-Hebeeinrichtungs-Kolben
18: Werkstück-Versatz

Claims

Automatisch sich an die Werkstückkontur anpassende und automatisch verfahrbare Magnetspannungseinrichtung (1), welche umfasst eine Grundplatte (2) mindestens einen Magnethebeeinrichtungszylinder (4), einen Hydraulikzylinder (7), einen Hydraulikzylinderkolben (6), Hydraulikleitungen (8), einen Magnethebereinrichtungskolben (5), einen Verdrehsicherungsbolzen (9), einen Magnetplattenträger (3), einen Falkenbalg (10), eine Magnetplatte (14), verschiebbare Magnetpolverlängerungen (13), Kontaktschalter (12), zwei Werkstück-Vorfixierauflage (11).
Automatische verfahrbare und Werkstückkontur anpassende Magnetspannungs-Hebeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnetplatte mit verschiebbaren Magnetpolverlängerungen automatisch zum Werkstück auf ein definiertes Maß herangeführt wird.
Automatische Magnetspannungs-Hebeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Heranfahren an das Werkstück über Kontaktschalter, Näherungsschalter, Lasertaster oder Optiktaster, auf ein festgelegtes Maß, zum Stillstand gebracht wird.
Automatische Magnetspannungs-Hebeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung vertikal, horizontal oder in einem Winkel zwischen vertikal und horizontal einstellbar ist.