DE10352037A1

DE10352037A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Halten von Bauteilen

Info

Publication number: DE10352037A1
Application number: DE2003152037
Authority: DE
Inventors: Stefan Bartscher
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-06-09

Abstract

Um Bauteile mit mindestens zweidimensionaler Oberfläche einfach und sicher zu halten, wird vorgeschlagen, eine magnetorheologische oder elektrorheologische Flüssigkeit zu verwenden, die in einem Behältnis eingeschlossen ist. Wird das zu haltende Bauteil in das Behältnis eingedrückt, so verformt sich die Oberfläche des Behältnisses. Durch Anlegen eines elektrischen bzw. magnetischen Feldes ändert sich die Viskosität der magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit, so dass das Bauteil sicher gehalten wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Aus der DE 101 24 365 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positionieren und/oder Fixieren eines Werkstückes oder eines Werkzeuges bekannt. Hierzu wird eine Stelleinrichtung verwendet mit mindestens einem Stellglied, wobei das Stellglied ein zumindest teilweise mit einer magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit gefüllter Arbeitszylinder aufweist, dessen Kolben bei Erreichen einer Spannposition durch Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes gehalten wird.
Nachteilig bei einer derartigen Anordnung ist es, dass die Stelleinrichtung mit ihren Spannbacken exakt auf das zu haltende Werkstück bzw. Werkzeug abgestimmt sein muss, um Beschädigungen am Werkstück bzw. Werkzeug zu verhindern und um sicher zu stellen, dass das Werkstück bzw. Werkzeug auch sicher gehalten wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren und eine Vorrichtung unter Verwendung einer magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit zum vereinfachten Spannen aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten bzw. zweiten Anspruchs gelöst.
Der Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die magnetorheologische oder elektrorheologische Flüssigkeit in einem Kissen mit einer elastischen Kissenhülle eingeschlossen ist und dass das zu haltende Bauteil in das Kissen eingedrückt wird, so dass es von mindestens zwei Seiten umschlossen wird. Durch ein an sich bekanntes Erhöhen der Viskosität der magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit wird dann die Kissenform eingefroren, so dass das eingedrückte Bauteil sicher gehalten wird. Speziell auf die Bauteilgeometrie abgestimmte Spannelemente sind damit überflüssig. Somit wird eine universale Spanneinrichtung geschaffen, die zudem noch preiswert herzustellen ist.
Die Ansprüche 3 bis 7 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines schematisierten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es stellen dar:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung im Ruhezustand;
2 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit eingespanntem Bauteil.
In 1 ist mit 1 das Behältnis bezeichnet, das aus einem Rahmen 2 besteht, in dem ein Kissen 3 gehalten ist. Das Kissen 3 ist mit einer magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit gefüllt.
Unterhalb des Kissens 3 sind in dem Rahmen 2 je nach Flüssigkeit in dem Kissen Elektromagnete oder elektrische Spulen 4 angeordnet. Diese sind mit einer nicht gezeigten Schalteinrichtung und Stromquelle verbunden, um sie zum einen stromlos zu schalten oder zu bestromen.
Mit 5 ist ein Bauteil bezeichnet, das gehalten werden soll. Voraussetzung zum Halten des Bauteils ist, dass es eine mindestens zweidimensionale Oberfläche aufweist.
Wie weiter in 1 sichtbar ist, steht das Kissen 3 über den Rand des Rahmens 2 hinaus. Die Kissenhülle 6 besitzt eine hohe Reißfestigkeit, Flexibilität und Dehnbarkeit. Als geeignetes Material ist beispielsweise eine Gummihaut denkbar.
Zum Halten des Bauteils 5 wird dieses in das Kissen eingedrückt. Hierbei verformt sich das Kissen, wie 2 zeigt.
Werden nun die Elektromagneten oder Elektrospulen bestromt, entsteht ein magnetisches oder elektrisches Feld, durch das sich die Viskosität der magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit derart ändert, dass die Viskosität zunimmt. Das Kissen 3 verhärtet in der Form, in der es das Bauteil 5 umschließt. Somit wird das Bauteil sicher gehalten.
Zum Lösen des Bauteils werden die Elektromagnete bzw. Elektrospulen wieder ausgeschaltet, dadurch verringert sich die Viskosität der magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit und das Bauteil kann problemlos wieder vom Kissen abgenommen werden. Danach wölbt das Kissen 3 sich wieder in seine ursprüngliche Form.
Der Vorteil einer derartigen Spannvorrichtung besteht darin, dass nicht auf das Bauteil abgestimmte Spannelemente verwendet werden müssen.
Als Bauteile kommen Werkzeuge oder Werkstücke in Betracht, insbesondere Werkstücke um sie für einen Bearbeitungsgang zu halten. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn es sich bei den Werkstücken um Prototypenteile, beispielsweise in der Automobilindustrie, handelt, bei denen noch keine an die Werkstückkontur angepassten Spannelemente existieren. Hier erübrigt sich dann die teure und zeitraubende Herstellung spezieller Spannelemente und deren dauernde Änderung, weil Prototypenteile in der Regel öfters noch in ihrer Außenkontur geändert werden.

Claims

Verfahren zum Halten von Bauteilen mit zumindest einer zweidimensionalen Oberfläche mit Hilfe einer magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetorheologische oder elektrorheologische Flüssigkeit in einem Behältnis eingeschlossen ist, das zumindest eine flexible Wand aufweist, auf die das zu haltende Bauteil aufgelegt und in die Wand eingedrückt wird und dass anschließend die magnetorheologische oder elektrorheologische Flüssigkeit versteift wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (1) aus einem festen Rahmen (2) besteht, der ein mit der magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit gefülltes Kissen (3) enthält, das zumindest mit einer Oberfläche über den Rahmen (2) übersteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rahmen (2) Elektromagnete (4) oder Elektrospulen (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kissenhülle (6) eine hohe Reißfestigkeit aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kissenhülle (6) flexibel und dehnbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kissenhülle (6) von einer Gummihaut gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kissenhülle (6) die Elektromagneten (4) oder Elektrospulen (4) integriert sind.