DE202004009338U1

DE202004009338U1 - Werkstück-Spannvorrichtung mit Späneableit-Komponenten

Info

Publication number: DE202004009338U1
Application number: DE202004009338U
Authority: DE
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Priority date: 2004-06-12
Filing date: 2004-06-12
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2014-06-13

Abstract

Werkstück-Spannvorrichtung mit Späneableit-Komponenten, wobei die am Spannkörper positionierten und gespannten Werkstücke, insbesondere Motorengehäuse, in Nassbearbeitung auf Werkzeugmaschinen gebohrt und gefräst werden und dabei gleichzeitig in die Werkstücke eingetragene Späne aus den gefertigten Bohrungen und Bearbeitungsstellen, aus inneren Hohlräumen sowie aus konturbedingten Vertiefungen und Öffnungen mittels einer Teilmenge des eingesetzten wassergemischten Kühlschmierstofts ausgespült, abgespült sowie abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in oder außen an einem Spannkörper (19) das Werkstück (4), welches von der senkrecht oder schräg stehenden Spannwand (2) konturangepasst rahmen- oder tunnelförmig umfasst ist, eine Ringleitung (7) für Spülflüssigkeit, um das Werkstück (4) herum verlaufend angeordnet ist, deren Austrittsöffnungen (9) zu den auszuspülenden Werkstückbohrungen (5), achsgleich angeordnet sowie stirnseitig miteinander kontaktierend, angeordnet sind oder den abzuspülenden Bearbeitungsstellen (6) am Werkstück (4) konturangepasst gegenüber liegen.

Description

Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 definierten Gegenstand aus.
Bekannter Stand der Technik ist, dass die industrielle spanende Bohr- und Fräsbearbeitung auf Werkzeugmaschinen als Nassbearbeitung erfolgt.
Mittels wassergemischter Kühlschmierstoffe werden die Werkzeugschneiden und Werkstücke gekühlt, wobei die eingesetzten wassergemischten Kühlschmierstoffe zu mindestens in Teilmengen gleichzeitig zum Abspülen und Ableiten der Späne vom Werkstück und von der Werkstück-Spannvorrichtung dienen. Dabei ist der erreichbare Grad der Späneableitung und Reinigung eher ein zufälliges Ergebnis, welches durch einen nach Erfahrungswerten bestimmten Flüssigkeitsdruck und durch zweckmäßige Ausrichtung des Flüssigkeitsstrahls in der Praxis optimierbar ist. Notwendige Baugruppen und Komponenten zur Abscheidung der Späne sowie zum Reinigen, Aufbereiten und zur Wiederverwendung des flüssigen Kühlschmierstoftes mit einstellbarem Druck sind bekannterweise in die Werkzeugmaschine integriert.
Ausbildungen und verbesserte Prozessabläufe sind auch Gegenstand von Erfindungen.
In DD 276 246 A1 wird in einem Automatikbetrieb des Fertigens eines Rasters nebeneinanderliegender Grundbohrungen vorgeschlagen, an dem Bohr- und Bohrerspann-Werkzeug in einem konstanten Abstand ein in die Grundbohrung eintauchendes Spritzwerkzeug für das Ausspritzen der Späne mit flüssigem Kühlmittel anzuordnen. Parallel zum Arbeitsgang Bohren einer Grundbohrung wird eine vorher gefertigte Grundbohrung mit dem flüssigen Kühlmittel unter Druck ausgespritzt, entspänt und gereinigt. Der Arbeitsgang „Entspänen" ist damit ein zeitlich versetzter zusätzlicher Arbeitsgang nach dem Bohren.
In EP 0918 594 B1 wird die Kühl- und Reinigungsflüssigkeit von oben über eine Vielfachsprühdüse dem abgekammerten Arbeitsraum zugeführt. Durch den selbstdrehenden Sprühkopf werden während der spanenden Fertigung die zugewandten Flächen und Komponenten des Werkstückes, der Werkstück-Spannvorrichtung sowie des Spindelkopfes und des Tisches der Werkzeugmaschine abgespült. Bohrungen, Hohlräume sowie vertiefte Konturen der Werkstücke werden dabei eher zufällig mit entspänt und gereinigt.
Um die Wirksamkeit der Entspänung auf Werkzeugmaschinen zu verbessern, werden in DE 199 61 397 A1 an den Wänden des geschlossenen Arbeitsraumes angeordnete propellerartig rotierende Handlingsgeräte, mit jeweils mehreren Spritzdüsen für flüssige Spülmedien ausgebildet, vorgeschlagen. Durch die gerichtete Anordnung der Spritzdüsen an den Handlingsgeräten ist gewährleistet, dass bereits während des Bohrens der Werkstücke nahezu gleichzeitig mit Entspänen begonnen wird. Nach Abschluss der spanenden Fertigung wird das Absprühen bis zur vollständigen Entspänung oder Reinigung fortgesetzt.
Für die Werkstückpositionierung sind in DE 203 05 553 U1 Positionierbolzen an Werkstück-Spannvorrichtungen vorgeschlagen, wobei ebenfalls bereits während der Positionierung mit der Zuführung von flüssigem Reinigungsmedium begonnen werden kann. Für die nachfolgende vollständige Entspänung und Reinigung ist aber die Freigabe der Positionierflächen durch die Entnahme der fertig bearbeiteten Werkstücke aus der Werkstück-Spannvorrichtung notwendig.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, bereits währen der spanenden Nassbearbeitung von Werkstücken mittels wassergemischten Kühlschmierstoffen auf Werkzeugmaschinen für Bohren und Fräsen gleichzeitig ohne zusätzlichem Arbeitsgang die wirksame Entspänung der gefertigten Bohrungen, der Kontur-Vertiefungen und der Hohlräume der Werkstücke mit zu realisieren. Dabei sollen zusätzliche Investitionsaufwendungen vermieden werden.
Das Problem wird durch die im Schutzanspruch 1 benannten Merkmale gelöst.
Die erhöhte Wirksamkeit einer Späneableitung während industrieller Nassbearbeitung auf Werkzeugmaschinen geht von einer Werkstück-Spannvorrichtung und ihren Späneableit-Komponenten aus.
In oder außen an dem Spannkörper oder an der Spannwand ist eine Ringleitung für Spülflüssigkeit, um das gespannte Werkstück herum verlaufend, angeordnet. Da das Werkstück von der Spannwand konturangepasst rahmen- oder tunnelförmig umfasst ist, sind die Austrittsöffnungen der Ringleitung genau an den auszuspülenden Werkstück-Bohrungen und Bearbeitungsstellen angeordnet und kontaktieren stirnseitig miteinander.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 4 angegeben.
Sie betreffen

– das Vorhandensein von spannenden Hohlzylinderkolben und federnd anliegenden Adapter-Rohrstücken an den Werkstücken
– die Ausbildung und Leitungsführung der Ringleitung für Spülflüssigkeit sowie deren Leitungsverbindung mit der Werkzeugmaschine und
– Anordnungsvarianten der Spannwand auf der Grundplatte der Spannkörpers.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den Fig. vereinfacht dargestellt und ist im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Teilansicht mit einem gespannten Werkstück und interner Ringleitung
2 eine Ansicht der Werkzeugmaschine sowie einer Werkstück-Spannvorrichtung für zwei Werkstücke
3 eine Seitenansicht nach 1 mit externer Ringleitung
4 eine Schnittdarstellung einer nach unten gerichteten Spannstelle
5 eine Schnittdarstellung einer nach oben gerichteten Spannstelle.
Die in den 1, 2 und 3 dargestellte Werkstück-Spannvorrichtung ist für die druckölbetätigte Spannung von jeweils zwei stehend nebeneinander positionierten Werkstücken 4, hier Zylinderköpfe, ausgelegt.
Der Spannkörper 1 besteht aus der Grundplatte 3, auf der senkrecht feststehend eine Spannwand 2 in der Form eines Doppelrahmens angeordnet ist. Die Spannwand 2 umfasst mit zwei Öffnungen, die der Außenkontur der Zylinderköpfe angepasst sind, diese an ihr positionierten und gespannten Werkstücke 4. Für die Ausspülung und Ableitung der durch Bohren und Fräsen auf der Werkzeugmaschine 14 in Nassbearbeitung entstehenden und abgelagerten Spänen aus den Bohrungen 5 und von den Bearbeitungsstellen 6 am Werkstück 4 ist eine Teilmenge des eingesetzten wassergemischten Kühlschmierstoffes vorgesehen. Dazu ist eine um die Werkstücke 4 herumgeführte Ringleitung 7 angeordnet, die wie in 1 und 2 dargestellt, in den Doppelrahmen der Spannwand 2 als Leitung oder Kanal integriert ist. Nach 3 ist die Ringleitung 7 als sichtbare Rohrleitung außen an der Spannwand 2 angeordnet und verankert.
Die Ringleitung 7 besteht aus am oberen und am unteren Ende der Spannwand 2 waagerecht verlaufenden Rohrleitungen 11, die über Rohrkrümmer mit senkrecht angeordneten Rohrleitungen 12 verbunden sind. Die Innenweite der Leitungen, Kanäle und Rohre beträgt beispielsweise 15 mm. Die Spülflüssigkeit wird über einen Leitungsverbund vom Pumpsystem der Werkzeugmaschine 14 über die Zuführarmatur 8 der Ringleitung 7, beispielsweise mit einem Druck von 20 bar, zugeführt. Da die Zuführarmatur 8 um die senkrechte Achse 16 einer Mitten- und Schwenkposition der Werkstückspannvorrichtung beweglich angeordnet ist, werden die Schenkbewegungen der Maschinenpalette 15 mit der Werkstückspannvorrichtung auf der Werkzeugmaschine 14 gewährleistet.
Die Austrittsöffnungen 9 der Ringleitung 7 sind an den Stellen der gefertigten Bohrungen 5 und Bearbeitungsstellen 6 am Werkstück 4 achsgleich oder genau gegenüberliegend sowie kontaktierend angeordnet. Die Spülflüssigkeit wird damit leitungsintern direkt an die Entspänung herangeführt.
Das Spülflüssigkeits-Späne-Gemisch wird nach seinem Austritt und Abgang von den Werkstücken 4 in der Auffangwanne 17 aufgenommen und abgeleitet. Nach Trennung und Reinigung in Komponenten der Werkzeugmaschine 14 wird die so aufbereitete Spülflüssigkeit über ein Pumpsystem dem Nutzungskreislauf wieder zugeführt.
Die im Doppelrahmen der Spannwand 2 werkstückspezifisch angeordneten Spannbaugruppen nach 4 und 5 sind als axial bewegliche Hohlzylinderkolben 13 ausgebildet. Sie sind unmittelbar an den zu fertigenden Bohrungen 5 und an den Bearbeitungsstellen 6 angeordnet. Gemeinsam mit jeweils einem axial federnd anliegendem Adapter-Rohrstück 10 sind die Hohlzylinderkolben 13 damit gleichzeitig wirksame Spannstelle, Zuführarmatur und Austrittsöffnung 9 der Ringleitung 7 für Spülflüssigkeit.

1: Spannkörper
2: Spannwand
3: Grundplatte
4: Werkstück
5: Bohrungen am Werkstück
6: Bearbeitungsstellen am Werkstück
7: Ringleitung
8: Zuführarmatur
9: Austrittsöffnungen
10: Adapter-Rohrstück
11: waagerechte Rohrleitungen
12: senkrechte Rohrleitungen
13: Hohlzylinderkolben
14: Werkzeugmaschine
15: Maschinenpalette
16: senkrechte Achse zur Bewegung des Spannkörpers mit Maschinenpalette
17: Auffangwanne

Claims

Werkstück-Spannvorrichtung mit Späneableit-Komponenten, wobei die am Spannkörper positionierten und gespannten Werkstücke, insbesondere Motorengehäuse, in Nassbearbeitung auf Werkzeugmaschinen gebohrt und gefräst werden und dabei gleichzeitig in die Werkstücke eingetragene Späne aus den gefertigten Bohrungen und Bearbeitungsstellen, aus inneren Hohlräumen sowie aus konturbedingten Vertiefungen und Öffnungen mittels einer Teilmenge des eingesetzten wassergemischten Kühlschmierstofts ausgespült, abgespült sowie abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in oder außen an einem Spannkörper (19) das Werkstück (4), welches von der senkrecht oder schräg stehenden Spannwand (2) konturangepasst rahmen- oder tunnelförmig umfasst ist, eine Ringleitung (7) für Spülflüssigkeit, um das Werkstück (4) herum verlaufend angeordnet ist, deren Austrittsöffnungen (9) zu den auszuspülenden Werkstückbohrungen (5), achsgleich angeordnet sowie stirnseitig miteinander kontaktierend, angeordnet sind oder den abzuspülenden Bearbeitungsstellen (6) am Werkstück (4) konturangepasst gegenüber liegen.
Werkstück-Spannvorrichtung mit Späneableit-Komponenten nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die druckölbetätigten Spannbaugruppen als axialbewegliche Hohlzylinderkolben (13) ausgebildet sind, an denen stirnseitig je ein Adapter-Rohrstück (10) an dem positionierten und gespannten Werkstück (4) federnd stirnseitig anliegt und eine geschlossene Leitungsverbindung zwischen der Austrittsöffnung (9) der Ringleitung (7) und der auszuspülenden Bohrung (5) im Werkstück (4) gebildet ist.
Werkstück-Spannvorrichtung mit Späneableit-Komponenten nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im oberen sowie im unteren Ende der Spannwand (2) des Spannkörpers (1) waagerecht verlaufenden Rohrleitungen (11) mit mindestens zwei senkrecht angeordneten Rohrleitungen (12) der Ringleitung (7) für Spülflüssigkeit über Rohrkrümmer und über eine im oberen Teil der Ringleitung (7), in einer Mitten- und Schwenkposition und um eine senkrechte Achse (16) beweglich angeordneten Zuführarmatur (8) für Spülflüssigkeit, mit einem Pumpsystem in der Werkzeugmaschine (14) leitungsverbunden sind.
Werkstück-Spannvorrichtung mit Späneableit-Komponenten nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannwand (2) auf der Grundplatte (3) wahlweise senkrecht oder schräg stehend fest oder einstellbar beweglich angeordnet ist.