DE202004018168U1 - Clamping unit for work-piece holding palette, comprising centering taper designed in polygonal shape - Google Patents

Clamping unit for work-piece holding palette, comprising centering taper designed in polygonal shape

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DE202004018168U1 DE200420018168 DE202004018168U DE202004018168U1 DE 202004018168 U1 DE202004018168 U1 DE 202004018168U1 DE 200420018168 DE200420018168 DE 200420018168 DE 202004018168 U DE202004018168 U DE 202004018168U DE 202004018168 U1 DE202004018168 U1 DE 202004018168U1
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0063Connecting non-slidable parts of machine tools to each other
    • B23Q1/0072Connecting non-slidable parts of machine tools to each other using a clamping opening for receiving an insertion bolt or nipple

Abstract

The unit is assembled of the clamping device (10) and the work-piece carrier, the palette (11), fitted at its lower surface with a draw-in bolt (12) guided into a complementary space at the clamping device (10) from above. The space is covered by a cylindrical cap (14) pressed against a spring (15). The shaft of the bolt (12) and the insertion space are both of a polygonal shape, resulting in a tight fit, but facilitating an easy removal when rotated.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einer Spannvorrichtung und einem Werkstückträger gebildete Einheit, bei der die Spannvorrichtung ein Gehäuse aufweist, in dem wenigstens ein mit mindestens einem Klemmelement ausgerüsteter Spannmechanismus angeordnet ist, und bei der mittels des jeweiligen Spannmechanismus ein an dem Werkstückträger angeordneter Anzugbolzen festsetzbar ist, der einen als Zentrierkonus ausgebildeten Abschnitt aufweist, der in eine entsprechend gestaltete Bohrung des Gehäuses einsetzbar ist. The invention relates to a formed from a clamping device and a workpiece carrier unit, in which the clamping device comprising a housing in which a equipped with at least one clamping element clamping mechanism is arranged at least, and in the fixable an arranged on the workpiece carriers tightening bolt by means of the respective clamping mechanism is designed as a centering cone which has a portion which is insertable in a correspondingly shaped bore of the housing.
  • Der Werkstückträger, der in der Branche auch als Palette bezeichnet wird, ist üblicherweise mit einem oder mit mehreren Anzugbolzen ausgestattet. The workpiece carrier, which is referred to in the industry as a pallet, usually equipped with one or more tightening bolts.
  • Auf dem Werkstückträger wird ein zu bearbeitendes Werkstück festgelegt und dieser Werkstückträger mit dem aufgenommen Werkstück wird zur Durchführung der Bearbeitungsgänge zu den Werkzeugen einer Bearbeitungsmaschine, beispielsweise eines Bearbeitungszentrums transportiert. On the workpiece carrier comprises a workpiece to be machined is determined, and this work piece carrier with the added workpiece for performing the machining operations on the tools of a processing machine, transported, for example, a machining center. Die in Rede stehenden Einheit ist demzufolge einem Werkzeug zugeordnet. The unit in question is therefore associated with a tool. Die beim Spannen der Werkstückträger zulässigen Toleranzen sind äußerst gering. The permissible when clamping the workpiece carrier tolerances are extremely low. Außerdem sind die durch die Bearbeitung eines Werkstückes auftretenden Kräfte sehr hoch. In addition, the forces occurring by the machining of a workpiece is very high. Es ist demzufolge notwen dig, dass nicht nur die Spannvorrichtung äußerst präzise gefertigt ist, sondern dass auch die auftretenden Kräfte abgetragen werden. It is notwen dig therefore, that not only the tensioner is extremely precisely manufactured, but that the forces involved are removed. Die Bauteile des Spannmechanismus unterliegen demzufolge einer hohen Flächenpressung. The components of the clamping mechanism are therefore subject to a high surface pressure. Üblicherweise ist der Spannmechanismus nicht nur mit einem oder mehreren Klemmelementen ausgestattet, die so aufeinander abgestimmt sind, dass die zum Spannen des Werkstückträgers notwendigen Kräfte erzeugt werden können. Typically, the clamping mechanism is not only equipped with one or more clamping elements, which are matched so that the necessary for clamping the workpiece carrier forces can be generated. Außerdem muss sichergestellt sein, dass nach Ende des Bearbeitungsvorganges der Spannmechanismus den jeweiligen Anzugbolzen freigibt. Also ensure that releases the respective tightening bolts after the machining operation of the clamping mechanism.
  • Bei den bisher bekannten Einheiten ist der Zentrierkonus des Anzugbolzens im Querschnitt kreisförmig gestaltet, wobei unter dem Querschnitt die Schnitte rechtwinklig zur Mittellängsachse des Anzugbolzens zu sehen sind. In the known units of the centering of the tightening bolt is designed circular in cross section, with the cross section of the cuts can be seen at right angles to the central longitudinal axis of the tightening bolt. Diese Ausführung hat sich bestens bewährt, jedoch erfolgt die Positionierung des Werkstückträgers nur in zwei Achsen, das heißt, in der Höhe und in der Horizontallage. This embodiment has proved its worth, however, the positioning of the workpiece carrier takes place in only two axes, that is, in height and in the horizontal position. Es ist jedoch notwendig, dass eine Positionierung gegenüber einer vertikalen Achse sichergestellt sein muss. It is necessary, however, that positioning must be ensured relative to a vertical axis. Dieses geschieht beispielsweise mit vier Spannvorrichtungen, wobei jede für sich bereits eine exakte Positionierung in der horizontalen Ebene gewährleistet und die exakte Positionierung gegenüber einer vertikalen Achse wird durch die Lage von zwei weiteren Spannvorrichtungen sichergestellt. This is done for example with four clamping devices, each already ensures precise positioning in the horizontal plane for themselves and the exact positioning relative to a vertical axis is assured by the position of two further clamping devices.
  • Bei bekannten Lösungen für sogenannte Einzelplatzlösungen wird die Positionierung gegenüber einer vertikalen Achse durch die Kombination der bekannten, als Nullpunktspanner bezeichneten Spannvorrichtungen mit zusätzlichen Elementen zur Lageorientierung, wie zum Beispiel Mitnehmer oder Verzahnungen, gelöst. In known solutions for so-called single-user applications positioning relative to a vertical axis through the combination of the known, designated as the zero point tensioner tensioning devices is solved with additional elements for exposure, such as entrainment or serrations. Bei diesen an sich bewährten Lösungen ergeben sich jedoch aufgrund des Funktionsprinzips Ungenauigkeiten und sie sind darüber hinaus verschmutzungsanfällig. These proven solutions per se, however, arise due to the operating principle of inaccuracies and they are susceptible to contamination beyond.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus einer Spannvorrichtung und einem Werkstückträger gebildete Einheit der eingangs näher beschriebenen Art so zu gestalten, dass bei einer Bearbeitungsmaschine die Werkstücke bzw. die Werkstückträger in allen Raumachsen, das heißt, gemäß einem räumlichen Koordinatensystem exakt lagegerecht positioniert werden können, wobei sichergestellt sein muss, dass die lösbare Verriegelung erhalten bleibt. The invention is based on the task of making a formed from a clamping device and a workpiece carrier unit of the type described in greater detail so that, for a processing machine, the workpieces or the workpiece carrier in all spatial axes, that is, exactly in the correct position is positioned according to a spatial coordinate system can, it must also ensure that the detachable locking is maintained.
  • Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem zur zusätzlichen Lageorientierung des Werkstückträgers gegenüber einer vertikalen Achse der Zentrierkonus querschnittsmäßig zur Bildung eines Festsitzes unrund gestaltet ist, und dass die Bohrung des Gehäuses der Außenfläche des Zentrierkonus angepasst ist. The object is achieved by cross-sectionally configured to form an interference fit out of round for additional exposure of the workpiece carrier with respect to a vertical axis of the centering cone, and that the bore of the housing of the outer surface of the centering cone is adapted.
  • Erfindungsgemäß hat nunmehr der Zentrierkonus eine von der Kreisform abweichende Form bzw. Querschnitt. According to the invention now the centering cone has a shape deviating from the circular shape or cross-section. Er ist außerdem so gestaltet, dass ein Formschluss zwischen dem Anzugbolzen und der Bohrung des Gehäuses gebildet wird, so dass der notwendige Festsitz auch erreicht wird. It is also designed so that a positive connection between the tightening bolt and the bore of the housing is formed, so that the necessary tightness is also achieved. Durch diese Gestaltung kann auf bislang übliche Maßnahmen verzichtet werden. This configuration can be dispensed with previously normal measures. Es sei noch erwähnt, dass die Toleranzen zwischen dem Zentrierkonus und der Bohrung des Gehäuses äußerst eng sind. It should be noted that the tolerances between the centering cone and the hole in the housing are extremely narrow.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Zentrierkegel querschnittsmäßig als Polygonprofil gestaltet ist, und dass auch die Bohrung des Gehäuses daran angepasst ist. In a preferred embodiment it is provided that the centering cone is cross-sectionally designed as a polygonal profile, and that the bore of the housing is adapted thereto. Das Polygonprofil wird auch als P3-Profil bezeichnet. The polygon profile is also known as P3 profile. Die äußere Kontur des Polygonprofils des Zentrierkegels verläuft innerhalb eines Inkreises und eines Umkreises, wobei die Durchmesserdifferenz, bezogen auf den Inkreis und den Umkreis, relativ klein ist. The outer contour of the polygonal profile of the centering cone extends inside of an inscribed circle and a radius, wherein the difference in diameter, based on the inscribed circle and the perimeter is relatively small. Ein Polygonprofil bietet den Vorteil, dass der äußere Verlauf des Zentrierkegels mathematisch bestimmt ist, so dass die äußerst präzise Fertigung mit den herkömmlichen Maschinen durchführbar ist. A polygonal profile has the advantage that the outer profile of the centering cone is determined mathematically so that the highly precise manufacturing with conventional machines is feasible.
  • Es ist jedoch auch denkbar, dass der Zentrierkegel als Pyramidenstumpf mit mindestens drei Kanten ausgebildet ist, wobei die Bohrung des Gehäuses wiederum angepasst ist. However, it is also conceivable that the centering cone is constructed as a truncated pyramid with at least three edges, the bore of the housing is in turn adjusted. Es sei noch erwähnt, dass die dritte, vertikale Achse durch die Mittellängsachse des Anzugbolzens gebildet ist. It should be noted that the third, vertical axis formed by the central longitudinal axis of the tightening bolt.
  • Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 die erfindungsgemäße Einheit in Schnittdarstellung, bei der jedoch der Anzugbolzen des Werkstückträgers noch nicht in die Spannvorrichtung eingeführt ist; the unit of the invention in sectional view, but in which the tightening bolt of the workpiece carrier is not yet inserted into the chuck;
  • 2 2 die Spannvorrichtung einer Draufsicht, und the tensioning device is a plan view, and
  • 3 3 eine der one of the 1 1 entsprechende Darstellung, bei der jedoch der Anzugbolzen des Werkstückträgers in die Spannvorrichtung eingeführt ist. corresponding representation, but in which the tightening bolt of the workpiece carrier is introduced into the clamping device.
  • Die in den In the 1 1 und and 3 3 dargestellte Einheit besteht aus der Spannvorrichtung Unit shown consists of the tensioning device 10 10 und dem Werkstückträger and the workpiece carrier 11 11 , der auch als Palette bezeichnet wird. Which is also called a palette. An der der Spannvorrichtung Where the tensioning device 10 10 zugewandten Seite ist der Werkstückträger side facing the workpiece carrier 11 11 mit einem Anzugbolzen with a tightening bolt 12 12 ausgestattet, der zum Spannen des Werkstückträgers provided that for clamping the workpiece carrier 11 11 und des daran festgelegten Werkstückes in die Spannvorrichtung and fixed thereto workpiece in the clamping device 10 10 eingeführt wird. is introduced. Die Spannvorrichtung The tensioning device 10 10 enthält ein Gehäuse includes a housing 13 13 , in dem ein Spannmechanismus für den Anzugbolzen In which a tightening mechanism for tightening bolts 12 12 montiert ist. is mounted. Das Gehäuse the housing 13 13 enthält eine Bohrung, in der ein Verschlussdeckel includes a bore in which a cap 14 14 eingesetzt ist. is used. Dieser Verschlussdeckel This cap 14 14 wird durch eine Druckfeder is by a compression spring 15 15 belastet, die sich mit dem anderen Ende an einem Ringflansch charged, dealing with the other end on an annular flange 16 16 abstützt, so dass der Verschlussdeckel supported, so that the closure lid 14 14 in die obere Endstellung gemäß der linken Darstellung in der in the upper end position according to the left-hand illustration in the 1 1 gedrückt wird, solange der Anzugbolzen is pressed, as long as the tightening bolt 12 12 außerhalb des Gehäuses outside the housing 13 13 steht. stands. Die rechte Darstellung in der The right representation in the 1 1 zeigt den Verschlussdeckel shows the cap 14 14 in der unteren Endstellung, wenn gemäß der in the lower end position when according to the 3 3 der Anzugbolzen the tightening bolt 12 12 in die Spannvorrichtung in the tensioning device 10 10 eingesetzt ist. is used.
  • Insbesondere die especially the 2 2 zeigt, dass der obere, dem Werkstückträger shows that the upper, the workpiece carrier 11 11 zugeordnete Bereich der Bohrung des Gehäuses associated region of the bore of the housing 13 13 als Polygon a polygon 17 17 gestaltet ist. is designed. Der Anzugbolzen The tightening bolt 12 12 ist an der der Spannvorrichtung is at the clamping device 10 10 abgewandten Seite mit einem Zentrierkegel Side away with a centering cone 18 18 ausgestattet, der ebenfalls als Polygon ausgebildet ist, so dass ein Festsitz gebildet wird, wenn der Werkstückträger provided that is likewise designed as a polygon so that an interference fit is formed when the workpiece carrier 11 11 gemäß der according to the 3 3 durch die Spannvorrichtung by the clamping device 10 10 festgesetzt ist. is set. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anzugbolzen In the illustrated embodiment, the tightening bolt 12 12 im mittleren Bereich im Durchmesser geringer gehalten als in den Endbereichen. in the central region in diameter made smaller than in the end regions. Anstelle des Polygonprofils könnten auch andere eine Unverdrehbarkeit des Werkstückträgers could instead of the polygonal profile other one Unverdrehbarkeit the workpiece carrier 11 11 bewirkende Profile verwendet werden. effecting profiles are used. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem Gehäuse In the illustrated embodiment, is in the housing 13 13 noch ein Verriegelungskolben nor a locking piston 19 19 angeordnet. arranged. Der Verriegelungskolben The locking piston 19 19 ist durch ein Tellerfederpaket is formed by a cup spring assembly 20 20 belastet. loaded. Dieses drückt den Verriegelungskolben This pushes the locking plunger 19 19 in die untere Stellung, so dass Kreissegmente in the lower position so that the circle segments 21 21 in die in der At the 3 3 dargestellte Spannstellung gedrückt werden, so dass sie den Anzugbolzen Clamping position shown is pressed, so that the tightening bolt 12 12 festsetzen. fix. Zum Lösen des Anzugbolzens To loosen the tightening bolt 12 12 wird in eine Druckkammer Hydrauliköl eingeleitet, so dass der Verriegelungskolben is introduced hydraulic oil into a pressure chamber so that the locking piston 19 19 in die obere Freigabestellung gedrückt wird. is pressed into the upper release position.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Spannmechanismus im wesentlichen aus dem Tellerfederpaket In the illustrated embodiment, the tensioning mechanism consists essentially of a plate spring package 20 20 , den Kreissegmenten , The circle segments 21 21 und dem Verriegelungskolben and the locking piston 19 19 . , Für den Formschluss zwischen der Bohrung des Gehäuses For the form-fit between the bore of the housing 13 13 und dem Zentrierkegel and the centering cone 18 18 des Anzugbolzens the tightening bolt 12 12 ist jedoch der Spannmechanismus unbedeutend. however, the clamping mechanism insignificant. Dieser Spannmechanismus könnte von dem dargestellten Ausführungsbeispiel entscheidend abweichen. This clamping mechanism could differ materially from the illustrated embodiment.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. The invention is not limited to the illustrated embodiment. Wesentlich ist, dass zur Lagepositionierung des Werkstückträgers It is essential that for positioning of the workpiece carrier 11 11 in einer Winkelstellung zur vertikalen Achse zwischen der Bohrung des Gehäuses in an angular position between the vertical axis of the bore of the housing 13 13 und dem Zentrierkegel and the centering cone 18 18 eine Unverdrehbarkeit gegeben ist. a Unverdrehbarkeit is given.
  • 10 10
    Spannvorrichtung jig
    11 11
    Werkstückträger Workpiece carrier
    12 12
    Anzugbolzen Pull studs
    13 13
    Gehäuse casing
    14 14
    Verschlussdeckel cap
    15 15
    Druckfeder compression spring
    16 16
    Ringflansch annular flange
    17 17
    Polygon polygon
    18 18
    Zentrierkegel centering
    19 19
    Verriegelungskolben locking piston
    20 20
    Tellerfederpaket Belleville spring assembly
    21 21
    Kreissegmente circular segments

Claims (4)

  1. Aus einer Spannvorrichtung ( (From a tensioning device 10 10 ) und einem Werkstückträger ( ) And a workpiece support ( 11 11 ) gebildete Einheit, bei der die Spannvorrichtung ( ) Unit formed in which (the chuck 10 10 ) ein Gehäuse ( ) A housing ( 13 13 ) aufweist, in dem wenigstens ein mit mindestens einem Klemmelement ( ), In which at least one (at least one clamping element 21 21 ) ausgerüsteter Spannmechanismus angeordnet ist, und bei der mittels des jeweiligen Spannmechanismus ein an dem Werkstückträger ( ) Equipped tensioning mechanism is arranged, and in which a (to the workpiece carrier by means of the respective clamping mechanism 11 11 ) angeordneter Anzugbolzen ( ) Arranged tightening bolts ( 12 12 ) festsetzbar ist, der einen als Zentrierkonus ( ) Can be fixed, the one (as a centering cone 18 18 ) ausgebildeten Abschnitt aufweist, der in eine entsprechend gestaltete Bohrung des Gehäuses ( has) formed portion (in a correspondingly shaped bore of the housing 13 13 ) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass zur zusätzlichen Lageorientierung des Werkstückträgers ( ) Can be inserted, characterized in that (for the additional exposure of the workpiece carrier 11 11 ) gegenüber einer vertikalen Achse der Zentrierkonus ( ) Relative to a vertical axis of the centering cone ( 18 18 ) querschnittsmäßig zur Bildung eines Festsitzes unrund gestaltet ist, und dass die Bohrung des Gehäuses ( ) Is designed in cross-sectionally non-circular to form an interference fit, and that the bore of the housing ( 13 13 ) der Außenfläche des Zentrierkonus ( ) (The outer surface of the centering cone 18 18 ) angepasst ist. ) Is adjusted.
  2. Aus einer Spannvorrichtung und einem Werkstückträger gebildete Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkegel ( From a clamping device and a workpiece carrier assembly formed according to claim 1, characterized in that the centering cone ( 18 18 ) querschnittsmäßig als Polygonprofil gestaltet ist, und dass die Bohrung des Gehäuses ( ) Is cross-sectionally designed as a polygonal profile, and that the bore of the housing ( 13 13 ) der Außenfläche des Polygonprofils angepasst ist. ) Is adapted to the outer surface of the polygonal profile.
  3. Aus einer Spannvorrichtung und einem Werkstückträger gebildete Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkegel ( From a clamping device and a workpiece carrier assembly formed according to claim 1, characterized in that the centering cone ( 18 18 ) als Pyramidenstumpf mit mindestens drei Kanten ausgebildet ist, und dass die Bohrung des Gehäuses ( ) Is formed as a truncated pyramid with at least three edges, and that the bore of the housing ( 13 13 ) der Außenfläche des Zentrierkegels ( ) (The outer surface of the centering cone 18 18 ) angepasst ist. ) Is adjusted.
  4. Aus einer Spannvorrichtung und einem Werkstückträger gebildete Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Achse durch die Mittellängsachse des Anzugbolzens ( formed from a clamping device and a workpiece support unit according to one or more of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the vertical axis (through the central longitudinal axis of the tightening bolt 12 12 ) des Werkstückträgers ( () Of the workpiece carrier 11 11 ) gebildet ist. ) Is formed.
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