DE202008013825U1

DE202008013825U1 - Vorrichtung zum Einspannen von Werkstücken

Info

Publication number: DE202008013825U1
Application number: DE200820013825
Authority: DE
Original assignee: WIMMER WERKZEUGBAU GmbH
Current assignee: WIMMER WERKZEUGBAU GmbH
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2018-12-16
Also published as: AT11677U1

Abstract

Vorrichtung zum Einspannen eines zu bearbeitenden Werkstücks an einer kreisringförmigen Auflage- und Bezugsfläche, umfassend einen ringförmigen Grundkörper (10), der auf seinem Umfang um jeweils 120° voneinander beabstandete Klemmorgane (12) trägt, von denen jedes auf einem Lagerteil (24) zur Abstützung der Auflage- und Bezugsfläche (26) des Werkstücks (28) und einem Klemmkopf (14) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (24) eine ortsfeste Stützschale (38) mit einer konkaven, teilzylindrischen Lagerfläche (34) aufweist, in der eine entsprechend teilzylindrische Wippe (36) für die Aufnahme der Auflage- und Bezugsfläche (26) des Werkstücks (28) schwenkbar aufliegt, wobei die Lagerachsen aller teilzylindrischen Lagerflächen (34) und der teilzylindrischen Wippen (36) in einer zur Auflage- und Bezugsfläche (26) parallelen Ebene liegen und radial zur vertikalen Mittelachse (70) des ringförmigen Grundkörpers (10) ausgerichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen eines zu bearbeitenden Werkstücks an einer kreisringförmigen Auflage- und Bezugsfläche, umfassend einen ringförmigen Grundkörper, der auf seinem Umfang um jeweils 120° voneinander beabstandete Klemmorgane trägt, von denen jedes aus einem Lagerteil zur Abstützung der Auflage- und Bezugsfläche des Werkstücks und einem Klemmkopf besteht.
Aus dem eigenen Gebrauchsmuster DE 20 2006 008 949 ist eine Vorrichtung zum Einspannen von Leichtmetallfelgen bekannt. Diese verfügt allerdings nur über starre Greiforgane, so dass die Felge Deformierungen erleiden kann. Dies ist insbesondere beim spanenden Nachbearbeiten der Felge ungünstig, weil hierbei Verarbeitungsfehler auftreten können, die sich insbesondere in Form von Dellen oder Abweichungen der Planparallelität relativ zur Auflage- und Bezugsfläche manifestieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs umrissenen Gattung zur Verfügung zu stellen, deren Klemmorgane so ausgebildet sind, dass die zugeordneten Lagerteile eine exakte, zur Auflagefläche planparallele Aufnahme des Werkstücks gewährleisten, so dass die spanende Bearbeitung und Nachbearbeitung an einer gegenüberliegenden Oberfläche des Werkstücks fehlerfrei durchgeführt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den wesentlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, dass die in den Stützschalen gelagerten Wippen der gleichmäßig über den Umfang angeordneten Klemmorgane eine flächige Aufnahme ohne die Gefahr von Kippfehlern gewährleistet. Dies wird dadurch erreicht, dass jede der Wippen sich mit ihren Oberflächen vollständig an die Auflage- und Bezugsfläche des Werkstücks anpasst.
Die Erfindung eignet sich nicht nur für die spanende Bearbeitung von Felgen, sondern auch für die Bearbeitung von anderen Rotationskörpern wie Kolben, Zylindern oder Lagerringen sowie auch für die Nachbearbeitung nicht rotationssymmetrischer Werkstücke, deren Auflagefläche gleichzeitig die Bezugsfläche ist und die auf der gegenüberliegenden Seite relativ zur Bezugsfläche fehlerfrei bearbeitet werden soll.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützschale und die Wippe durch wenigstens ein formschlüssiges Koppelelement in vertikaler Richtung fest, jedoch lösbar miteinander verbunden sind. Dieses Koppelelement hat somit die Aufgabe, die Wippe in vertikaler Richtung sicher mit der Stützschale zu verbinden und gleichzeitig Schwenkbewegungen innerhalb kleiner Grenzen zuzulassen, damit die Bezugsfläche des Werkstücks kippsicher abgestützt wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wippe für die Aufnahme unterschiedlicher Durchmesser der Auflage- und Bezugsfläche auf entsprechenden Durchmessern liegende, paarweise angeordnete Abstützstufen hat. Damit ist es möglich, Werkstücke verschiedener Größen zu bearbeiten, beispielsweise Felgen verschiedener Durchmesser.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1,
3 eine perspektivische Ansicht eines Teilbereiches der Vorrichtung vor dem Einspannen eines Werkstücks,
4 eine der 3 ähnliche Darstellung mit eingespanntem Werkstück,
5 in vergrößertem Maßstab die perspektivische Ansicht eines Lagerteils mit abgenommem Deckel,
6 eine der 5 entsprechende Ansicht des geschlossenen Lagerteils,
7 eine Schnittdarstellung in Umfangsrichtung des Lagerteils der 4 und 5 und
8 einen Vertikalschnitt durch das Lagerteil in der vertikalen Mittelebene.
Die 1 und 2 zeigen in Draufsicht eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung mit einem ringförmigen Grundkörper 10, der in seinem Randbereich insgesamt drei Klemmorgane 12 trägt. Jedes Klemmorgan 12 hat einen Klemmkopf 14 mit einem Klemmarm 16 und zwei Schwenkfingern 18, über die der Klemmkopf 14 um seine vertikale Achse 20 aus seiner in den 1 und 2 gezeigten Lösestellung in die Klemmstellung der 3 und 4 gedreht werden kann.
Die radialen Ebenen 22 (vgl. 2) zwischen jeweils zwei Klemmorganen 12 schließen einen Winkel von 120° ein.
In der radialen Ebene 22 vor jedem Klemmorgan 12 ist, wie die 1 und 2 weiter zeigen, ein Lagerteil 24 auf dem Grundkörper 10 befestigt, das zur Abstützung der Auflage- und Bezugsfläche 26 eines Werkstücks 28 dient. Das Werkstück 28 ist in den 3 und 4 zu erkennen und besteht im vorliegenden Fall aus einer Felge für Kraftfahrzeuge. Die Auflagefläche 26 ist bereits planbearbeitet und stellt damit gleichzeitig die Bezugsfläche dar, relativ zu der eine gegenüberliegende Fläche durch ein spanabhebendes Werkzeug bearbeitet werden soll.
Insbesondere 5 zeigt, dass jedes der drei Lagerteile 24 aus einem blockförmigen Basiskörper 30 besteht. Der Basiskörper 30 des Lagerteils 24 hat auf seiner Oberseite eine konkave, teilzylindrische Lagerfläche 34, in der eine entsprechend teilzylindrische Wippe 36 schwenkbar aufliegt. Die Lagerachse der Wippe 36 und der teilzylindrischen Lagerfläche 34 liegt in der radialen Ebene 22 gemäß 2 und verläuft parallel zur Oberseite des Grundkörpers 10.
Das Lagerteil 24 bildet mit seiner Lagerfläche 34 eine ortsfeste Stützschale 38 für die Wippe 36, die – wie in 5 weiter zu erkennen – mit der Stützschale 38 über Führungsverzahnungen 64 in Eingriff ist.
In 5 ist weiter dargestellt, dass in die radial nach außen weisende Stirnwand 40 des Basiskörpers 30 des Lagerteils 24 eine sackförmige Sitzausnehmung 42 mit einer oberen Verengung 44 eingearbeitet ist. Die Verengung 44 geht in eine untere Verengung 46 einer pilzförmigen Sitzausnehmung 48 über, die in die radial nach außen weisende Stirnwand 50 der Wippe 36 eingearbeitet ist. Beide Sitzausnehmungen 42 und 46 dienen zur Aufnahme eines an deren Form angepassten und nicht dargestellten Koppelelementes, das verhindert, dass sich die Wippe 36 aus ihrer Stützschale 38 löst. Das Koppelelement gestattet jedoch Schwenkbewegungen der Wippe 36 innerhalb gewisser Grenzen, beispielsweise in einem Bereich zwischen 1° und 2°, so dass Winkelverstellungen der Wippe 36 zur Anpassung an die Auflage- und Bezugsfläche 26 des Lagerteils 24 möglich sind.
6 zeigt, dass die beiden Sitzausnehmungen 42, 46 durch einen Deckel 66 verschlossen werden können, der über zwei Schrauben 68 an der Wippe 36 befestigt ist.
Die genannten Schwenkbewegungen der Wippe 36 werden durch elastische Endanschlagelemente 52 begrenzt, die in Form von Wülsten 54 in entsprechende Ausnehmungen der Stützschale 38 und der Wippe 36 eingesetzt sind. Die Wülste 54 dienen gleichzeitig zur Abdichtung zwischen Wippe 36 und Stützschale 38 nach außen.
Jede Wippe 36 trägt auf ihrer Oberseite (im dargestellten Ausführungsbeispiel drei) paarweise angeordnete Abstützstufen 56, 56', 56'', wobei jedes Paar auf einem gemeinsamen Durchmesser liegt, so dass Auflage- und Bezugsflächen 26 entsprechender Durchmesser aufgenommen werden können. Zwischen den Abstützstufen 56, 56', 56'' jedes Paares ist ein Sensorelement 58 angeordnet, das bei Auflage eines Werkstücks 26 auf einen Widerstand stößt, so dass dessen exakte Lage an einem nicht dargestellten Anzeigeorgan kontrolliert werden kann.
Zu beiden Seiten jedes Abstützstufenpaares 56, 56', 56'' ist jeweils ein rampenförmiges Anschlagelement 60 auf einer dem Grundkörper 10 zugeordneten Scheibe 62 befestigt (vgl. 1 bis 4). Jedes Paar der Anschlagelemente 60 liegt, wie die 1 und 2 weiter zeigen, auf einem anderen Durchmesser, so dass das radial innere Paar der Anschlagelemente 60 dem Abstützstufenpaar 56 zugeordnet ist, das mittlere Anschlagelementenpaar 60' dem Abstützstufenpaar 56' und das äußere Anschlagelementenpaar 60'' dem Abstützstufenpaar 56'' mit dem größten Durchmesser. Die radial nach innen weisenden Flächen der Anschlagelemente 60 sind als schräge Rampen ausgebildet, so dass sie beim Aufsetzen des Werkstücks 28 dieses selbstzentrierend in die exakte Lage auf den jeweiligen Abstützstufen 56 positionieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202006008949 U [0002]

Claims

Vorrichtung zum Einspannen eines zu bearbeitenden Werkstücks an einer kreisringförmigen Auflage- und Bezugsfläche, umfassend einen ringförmigen Grundkörper (10), der auf seinem Umfang um jeweils 120° voneinander beabstandete Klemmorgane (12) trägt, von denen jedes auf einem Lagerteil (24) zur Abstützung der Auflage- und Bezugsfläche (26) des Werkstücks (28) und einem Klemmkopf (14) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (24) eine ortsfeste Stützschale (38) mit einer konkaven, teilzylindrischen Lagerfläche (34) aufweist, in der eine entsprechend teilzylindrische Wippe (36) für die Aufnahme der Auflage- und Bezugsfläche (26) des Werkstücks (28) schwenkbar aufliegt, wobei die Lagerachsen aller teilzylindrischen Lagerflächen (34) und der teilzylindrischen Wippen (36) in einer zur Auflage- und Bezugsfläche (26) parallelen Ebene liegen und radial zur vertikalen Mittelachse (70) des ringförmigen Grundkörpers (10) ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschale (38) und die Wippe (36) durch wenigstens ein formschlüssiges Koppelelement in vertikaler Richtung fest, jedoch lösbar miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die radial nach außen weisende Stirnwand (40) des Lagerteils (24) eine sackförmige Sitzausnehmung (42) mit einer oberen Verengung (44) eingearbeitet ist, die in eine untere Verengung (46) einer pilzförmigen Sitzausnehmung (48) übergeht, die in die radial nach außen weisende Stirnwand (50) der Wippe (36) eingearbeitet ist, wobei in beide Sitzausnehmungen (42, 48) das daran angepasste Koppelelement formschlüssig eingreift.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel der Wippen (36) auf einen Bereich zwischen 1° und 2° begrenzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel durch das Koppelelement und/oder durch elastische Endanschlagelemente (52) begrenzt ist, die als die Lagerfläche (34) nach außen abdichtende Wülste (54) zwischen Stützschale (38) und Wippe (36) eingesetzt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe (36) mit der Stützschale (38) über Führungsverzahnungen (64) in Eingriff ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wippe (36) für die Aufnahme unterschiedlicher Durchmesser der Auflage- und Bezugsfläche (26) auf entsprechenden Durchmessern liegende, paarweise angeordnete Abstützstufen (56) hat.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Abstützstufenpaar (56) beidseitig je ein rampenförmiges, das Werkstück (28) in radialer Richtung abstützendes Anschlagelement (60) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abstüztstufen (56) jedes Paares ein Sonsorelement (58) angeordnet ist.