DE202012002850U1 - Swivel module combination for tensioned workpieces - Google Patents

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    • B25B1/2405Construction of the jaws
    • B25B1/2457Construction of the jaws with auxiliary attachments
    • B25B1/2463Supports for the workpiece

Abstract

Schwenkmodul-Kombination für gespannte Werkstücke, wobei gleiche oder gleichartige mit Werkstück-Auflageplatten (20) ausgestattete Spannkassetten, an einem beidseitig schwenkbar gelagerten Spannbalken (1) oder an einem, auf einem Werkzeugmaschinentisch (21) positionierten und fixierten Spannkörper (2) abgeordneten als koordiniert hin- und herschwenkbare Schwenkmodule (7) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens vier planen Außen- und Spannflächen (3) des Spannbalkens (1) oder des Spannkörpers (2), der auf oder zwischen zwei Drehtellern (4) wälzgelagert mit diesen schwenkbeweglich in einem Haltegestell (6) aufgenommen ist, gleichbeabstandet nebeneinander mehrere Schwenkmodule (7) angeordnet sind und über je einen scheibenförmigen Schwenkantrieb, der aus einer ringförmigen Schwenkscheibe (8) und als einem mit ihr festverbundenen Hebel (9) besteht, der als zeigerartig radialgerichtet ausgebildetes Koppelglied mit seinem äußeren, halbzylinderförmigen Hebelende (10) in einem konturangepassten Halbzylinder-Aufnahmeschlitz (11) einer lineargerichtet begrenzt beweglichen Kolbenstange (12) ragt, an deren beiden Enden Kolben (13) von zwei einseitig entgegen gerichtet beauflagbaren Hydraulik-Arbeitszylinder (14, 15) angeordnet sind.Swivel module combination for clamped workpieces, the same or similar clamping cassettes equipped with workpiece support plates (20) being assigned as coordinated on a clamping beam (1) which can be pivoted on both sides or on a clamping body (2) positioned and fixed on a machine tool table (21) back and forth swiveling swivel modules (7) are formed, characterized in that on at least four flat outer and clamping surfaces (3) of the clamping beam (1) or the clamping body (2), which is roller-mounted on or between two turntables (4) is pivotally mounted in a holding frame (6), a plurality of swivel modules (7) are arranged equidistantly next to one another and each has a disk-shaped swivel drive which consists of an annular swivel disk (8) and a lever (9) which is firmly connected to it and which is directed radially as a pointer trained coupling member with its outer, semi-cylindrical lever end (10) in a contour-adapted half-cylinder receiving slot (11) of a linearly limitedly movable piston rod (12) protrudes, at the two ends of which pistons (13) are arranged by two hydraulic cylinders (14, 15) which can be loaded in opposite directions.

Description

  • Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Schutzanspruches definierten, als Schwenkmodul-Kombination ausgebildeten Mehrteile-Spannvorrichtung für eine industrielle Bohr- und Fräsfertigung gleicher überwiegend klein dimensionierter Werkstücke aus.The invention is based on the defined in the preamble of the protection claim, designed as a swivel module combination multi-part clamping device for industrial drilling and milling of the same predominantly small-sized workpieces.
  • Derartige Schwenkmodul-Kombinationen wurden bereits in DE 10 158 365 C1 und in DE 20 2009 002 638 U1 beschrieben. Kombiniert sind ein auf einer Werkzeugmaschinenpalette oder auf einem Werkzeugmaschinentisch senkrecht angeordneten Spannkörper mit je zwei an seinen senkrechten Außenflächen angeordneten Schwenkmodulen. Auf diesen sind die Werkstück-Spannkomponenten oder die Werkstücke, direkt plan auf- oder anliegend, positioniert und fixiert. Durch die kombinierte Überlagerung der Schwenkbewegungen der Mittelachsen des Aufspannkörpers und der Schwenkmodule ist eine variable spanende Vierseitenbearbeitung und gleichzeitige Schrägbearbeitung der gespannten Werkstücke nach werkstückabhängig realisierten, hydraulisch betätigt realisierten Schwenk- und Schrägstellungen durchführbar. Wesentliche Funktionskomponente jedes der bekannten Schwenkmodule ist ein Drehteller, auf und an dem, planaufliegend positioniert und geklemmt, eine Werkstück-Spannkomponente, die vielfach eine Spannkassette, wie beispielhaft in DE 20 2011 106 409.7 beschrieben, oder auch ein Werkstück ist und durch einen Schwenkantrieb, in die werkstückabhängig benötigte Winkelstellung und zurück in die Ausgangstellung, schwenkbar ist.Such swivel module combinations were already in DE 10 158 365 C1 and in DE 20 2009 002 638 U1 described. Combined are on a machine tool pallet or on a machine tool table vertically arranged clamping body, each with two arranged on its vertical outer surfaces pivoting modules. On these, the workpiece clamping components or workpieces, directly plan or adjacent, positioned and fixed. Due to the combined superimposition of the pivoting movements of the central axes of the clamping body and the pivoting modules, a variable machining four-sided machining and simultaneous oblique machining of the clamped workpieces can be carried out according to workpiece-specific, hydraulically actuated pivoting and tilting positions. An essential functional component of each of the known pivoting modules is a turntable, on and on which, positioned and clamped on the surface resting, a workpiece clamping component, often a clamping cassette, as exemplified in DE 20 2011 106 409.7 described, or is a workpiece and by a pivot drive, in the workpiece-dependent required angular position and back to the starting position, is pivotable.
  • Die bei Werkstück-Spannvorrichtungen am häufigsten angewendete Art eines Triebes, um geradlinige Bewegungen in Kreisbogen-Bewegungen oder auch nur in winkelabhängig begrenzte Schwenkbewegungen, und/oder dabei gleichzeitig die Bewegungsrichtung zu ändern, zu überführen und ablenken zu können, ist der Zahnstangentrieb.The most commonly used in workpiece clamping devices type of drive to linear movements in circular arc movements or even in angularly limited pivoting movements, and / or at the same time to change the direction of movement to transfer and distract, is the rack and pinion.
  • Bereits in DE 165 904 A1 und in DE 1812 512 sind beispielhaft Spannvorrichtungen mit Zahnstangentrieb-Anwendungen beschrieben. Mittels Druckluft-Arbeitszylindern sind über die mit Zahnstangen ausgestatteten, begrenzt linear beweglichen Kolbenstangen und über einen doppelten Zahnstangentrieb, die zwei ebenfalls Zahnstangen tragenden Führungs- oder Spannsäulen einer Bohrvorrichtung, schnellspannend, nach DIN 6348:1971-01, wechselseitig gerichtet abgesenkt oder angehoben, und somit das aufgelegte Werkstück über eine niederziehend spannende Bohrplatte gespannt oder gelöst. Durch die benannten Ausbildungen wurde die in DIN 6348:1971-01 genormte manuelle Betätigung der Bohrvorrichtung mittels eines Spannhebels durch Druckluft-Antriebe ersetzt.Already in DE 165 904 A1 and in DE 1812 512 By way of example, tensioning devices with rack-pinion applications are described. By means of compressed air working cylinders are on the equipped with racks, limited linearly movable piston rods and a double rack and pinion, the two likewise bearing racks guiding or tensioning columns of a drilling device, fast-moving, after DIN 6348: 1971-01 , alternately lowered or raised, and thus the laid-up workpiece clamped or loosened over a down-exciting thrust plate. By the named training the in DIN 6348: 1971-01 standardized manual operation of the drilling device replaced by a clamping lever by compressed air drives.
  • Wie in DE 10 158 365 C1 beschrieben, werden Zahnstangentriebe auch für Einstell- und Positionierbewegungen beim Schwenken der Spannmodule angewendet. Jedem Schwenkmodul ist dabei ein Zahnstangentrieb zugeordnet. Je zwei entgegengerichtet angeordnete Hydraulik-Druckölzylinder realisieren über ihre, eine Zahnstange tragende, Kolbenstange die lineare Hin- und die lineare Herbewegung der Zahnstange und damit die durch Einstellnocken winkelbegrenzte kreisbogenförmige Ver- und Einstellbewegung sowie die Rückstellbewegung des Schwenkmodules über ein Mittenzahnrad. Alle Schwenkmodule sind dabei miteinander über Hydraulikleitungen druckausgleichend leitungsverbunden.As in DE 10 158 365 C1 Rack and pinion drives are also used for setting and positioning movements when pivoting the clamping modules. Each swivel module is assigned a rack and pinion drive. Each two oppositely arranged hydraulic pressure oil cylinder realize about their, a rack-bearing, piston rod, the linear outward and linear movement of the rack and thus by adjusting cam angle-limited arcuate locking and adjustment movement and the return movement of the swivel module via a center gear. All swivel modules are pressure-connected to one another via hydraulic lines.
  • Als Problem stellt sich dar, dass trotz der funktionellen Vorteilhaftigkeit dieser Schwenkmodul-Kombinationen, insbesondere bei kleinen Werkstück-Dimensionierungen ein hoher investiver Realisierungsaufwand eintritt. Die Zahnstangentriebe sind zudem verschleissanfällig und bedingen daher vorbeugend in kurzen Zeitabständen einen Austausch von Elementen der betroffenen Triebe.The problem arises that, despite the functional advantages of these swivel module combinations, especially in the case of small workpiece dimensions, a high capital expenditure is incurred. The rack and pinion drives are also susceptible to wear and therefore preventively at short intervals an exchange of elements of the affected shoots.
  • Der im Schutzanspruch benannten Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, diese an sich vorteilhaften Ausbildungen von Schwenkmodul-Kombinationen für gespannte Werkstücke zu optimieren, in dem die funktionsrealisierenden Verschleissteile verändert und vereinfacht ausgebildet werden.The named in the protection claim invention is therefore based on the problem of optimizing these advantageous embodiments of swivel module combinations for tensioned workpieces, in which the function-performing wear parts are changed and simplified.
  • Das Problem wird durch den Schutzanspruch gelöst. Mehrere Schwenkmodule sind gleichbeabstandet nebeneinanderliegend auf den jeweils mindestens vier planen Außen- und Spannflächen eines Spannbalkens oder eines Spannkörpers, beide schwenkbeweglich gelagert, angeordnet. Jeder der Schwenkmodule verfügt über einen scheibenförmigen Schwenkantrieb, der aus einer ringförmig ausgebildeten Schwenkscheibe besteht, mit der ein zeigerartig radialgerichteter Hebel fest verbunden ist. Das äußere Hebelende hat eine Halbzylinder-Außenkontur, mit der dieser in einen konturangepassten quergerichteten Halbzylinder-Aufnahmeschlitz einer lineargerichtet nur begrenzt beweglichen Kolbenstange ragt. An den beiden Enden der Kolbenstange sind die Kolben von zwei entgegengerichteten, einseitig beauflagbaren Hydraulik-Arbeitszylindern angeordnet.The problem is solved by the protection claim. Several pivot modules are equidistantly arranged side by side on the at least four plan outer and clamping surfaces of a clamping bar or a clamping body, both pivotally mounted, arranged. Each of the pivot modules has a disk-shaped pivot drive, which consists of an annular formed swash plate with which a pointer-like radially directed lever is firmly connected. The outer end of the lever has a half-cylinder outer contour with which this protrudes into a contour-matched transverse half-cylinder receiving slot of a linearly limited only movable piston rod. At the two ends of the piston rod, the pistons of two opposing, one-sided pressurizable hydraulic working cylinders are arranged.
  • Die Erfindung ist mit einem Ausführungsbeispiel in zwei Anwendungen in den Figuren dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung erläutert. Gezeigt werden inThe invention is illustrated with an embodiment in two applications in the figures and explained in the following part of the description. Shown in
  • 1 eine 3D-Ansicht bei Anwendung eines Spannbackens 1 a 3D view using a jaw
  • 2 eine Vorderansicht bei Anwendung eines Spannkörpers 2 a front view when using a clamping body
  • 3 eine Teil-Schnittdarstellung von 2 3 a partial sectional view of 2
  • 4 eine 3D-Ansicht von 3 4 a 3D view of 3
  • Die in 1 dargestellte Schwenkmodul-Kombination ist ein waagerechter Spannbalken 1, an dessen vier um 90° versetzten Außen- und Spannflächen 3 je vier gleiche als Spannkassetten ausgebildete Schwenkmodule 7 in einem Abstand als Reihen angeordnet sind. Der Spannbalken 1 ist an seinen beiden Enden zwischen zwei Drehtellern, um eine waagerechte Schwenkachse herum, mit Unterstützung von zwei nicht dargestellten Wälzlagerungen, in und an einem Haltegestell 6 aufgenommenen, schwenkbar gelagert. Die mit Werkstück-Auflageplatten 20 ausgestatteten Spannkassetten sind ohne eingelegte und gespannte Werkstücke dargestellt.In the 1 shown swivel module combination is a horizontal clamping bar 1 , at its four offset by 90 ° outer and clamping surfaces 3 four identical swivel modules designed as clamping cassettes 7 are arranged at a distance as rows. The clamping bar 1 is at its two ends between two turntables, about a horizontal pivot axis around, with the assistance of two rolling bearings, not shown, in and on a support frame 6 recorded, pivotally mounted. The with workpiece support plates 20 equipped clamping cassettes are shown without inserted and tensioned workpieces.
  • Im Unterschied zu 1 ist die gleiche Schwenkmodul-Kombination in 2 als, mit einer gesonderten auf einen Werkzeugmaschinentisch 21 positionierten und fixierten Vorrichtungsgrundplatte 22 stabilisierter, stehender Spannkörper 2 ausgebildet, dargestellt.In contrast to 1 is the same swivel module combination in 2 as, with a separate on a machine tool table 21 positioned and fixed device base plate 22 stabilized, stationary clamping body 2 trained, represented.
  • In den 3 und 4 ist der Schwenkantrieb für die Bewegung eines Schwenkmodules 7 dargestellt. Der Schwenkantrieb ist, unter dem Schwenkmodul 7 liegend, unmittelbar unter den Außen- oder Spannflächen 3 schwenkbeweglich im Spannbalken 1 oder im Spannkörper 2 aufgenommen und mit der Wälzlagerung 17 genau gelagert. Die beiden Hydraulik-Arbeitszylinder 14 und 15 sind über nicht dargestellten Hydraulikleitungen untereinander, mit den Hydraulik-Arbeitszylindern aller anderen Schwenkantriebe und mit der autarken zentralen Hydraulik-Druckölversorgung für Schwenkung und Werkstückspannung im Haltegestell druckausgleichend leitungsverbunden. Der Schwenkantrieb selbst besteht aus einer ringförmigen Schwenkscheibe 8 an der, fest mit ihr verbunden, ein zeigerartig radialgerichteter Hebel 9, als ein Koppelglied genutzt, angeordnet ist. Das äußere Hebelende ist als Halbzylinder-Hebelende 10 ausgebildet. Mit diesem ragt der Hebel 9 in den konturangepassten querliegenden Halbzylinder-Aufnahmeschlitz 11 in der Kolbenstange 12. Diese Kolbenstange ist an ihren beiden Enden mit je einem Kolben 13 der beiden entgegengerichtet, aber gleichachsig angeordneten einseitig beauflagten Hydraulik-Arbeitszylinder 14 und 15 funktions- und bewegungsverbunden. Die begrenzte Linearbewegung der Kolbenstange 12, durch einen der beiden Kolben 13 eines beauflagten, mit Hydraulik-Drucköl betätigten Hydraulik-Arbeitszylinders 14 oder 15 aktiviert, führt dazu, dass der mit bewegte Halbzylinder-Aufnahmeschlitz 11 den mit dem Halbzylinder-Hebelende 10 im Eingriff befindlichen Hebel 9 antreibt und damit die Schwenkscheibe 8 um einen begrenzten Schwenkwinkel-Betrag bis ca. 30° verschwenkt. Dies ist im Ergebnis die realisierbare Schwenkbewegung jedes der entsprechend dimensionierten, einfach ausgebildeten beweglichen Schwenkmodule 7.In the 3 and 4 is the rotary actuator for the movement of a swivel module 7 shown. The swivel drive is under the swivel module 7 lying, directly under the outer or clamping surfaces 3 pivotable in the clamping beam 1 or in the clamping body 2 taken up and with the rolling bearing 17 exactly stored. The two hydraulic power cylinders 14 and 15 are interconnected via hydraulic lines, not shown, with the hydraulic working cylinders of all other part-turn actuators and the autarkic central hydraulic pressure oil supply for pivoting and workpiece clamping in the holding frame pressure-compensating. The rotary actuator itself consists of an annular swash plate 8th at the, firmly attached to it, a pointer-like radially directed lever 9 , used as a coupling member, is arranged. The outer end of the lever is a half-cylinder lever end 10 educated. With this the lever protrudes 9 in the contour-matched transverse half-cylinder receiving slot 11 in the piston rod 12 , This piston rod is at its two ends, each with a piston 13 the two opposite, but coaxially arranged unilaterally applied hydraulic working cylinder 14 and 15 connected to function and movement. The limited linear movement of the piston rod 12 , through one of the two pistons 13 a pressurized hydraulic working cylinder operated by hydraulic pressure oil 14 or 15 activated, causes the moving half-cylinder receiving slot 11 the one with the half cylinder lever end 10 engaged lever 9 drives and thus the swash plate 8th pivoted about a limited swing angle amount to about 30 °. This is the result of the realizable pivotal movement of each of the appropriately dimensioned, simply formed movable pivot modules 7 ,
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 11
    Spannbalkenclamping beams
    22
    Spannkörpertensioning body
    33
    Außen- oder SpannflächenExternal or clamping surfaces
    44
    Drehtellerturntable
    55
    Schwenkachse(n) für 1; 2; 7 Swivel axis (s) for 1 ; 2 ; 7
    66
    Haltegestell für 1; 2 Holding frame for 1 ; 2
    77
    Schwenkmodulswivel module
    88th
    Schwenkscheibe in 7 Swivel disc in 7
    99
    Hebel an 8 Lever on 8th
    1010
    Halbzylinder-Hebelende an 9 Half cylinder lever end 9
    1111
    Halbzylinder-Aufnahmeschlitz in 12 Half cylinder receiving slot in 12
    1212
    Kolbenstangepiston rod
    1313
    Kolben in 14; 15 Piston in 14 ; 15
    1414
    Hydraulik-ArbeitszylinderHydraulic cylinder
    1515
    Hydraulik-ArbeitszylinderHydraulic cylinder
    1616
    Hydraulik-Leitungen für 7 Hydraulic lines for 7
    1717
    Wälzlagerung von 7 Rolling bearing of 7
    1818
    Begrenzungsanschlägelimiting stops
    1919
    Schwenkwinkel-Segment(e) an 4 Swivel angle segment (s) on 4
    2020
    Werkstück-AuflageplatteWorkpiece support plate
    2121
    WerkzeugmaschinentischMachine tool table
    2222
    VorrichtungsgrundplatteDevice base
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • DE 10158365 C1 [0002, 0005] DE 10158365 C1 [0002, 0005]
    • DE 202009002638 U1 [0002] DE 202009002638 U1 [0002]
    • DE 202011106409 [0002] DE 202011106409 [0002]
    • DE 165904 A1 [0004] DE 165904 A1 [0004]
    • DE 1812512 [0004] DE 1812512 [0004]
  • Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
    • DIN 6348:1971-01 [0004] DIN 6348: 1971-01 [0004]
    • DIN 6348:1971-01 [0004] DIN 6348: 1971-01 [0004]

Claims (1)

  1. Schwenkmodul-Kombination für gespannte Werkstücke, wobei gleiche oder gleichartige mit Werkstück-Auflageplatten (20) ausgestattete Spannkassetten, an einem beidseitig schwenkbar gelagerten Spannbalken (1) oder an einem, auf einem Werkzeugmaschinentisch (21) positionierten und fixierten Spannkörper (2) abgeordneten als koordiniert hin- und herschwenkbare Schwenkmodule (7) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens vier planen Außen- und Spannflächen (3) des Spannbalkens (1) oder des Spannkörpers (2), der auf oder zwischen zwei Drehtellern (4) wälzgelagert mit diesen schwenkbeweglich in einem Haltegestell (6) aufgenommen ist, gleichbeabstandet nebeneinander mehrere Schwenkmodule (7) angeordnet sind und über je einen scheibenförmigen Schwenkantrieb, der aus einer ringförmigen Schwenkscheibe (8) und als einem mit ihr festverbundenen Hebel (9) besteht, der als zeigerartig radialgerichtet ausgebildetes Koppelglied mit seinem äußeren, halbzylinderförmigen Hebelende (10) in einem konturangepassten Halbzylinder-Aufnahmeschlitz (11) einer lineargerichtet begrenzt beweglichen Kolbenstange (12) ragt, an deren beiden Enden Kolben (13) von zwei einseitig entgegen gerichtet beauflagbaren Hydraulik-Arbeitszylinder (14, 15) angeordnet sind.Swivel module combination for tensioned workpieces, with identical or similar with workpiece support plates ( 20 ) equipped clamping cassettes on a pivotally mounted on both sides clamping bar ( 1 ) or at one, on a machine tool table ( 21 ) and fixed clamping body ( 2 ) as coordinated pivotable swivel modules ( 7 ) are formed, characterized in that at least four plan outer and clamping surfaces ( 3 ) of the tension bar ( 1 ) or the clamping body ( 2 ) placed on or between two turntables ( 4 ) roller-mounted with these pivotally movable in a holding frame ( 6 ), equidistant from each other several pivot modules ( 7 ) are arranged and each have a disk-shaped pivoting drive, which consists of an annular swash plate ( 8th ) and as a firmly attached lever ( 9 ), which is designed as a pointer-like radially directed coupling member with its outer, semi-cylindrical lever end ( 10 ) in a contour-adapted half-cylinder receiving slot ( 11 ) of a linearly limited movable piston rod ( 12 ) protrudes at both ends piston ( 13 ) of two unilaterally oppositely applied hydraulic working cylinder ( 14 . 15 ) are arranged.
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