DE3108258A1 - Supporting element for supporting workpieces - Google Patents
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Abstract
Description
Stützelement-zum Abstützen von Werkstücken Support element - for supporting workpieces
Die Erfindung betrifft ein Stützelement zum Abstützen von Werkstücken an insbesondere Auflage- und Spannvorrichtungen mit einem um einen Schwenkmittelpunkt allseitig schwenkeinstellbar gelagerten Stützkörper, der eine ebene Stützfläche für die Anlage am Werkstück aufweist.The invention relates to a support element for supporting workpieces on, in particular, support and clamping devices with a pivot center point support body mounted pivotably on all sides, which has a flat support surface has for the plant on the workpiece.
Stützelemente der vorgeschilderten Bauart sind in verschiedener Ausführung bekannt. Dabei ist in der Regel der Stützkörper mittels einer teilsphärischen Außenfläche in einem Stützgehäuse gelagert, das hin und wieder durch eine Einstell- oder Spannschraube gebildet wird, also nachstellbar angeordnet ist. Stützelemente werden einerseits in der Auflagevorrichtung und andererseits in der Spannvorrichtung für das Werkstück angebracht. Dabei kann die Auflage auch eine etwa senkrechte Anlage sein, und es können Stützelemente längs oder quer zur Hauptspannebene angesetzt werden. Stets legt sich dabei die ebene Stützfläche tangential an die Kontur des Werkstückes im Abstützpunkt an.Support elements of the type described are available in various designs known. In this case, the support body is usually by means of a partially spherical outer surface stored in a support housing, which is now and then by an adjusting or tensioning screw is formed, so is arranged adjustable. Support elements are on the one hand in the support device and on the other hand in the clamping device for the workpiece appropriate. The support can also be an approximately vertical system, and it support elements can be attached lengthways or crossways to the main clamping plane. Always The flat support surface lies tangentially against the contour of the workpiece in the Support point.
Unter dem Begriff "Werkstück" sollen hier alle einstellbar abzustützende bzw. einzuspannende Gegenstände verstanden werden, beispielsweise auch Werkzeuge.The term "workpiece" is intended here to mean all that are adjustable to be supported or objects to be clamped are understood, for example also tools.
Der Hauptzweck der Schwenkeinstellbarkeit der Stützkörper liegt darin, die Abstützung möglichst ohne Einleiten von Zwangskräften zu bewerkstelligen, um eine möglichst ver- spannungsfreie Auflage oder Einspannung zu ermöglichen.The main purpose of the pivot adjustability of the support body is to to accomplish the support as possible without introducing constraining forces in order to as much as possible To enable tension-free support or clamping.
Dies wird jedoch mit den bekannten Stützelementen nicht im erwünschten Ausmaß erreicht, weil die ebene Stützfläche beispielsweise an einem gegasenen oder gepreßten Werkstück oft keine hinreichende ebene Gegenfläche findet. Da die Lage des Werkstückes durch andere Stützelemente vorgegeben ist, bewirkt die bene Stützfläche eine Art Richt-Preßvorgang und damit eine örtliche Verspannung im Stützbereich, die sich nach der Entlastung des Werkstückes als Verformung auswirkt.However, this is not desirable with the known support elements Extent achieved because the flat support surface, for example, on a gas or pressed workpiece often does not find a sufficiently flat counter surface. As the location of the workpiece is given by other support elements, causes the bene support surface a kind of straightening pressing process and thus a local tension in the support area, which has the effect of deformation after the workpiece has been relieved of pressure.
Zwar handelt es sich dabei meist um Verformungen unter 0,1 mm, aber dies ist für verschiedene Zwecke nicht zulässig.It is true that these are mostly deformations of less than 0.1 mm, but this is not permitted for various purposes.
Die Erfindung verfolgt daher die Aufgabe, ein Stützelement der eingangs genannten Gattung auf möglichst einfache Weise so weiterzubilden, daß die Gefahr einer Verspannung an der Stützfläche weiter herabgemindert wird.The invention therefore aims to provide a support element of the initially introduced mentioned genus in the simplest possible way so that the danger tension on the support surface is further reduced.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß drei vom Stützkörper bis in dessen Stützfläche vorragende und diese mit ihren Enden bestimmende Stützwarzen, die rings um eine vom Schwenkmittelpunkt auf die Stützebene gelegte Mittelachse verteilt angeordnet sind.According to the invention, three of the support bodies are used to solve this problem up to its support surface protruding and this with their ends defining support lugs, the center axis placed around a center axis from the pivot center point on the support plane are arranged distributed.
Hier greift der allseitig einstellbare Stützkörper an drei zum Umfang seiner Stützfläche hin verteilten Stellen annähernd punktförmig am Werkstück an. Die spezifischen Anlagekräfte werden dadurch kaum verändert, da auch eine große ebene Stützfläche nur in sehr begrenzten Flächenbereichen einer Gegenfläche zur Anlage gebracht werden kann.Here the support body, which is adjustable on all sides, engages on three of the circumference its support surface towards distributed points approximately point-like on the workpiece. The specific investment forces are hardly changed as a result, as a large one flat support surface only in very limited surface areas of a counter surface to Attachment can be brought.
Jetzt erfolgt aber die Anlage nicht in denjenigen Flächenbereichen des Werkstückes, die in Richtung auf den Schwenkmittelpunkt am stärksten vorgewölbt sind, was mitunter eine instabile Anlage zur Folge hat, sondern alle drei mit größerem Querabstand voneinander vorgesehene Warzen kommen, unabhängig voneinander mit ihren freien Enden an der nahezu nach Belieben zu gestaltenden Werkstück-Oberfläche zur Anlage und gewährleisten dadurch eine wesentlich zuverlässigere stabilere Schwenkausrichtung des Stützkörpers. Da die Stützkräfte einzeln an den Stützwarzen übergeleitet werden, läßt sich die gesamte Stützkraft wesentlich gleichmäßiger verteilen und dadurch die Gefahr einer Verspannung erheblich mindern.Now, however, the installation does not take place in those areas of the workpiece that bulges most strongly in the direction of the pivot center are, which sometimes results in an unstable system, but all three with a larger one Transversely spaced warts come, independently of one another, with theirs free ends on the workpiece surface, which can be designed almost at will System and thus guarantee a much more reliable more stable Swivel alignment of the support body. Since the supporting forces are applied individually to the supporting lugs are transferred, the entire supporting force can be distributed much more evenly and thereby considerably reduce the risk of tension.
Vorzugsweise haben die drei auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordneten Stützwarzen kreisförmigen Querschnitt. Sie können zylindrisch mit weitgehend unveränderlichem Querschnitt oder auch verjüngt beispielsweise kegelförmig ausmlln gebildet sein und sollten/in der gemeinsamen Stützebene liegenden ebenen oder nur leicht allseitig gewölbten Stützflächenelementen enden. Die leichte Wölbung ergibt zwar gegenüber der ebenen Endfläche eine geringfügig vergrößerte Flächenpressung, aber die Gleichförmigkeit der Anlage an unebenen Gegenflächen wird verbessert, und es wird mit größerer Zuverlässigkeit gewährleistet, daß nicht eine Kante der Stützwarzen in die Werkstoffoberfläche eindringen kann. Aus diesem Grunde wird zweckmäßigerweise auch der Rand der Stützflächenelemente abgerundet.Preferably the three are arranged on a common pitch circle Support warts circular cross-section. They can be cylindrical with largely unchangeable Cross-section or also be tapered, for example, conically shaped and should / should lie flat in the common support plane or only slightly on all sides curved support surface elements end. The slight curvature results in opposite the flat end face a slightly increased surface pressure, but the uniformity The abutment on uneven mating surfaces is improved, and it becomes with greater reliability ensures that no edge of the support lugs penetrate the surface of the material can. For this reason, the edge of the support surface elements is also expediently rounded.
Zweckmäßigerweise beträgt die Höhe der Stützwarzen über einer ebenen Stütz-Grundfläche 4 bis 7 Oo des Durchmessers dieser Grundfläche. Wenn dabei die Summe der Stützflächenelemente 8 bis 15 Oo der Stütz-Grundfläche beträgt, tritt keine sehr wesentliche Steigerung der Flächenpressung gegenüber Ausführungen mit völlig ebener Stützfläche in Erscheinung.Appropriately, the height of the support lugs is above a level Support base area 4 to 7,000 of the diameter of this base area. If the Sum of the support surface elements is 8 to 15 Oo of the support base area, occurs no very significant increase in surface pressure compared to versions with completely flat support surface in appearance.
Vorzugsweise ist der Stützkörper mit einer kugelförmigen Außenfläche in einer wenigstens rotationssymmetrischen Lagerhöhlung eines Stützgehäuses gelagert und von einem etwas zur Stützfläche hin versetzten Dichtungsring umspannt. Er kann dann durch Einpressen entlang des Dichtungsringes in seine Betriebsstellung gebracht werden und ist zudem gegen das Eindringen von Schmutz geschützt.Preferably, the support body has a spherical outer surface stored in an at least rotationally symmetrical bearing cavity of a support housing and encompassed by a sealing ring that is slightly offset towards the support surface. He can then brought into its operating position by being pressed in along the sealing ring and is also protected against the ingress of dirt.
Das Stützgehäuse kann an sich beliebig beschaffen und dem jeweiligen Rerwendungszweck angepaßt sein So können beispielsweise an einem eine körperliche Einheit bildenden bzw. einstückig ausgeführten Stützgehäuse drei räumlich getrennte Lagerhöhlungen für Stützkörper vorgesehen sein.The support housing can procure as desired and the respective The intended use can be adapted, for example, to a physical one Unit-forming or one-piece support housing three spatially separated Storage cavities can be provided for support bodies.
Zweckmäßigerweise ist das Stützgehäuse jedoch als Kopfschraube oder Kopfstift mit zentrisch im Kopf angebrachter Lagerhöhlung für den Stützkörper ausgebildet, so daß man beliebige Auflage- oder Spannvorrichtungen mit auswechselbaren Stützelementen dadurch bilden kann, daß man verschiedenartige Gewinde anschlüsse vorsieht.Appropriately, however, the support housing is a cap screw or Head pin designed with a bearing cavity for the support body mounted centrally in the head, so that you can have any support or clamping devices with interchangeable support elements can be formed by providing various types of thread connections.
Die Zeichnung gibt eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise wieder. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Stützelement, Fig. 2 eine Ansicht dieses Stützelementes von oben in Fig. 1 gesehen, Fig. 3 in vergrößertem Maßstab drei verschiedene Ausführungen von Stützwarzen, Fig. 4 im Längsschnitt eine abgewandelte Ausführung des Stützelementes nach Fig. 1, Fig. 5 eine Ansicht dieses Stützgehäuses von unten in Fig. 4 gesehen und die Fig. 6 und 7 zwei weitere, den Fig. 1 und 4 entsprechende Längsschnitte nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 8 im Teilschnitt die erfindungsgemäße Ausbildung eines Spanneisens etwa zum Einspannen eines Drehstahles.The drawing gives an embodiment of the invention for example again. 1 shows a longitudinal section through a support element according to the invention, FIG. 2 shows a view of this support element from above in FIG. 1, FIG. 3 in enlarged scale three different versions of support lugs, Fig. 4 in longitudinal section a modified embodiment of the support element according to FIG. 1, FIG. 5 is a view this support housing seen from below in Fig. 4 and Figs. 6 and 7 two more, 1 and 4 corresponding longitudinal sections according to a modified embodiment of the invention and FIG. 8 shows, in partial section, the design of a clamping iron according to the invention for clamping a turning tool, for example.
Das in der Zeichnung dargestellte Stützelement wird gebildet durch ein Stützgehäuse 1, einen Stützkörper 2, einen Anschlagstift 3 und einen als O-Ring ausgebildeten Dichtungsring.4.The support element shown in the drawing is formed by a support housing 1, a support body 2, a stop pin 3 and one as an O-ring trained sealing ring. 4.
Das Stützgehäuse T ist als Kopfschraube mit einem kurzen Schraubenschaft 5 und einem Sechskant-Schraubenkopf 6 ausgebildet. In einer durchgehenden -zentrischen Bohrung 7 ist der Anschlagstift 3 eingepreßt, dessen oberes Ende 8 halbkugelförmig ausgebildet ist.The support housing T is a cap screw with a short Screw shank 5 and a hexagonal screw head 6 formed. In a continuous -centric Hole 7, the stop pin 3 is pressed in, the upper end 8 of which is hemispherical is trained.
Vom Kopfende her ist in das Stützgehäuse eine Lagerhöhlung 9 eingebracht, die eine teilkugelförmige Lagerfläche 11 aufweist. Dadurch wird der Stützkörper 2 um den Schwenkmittelpunkt 12 allseitig schwenkeinstellbar gelagert.A bearing cavity 9 is made in the support housing from the head end, which has a partially spherical bearing surface 11. This becomes the support body 2 mounted pivotably adjustable on all sides about the pivot center point 12.
Etwas oberhalb des Schwenkmittelpunktes 12 sitzt der Dichtungsring 4 in einer die Lagerhöhlung 9 umgebenden Ringnut 13. Auf diese Weise wird der Stützkörper elastisch nachgiebig an der Teilkugelfläche 11 anliegend gehalten und diese Fläche vor Verunreinigungen geschützt.The sealing ring sits slightly above the pivot center point 12 4 in an annular groove 13 surrounding the bearing cavity 9. In this way, the support body elastically resiliently held adjacent to the partial spherical surface 11 and this surface protected from contamination.
Der Stützkörper 2 ist oben und unten abgeflacht. Aus der oberen Stütz-Grundfläche 14 ragen drei zylindrische Stütz-Warzen 15 vor, die mit gleichmäßiger Winkelteilung auf einem gemeinsamen Teilkreis 16 um eine senkrecht auf der Stütz-Grundfläche 14 durch den Schwenkmittelpunkt 12 gelegten Mittelachse 17 angeordnet sind.The support body 2 is flattened at the top and bottom. From the upper support base 14 protrude three cylindrical support lugs 15, which are evenly angularly divided on a common pitch circle 16 around a perpendicular to the support base surface 14 through the pivot center point 12 laid central axis 17 are arranged.
Dieebenen und zur Stütz-Grundfläche 14 parallelen Endflächen 18 der Stützwarzen 15 bilden Stützflächen-Elemente und sind exakt in eine parallel zur Stütz-Grundfläche 14 liegende Stützebene 19 eingeschliffen. Mittels dieser Endflächen legt sich der Stützkörper 2 am Werkstück an. Die effektive Anlagefläche ist dadurch vielfach kleiner als etwa die Stütz-Grundfläche 14 und liegt in der Größenordnung von 12 bis 15 Oo dieser Fläche. Es wird daher die Ausrichtung am Werkstück wesentlich verbessert, auch wenn an der jeweiligen Angriffsstelle die Endflächen 18 nicht immer völlig parallel zur Werkstückoberfläche verlaufen. Selbst ein Kanteneingriff bringt gegenüber einer ebenen Stützfläche noch eine Verbesserung.The planes and end faces 18 of the parallel to the support base 14 Support lugs 15 form support surface elements and are exactly parallel to the Support base 14 lying support plane 19 ground. By means of these end faces the support body 2 rests on the workpiece. The effective contact surface is thereby many times smaller than approximately the support base area 14 and is of the order of magnitude from 12 to 15,000 of this area. Alignment with the workpiece therefore becomes essential improved, even if the end faces 18 are not always at the respective point of attack run completely parallel to the workpiece surface. Even an edge intervention brings an improvement over a flat support surface.
Die an der Unterseite des Stützkörpers angebrachte Abfla- chung 21 bewirkt in Verbindung mit dem halbkugelförmigen oberen Ende 8 des Anschlagstiftes 3 eine Begrenzung des Schwenkwinkels um etwa 10°, so daß beispielsweise die Stütz-Grundfläche 14 nur bis maximal zur Ebene 14' und die Mittelachse 17 nur bis zur Linie 17' ausgelenkt werden kann.The flap attached to the underside of the support chung 21 causes in conjunction with the hemispherical upper end 8 of the stop pin 3 a limitation of the pivot angle by about 10 °, so that, for example, the support base 14 only deflected up to the plane 14 'and the central axis 17 only up to the line 17' can be.
Fig. 3 zeigt neben der zylindrischen Stützwarze 15 eine kegelstumpfförmige Stützwarze 151, deren Fläche 181 gegenüber der Grundfläche wesentlich kleiner ist. Auf diese Weise können zwar die stumpfen Kanten weniger eindringen, aber die Flächenpressung ist wesentlich größer, so daß sich die Kegelstumpfform vornehmlich für die Abstützung an Werkstücken aus besonders hartem Werkstoff oder an später nachzuarbeitenden Flächen empfiehlt.In addition to the cylindrical support boss 15, FIG. 3 shows a frustoconical one Support lug 151, the area 181 of which is significantly smaller than the base area. In this way, the blunt edges can penetrate less, but the surface pressure can is much larger, so that the truncated cone shape is primarily used for support on workpieces made of particularly hard material or on surfaces to be reworked later recommends.
Die rechts in Fig. 3 dargestellte Stützwarze 152 ist zwar im Prinzip wiederum zylindrisch, hat aber eine leicht kugelförmig gewölbte Endfläche 182. Auf diese Weise wird zwar die örtliche Pressung geringfügig vergrößert, aber die Einstellmöglichkeiten am Werkstück werden verbessert, und die zurückversetzten Kanten halten Abstand von der Werkstückoberfläche. Diese Kanten können zudem, vor allem bei der Stützwarze 15 abgerundet werden.The support lug 152 shown on the right in FIG. 3 is in principle again cylindrical, but has a slightly spherically curved end face 182. On this way, the local pressure is increased slightly, but the setting options on the workpiece are improved, and the recessed edges keep a distance from the workpiece surface. These edges can also, especially in the case of the supporting nipple 15 rounded down.
Ebenso sind Kombinationen der drei dargestellten Grund6rmen möglich, daß man etwa nur das Ende einer zylindrischen Stützwarze mit einer Fase versieht oder leicht kegelförmig gestaltet. Man kann den Mittelteil der Endfläche eben oder mit sehr geringer Krümmung ausführen und diese Krümmung zur Kante bzw. einer äußeren Fase hin stärker wrden lassen.Combinations of the three basic forms shown are also possible, that only the end of a cylindrical support lug is provided with a bevel or designed slightly conical. The middle part of the end face can be flat or run with very little curvature and this curvature to the edge or an outer one Let the bevel become stronger.
Bei der Ausführung Fig. 4 ist zunächst der Stützkörper 2 aus. Fig. 1 unverändert übernommen. Anstelle des Sechskant-Schraubenkopfes ist jetzt ein Schraubenkopf 61 mit lediglich zwei seitlichen Schlüsselflächen 22 getreten. Die jetzt etwas schmaler ausgebildete kugelförmige Lagerfläche 11 ist oben umgeben von einer durch einen hochragenden Flansch 23 begrenzten Winkelnut 24, in die ein Dichtungsring 25 einge- presst ist, der zur äußeren Anlage am Stützgehäuse eine verschleißfeste Schutzschicht 26 und eine nach innen oben hin ragende trapezförmige Dichtlippe 27 aufweist. Der Dichtungsring 25 kann also nach Einsetzen des Stützkörpers 2 eingepresst werden Der Stützkörper 2 kann hier in eine erste Senkbohrung 28 einschwenken, während der Anschlagstift 3 auf dem Boden einer zweiten Senkbohrung 29 sitzt.In the embodiment of FIG. 4, the support body 2 is initially off. Fig. 1 adopted unchanged. Instead of the hexagonal screw head, there is now a screw head 61 stepped with only two lateral wrench surfaces 22. The now a little narrower formed spherical bearing surface 11 is surrounded by a top by a protruding flange 23 limited angular groove 24 into which a sealing ring 25 is inserted presses is, which has a wear-resistant protective layer 26 for external contact with the support housing and has a trapezoidal sealing lip 27 projecting upwards towards the inside. The sealing ring 25 can therefore be pressed in after the support body 2 has been inserted. The support body 2 can pivot into a first counterbore 28 here, while the stop pin 3 sits on the bottom of a second counterbore 29.
Nach Fig. 6, bei der im übrigen das unveränderte Stützgehäuse 1' aus Fig. 4 zur Anwendung gebracht ist, ragt das obere abgerundete Ende 8 des Anschlagstiftes 3 in eine in die Unterseite des Stützkörpers 2 eingeformte Kegelaussparung 31. Die Flächen kommen dann quer zur Endfläche 8 zum Eingriff, wodurch rauch bei der Schwenkbegrenzung ein Aushebeeffekt vermieden wird.According to Fig. 6, in which the rest of the unchanged support housing 1 'from Fig. 4 is applied, the upper rounded end 8 of the stop pin protrudes 3 in a molded into the underside of the support body 2 conical recess 31. The Surfaces then come into engagement transversely to the end surface 8, which means that there is smoke in the pivot limitation a lifting effect is avoided.
Die Senkbohrung 281 nach Fig. 7 ist so flach gehalten, daß ihr Boden 32 unmittelbar den Anschlag für die Abflachung 21 des Stützkörpers 2 bilden kann und dadurch einen gesonderten Anschlagstift entbehrlich macht. Die durchgehende Mittenbohrung 33 ist auch mit Gewinde 34 versehen, und kann auf das Außengewinde eines Trägerteiles aufgeschraubt werden.The counterbore 281 of FIG. 7 is kept so flat that its bottom 32 can directly form the stop for the flattening 21 of the support body 2 and thereby makes a separate stop pin unnecessary. The continuous Center bore 33 is also provided with thread 34, and can be on the external thread a support part can be screwed on.
Der Schaft 51 des Stützgehäuses 1 " hat eine mit zwei Schlüsselflächen 22 (Fig. 5) versehene glatte zylindrische Außenfläche 35 und kann daher auch bis zur Anlage am Kopf eines Spann-, -AuSridit-oder Bestimmungselementes eingepresst werden.The shaft 51 of the support housing 1 ″ has one with two key surfaces 22 (Fig. 5) provided smooth cylindrical outer surface 35 and can therefore also up to Pressed in to rest on the head of a clamping, -AuSridit- or determining element will.
Nach Fig. 8 dient beispielsweise das einen Drehstahl übergreifende freie Ende eines Spanneisens 36 unmittelbar als Stützgehäuse mit eingeformter Lagerfläche 11 und Senkbohrung 28. Anstelle einer Dichtung ist dort rings um die Lagerhöhlung 9 eine Ringnut 37 eingeformt, durch welche eine leicht federnd gegen die Kugelfläche des Stützkörpers 2 gelegte Ringlippe 38 gebildet wird. Ebenso wie in ein solches Spanneisen lassen sich Stützkörper in beliebig andere Vorrichtungsteile einer Spann-, Ausricht- oder Haltevorrichtung einbringen.According to FIG. 8, for example, the cross-cutting tool is used free end of a clamping iron 36 directly as a support housing with a molded-in bearing surface 11 and counterbore 28. Instead of a seal there is around the bearing cavity 9 an annular groove 37 formed through which a slightly resilient against the spherical surface of the support body 2 placed annular lip 38 is formed. Just like in one Clamps can be used in any other support body Device parts a clamping, aligning or holding device.
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