DE3512146A1 - Vorrichtung zum zentrieren von werkstuecken auf einem werkzeugmaschinentisch - Google Patents

Description

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Vorrichtung zum Zentrieren von Werkstücken auf einem Werkzeugmaschinentisch.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren von Werkstücken auf einem Werkzeugmaschinen tisch.

Bei der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mittels Werkzeugmaschinen ist es vielfach erforderlich, die Werkstücke, nachdem sie auf den Maschinentisch aufgelegt wurden, gegenüber einer vorher festgelegten Ebene, beispielsweise der Längsmittelebene, des Werkzeugmaschinentisches zu zentrieren. Zu diesem Zweck weisen die Werkstücke Zentrieransätze oder Zentrierflächen auf. Bisher sind jedoch noch keine geeigneten Zentriervorrichtungen bekannt, mit denen die Werkstücke schnell und momentfrei zentriert werden können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine

Vorrichtung zum Zentrieren von Werkstücken auf einem *

Werkzeugmaschinentisch mit T-förmigen Aufspannuten zu schaffen, die bei kleinen Bauabmessungen eine rasche und momentfreie Zentrierung eines Werkstückes auf dem Werkzeugmaschinentisch gegenüber einer vorher festgelegten Ebene ermöglicht, wartungsarm arbeitet und bei Abschaltung oder Ausfall der Energiezufuhr auch weiterhin das Werkstück zentriert hält.

Die Vorrichtung zum Zentrieren von Werkstücken ist gekennzeichnet durch:

a) ein auf dem Werkzeugmaschinentisch aufspannbares Gehäuse, welches an seiner Unterseite mindestens einen in die Aufspannut passend einsetzbaren Zentrieransatz aufweist,

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b) zwei in dem Gehäuse gegenläufig verschiebbar gelagerte, zylindrische Schubstangen, die koaxial zueinander angeordnet sind und mit ihren inneren Enden teleskopisch ineinandergreifen ,

c) mindestens eine an jeder Schubstange achsparallel angeordnete Zahnstange, von denen jede mit einem van zwei im Durchmesser gleich großen Ritzeln in Eingriff steht, die im Gehäuse drehbar gelagert sind und ebenfalls miteinander kämmen, und

d) einen an einer der Schubstangen oder einem der Ritzel angreifenden, selbstsperrenden, reversiblem Verstellantrieb.

Die neue Vorrichtung ermöglicht ein rasches und auch sehr genaues Zentrieren von Werkstücken auf einem Werkzeugmaschinentisch , in dem beide Schubstangen durch den hydrau-

f lisch oder pneumatisch angetriebenen Verstellantrieb

gegenläufig aus dem Gehäuse ausgefahren werden und an

'* Zentrieransätzen des Werkstückes zur Anlage kommen. Da

die beiden Schubstangen koaxial zueinander angeordnet sind, erfolgt ihr Kraftangriff an den Zentrieransätzen des Werkstückes auf der gleichen Wirkungslinie völlig momentfrei. Da die inneren Enden der beiden Schubstangen teleskopisch ineinandergreifen, haben sie in zussmmengeschobenem Zustand eine kleine Gesamtlänge, so daß auch das Gehäuse verhältnismäßig klein ausgebildet sein kann. Infolgedessen kann die Vorrichtung zum Zentrieren auch noch innerhalb verhältnismäßig kleiner Werkstücke zum Einsatz kommen. Durch die Anordnung aller Antriebsbauteile und auch der Führungen für die Schubstangen innerhalb eines Gehäuses sind diese Teile schützend untergebracht und die Vorrichtung arbeitet damit weitgehend wartungsfrei. Wichtig ist auch, daß die ausgefahrenen , an den Zentrieransätzen des Werkstückes an-

liegenden Schubstangen bei Abschaltung oder Ausfall der Energiezufuhr dank des selbstsperrenden Verstellantriebes in ihrer Betriebslage festgehalten werden und somit auch das Werkstück gegenüber dem liJerkzeugmaschinentisch zentriert halten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt der Vorrichtung nach der Linie I-I der Figur 3 ,

Figur 2 einen Querschnitt der Vorrichtung nach der Linie

H-II der Figur 1 ,

Figur 3 eine Draufsicht in Richtung III, teilweise geschnitten.

Ein nur teilweise dargestelltes Werkstück 1, welches an seiner Unterseite Zentrieransätze 2, 3 mit Zentrierflächen 2a, 3a aufweist, sdII auf einem Ulerkzeugmaschinentisch k gegenüber einer vorbestimmten Bezugsebene, beispielsweise der Längsmittelebene M, zentriert werden. Der Uerkzeugmaschinentisch k ist in üblicher üJeise mit T-förmigen Aufspannuten 5 versehen, wobei die Mittelebene dieser Aufspannut 5 mit der Längsmittelebene M des Ulerkzeugmaschinentisches h zusammenfällt.

Die Zentriervorrichtung 6 weist ein auf dem bJerkzeugmaschinentisch k aufspannbares Gehäuse 7 auf. Das Gehäuse 7 hat an seiner Unterseite mindestens einen in die Aufspannut 5 passend einsetzbaren Zentrieransatz 8. Der Zentrieransatz θ ist nach Art einer Paßfeder ausgebil-

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det und kann sich durchgehend über die ganze Breite des Gehäuses erstrecken, oder es können auch zwei kurze, in Abstand voneinander angeordnete Zentrieransätze vorgesehen sein. Das Gehäuse 7 kann beispielsweise mittels Schrauben 9, die in üblicher Ueise in T-I\lutensteine eingeschraubt sind, auf dem Werkzeugmaschinentisch k aufgespannt uierden und ujird durch den Zentrieransatz θ gegenüber dem Werkzeugmaschinentisch zentriert.

Das Gehäuse 7 meist ζωεΐ senkrecht zu dem Zentrieransatz 8 bziij. der Längsmittelebene M des UJerkzeugmaschinentisches U verlaufende, koaxiale Bohrungen 10, 11 auf, in denen zwei Schubstangen 12, 13 gegenläufig verschiebbar gelagert sind. Die beiden Schubstangen 12, 13 greifen hierbei mit ihren inneren Enden 12a, 13a teleskopisch ineinander, uobei das Ende 12a der inneren Schubstange 12 in die Längsbohrung 13b der äußeren Schubstange 13 eingreift. Die innere Schubstange 12 ueist eine achsparallele Zahnstange Ik auf. Die äußere Schubstange 13 ist an ihrem inneren Ende 13a im Bereich der Zahnstange 1A mit einem Axialschlitz 15 versehen. An beiden Rändern dieses Axialschlitzes 15 ist eine Zahnstange 16 angeordnet. Ferner sind in dem Gehäuse 7 zwei miteinander kämmende Ritzel 17, 18 gelagert, von denen das eine Ritzel 17 in die Zahnstange 14, das andere Ritzel 18 in die Zahnstangen 16 eingreift. Beide Ritzel 17, 18 haben gleiche Durchmesser bzw. gleiche Zähnezahl. Die Breite B1 des Ritzels 18 ist etüja doppelt so groß uie die Breite B2 des Ritzels

17. Der Axialschlitz 15 hat eine Breite B3, die etwas größer ist als die Breite B2 des Ritzels 17, so daß das Ritzel 17 frei durch den Axialschlitz 15 hindurchtreten kann, wenn das innere Ende 13a der Schubstange 13 in den Bereich dieses Ritzels gelangt.

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Der selbstsperrende Verstellantrieb 19 - 23 weist eine parallel zur äußeren Schubstange 13 angeordnete, in axialer Richtung unverschiebbar gelagerte Gewindespindel 19 mit einer Spindelmutter 20 auf, die mit der MuBeren Schubstange 13 verbunden ist. Die Gewindespindel wird van einem Hydraulikmotor 21 oder einem Elektromotor angetrieben. Durch Verwendung der Gewindespindel und der Spindelmutter 2G ist dieser Verstellantrieb 19 - 23 selbstsperrend, d.h. bei Abschalten der Energiezufuhr zum Antriebsmotor 21 oder bei Ausfall der Energiezufuhr wird die Schubstange 13 in ihrer eingestellten Lage blockiert. Da die Schubstange 13 über die Zahnstangen 16, 14 und die Ritzel 18, 17 mit der Schubstange 12 verbunden ist, wird damit gleichzeitig auch die Schubstange 12 blockiert.

Das freie Ende 13c der hohlen, äußeren Schubstange 13 ist zweckmäßig durch einen lösbaren Stopfen Zk verschlossen. Der Stapfen Zk dient zur Beseitigung etwaiger Herstellungstoleranzen. Stellt man nämlich nach Fertigstellung der Vorrichtung fest, daß die äußeren Enden der beiden Schubstangen 12, 13 gegenüber der Längsmittelebene M nicht genau gleich weit ausgefahren sind, SD kann man den Stopfen 2k abnehmen und durch Abschleifen seiner Planfläche eine Längenkorrektur vornehmen. Gegebenenfalls wäre auch eine Symmetrieabstimmung dadurch möglich, daß man den Zentrieransatz B am Gehäuse 7 versetzt, was jedoch umständlicher und zeitraubender ist.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Vorrichtung ist folgende :

Das Werkstück 1 wird auf den Uerkzeugmaschinentisch k aufgesetzt, so daß es in etwa seine Bearbeitungslage einnimmt. Die Schubstangen 12, 13 sind dabei vollstän-

dig in das Gehäuse 7 eingefahren. Mittels des Motors wird dann die Schubstange 13 aus dem Gehäuse 7 ausgefahren, wobei über die Zahnstangen 16, die Ritzel 1Θ, 17 und die Zahnstange 14 die Schubstange 12 in entgegengesetzter Richtung jeweils um genau den gleichen Betrag ausgefahren wird. Das freie Ende einer der beiden Schubstangen 12 , 13 kämmt dann zunächst an einer der beiden Zentrierflächen 2a bzuj. 3a zunächst zur Anlage. Hierdurch wird das Werkstück 1 durch die betreffende Zugstange solange in Bewegungsrichtung dieser Schubstange verschoben, bis das freie Ende der anderen Schubstange 13 an der gegenüberliegenden Zentrierfläche zur Anlage kommt. Das Werkstück 1 wird auf diese Weise rasch und mit großer Genauigkeit gegenüber der Längsmittelebene M zentriert. Sofern anschließend die Energiezufuhr zu dem Antriebsmotor 21 absichtlich oder unabsichtlich unterbrochen wird, behalten die beiden Schubstangen 12, 13 dank des selbstsperrenden Werstellantriebes ihre eingestellte Lage und halten dementsprechend auch das Werkstück bei Abschalten oder Ausfall der Energiezufuhr gegenüber der Längsmittelebene M des Werkzeugmaschinentisches zentriert.

Gegebenenfalls ist es möglich, den selbstsperrenden Werstellantrieb 19 - 23 auch durch einen anderen selbstsperrenden Werstellantrieb zu ersetzen, beispielsweise einen Werstellmotor, der über ein Schneckenradgetriebe eines der beiden Ritzel 17, 18 direkt antreibt, oder einen elektrischen Werstellmator, der eine selbsttätig wirkende Zahnkupplungs- oder Reibbremse aufweist, z.B. einen Bremsmotor.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann eines der beiden Ritzel 17, 1Θ mit einem Potentiometer-Meßwertgeber 25 verbunden sein. Auf diese Weise ist es

möglich, den Ausfahruieg der beiden Schubstangen 12, 13 zu messen bzw. eine Lagekontralle der beiden Schubstangen vorzunehmen und gegebenenfalls eine lüerkstückerkennung in der Fertigung zu ermöglichen.

Bei Werkstücken, die nicht ratatianssymmetrisch sind, können zueckmäßigeruEise zwei der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Ausrichten des Werkstückes verwendet werden.

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Claims (6)

Ansprüche

1. uOrric-ht.ung zum Zentrieren von Werkstücken auf einem Werkzeugmaschinentisch mit T-förmigen Aufspannuten, gekennzeichnet durch:

a) ein auf dem. üJerkzeugmaschinentisch (4) aufspannbares Gehäuse (7), welches an seiner Unterseite mindestens einen in die Aufspannut (5) passend einsetzbaren Zentrieransatz (B) aufweist,

b) zwei in dem Gehäuse (7) gegenläufig verschiebbar gelagerte, zylindrische Schubstangen (12, 13),

1Ü die koaxial zueinander angeordnet sind und mit ihren inneren Enden (12a, 13a) teleskopisch ineinandergreifen ,

c) mindestens eine an jeder Schubstange (12, 13) achsparallel angeordnete Zahnstange (I'+, 16), von

denen jede mit einem von zwei im Durchmesser gleich ^ großen Ritzeln (17, 1Θ) in Eingriff steht, die im i

Gehäuse (7) drehbar gelagert sind und ebenfalls mit- _Λ· einander kämmen , und

d) einem an einer der Schubstangen (12, 13) oder einem der Ritzel (17, 1B) angreifenden, selbstsperrenden, reversiblem Uerstellantrieb (19 - 23).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der inneren Schubstange (12) kleineren Durchmessers kämmende eine Ritzel (17) in Achsrichtung schmaler ist als das mit der äußeren Schubstange (13) größeren Durchmessers kämmende andere Ritzel (1B), daß die äußere Schubstange (13) an ihrem innerhalb des Gehäuses (7) befindlichen Teil einen Axial-

3Ü schlitz (15) aufweist, dessen Breite (B3) etwas größer ist als die Breite (B2) des mit der inneren Schubstange (12) kämmenden einen Ritzels (17), daß das andere Ritzel (1B) eine Breite (BD aufweist, die

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etwa doppelt so groß ist wie die Breite (B2) des einen Ritzels (17) und daß das andere Ritzel (18) mit mindestens einer Zahnstange (1S) kämmt, die angrenzend an den Axialaschlitz (15) an der äußeren Schubstange (13) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Rändern des Axialschlitzes (15) je eine Zahnstange (1ß) angeordnet ist und daß das andere Ritzel (18) in beide Zahnstangen (16) eingreift.

k. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellantrieb .(19 - 23) eine parallel zur äußeren Schubstange (13) angeordnete, in axialer Richtung unbeweglich gelagerte Gewindespindel (19) mit einer Spindelmutter (20) aufweist, die mit der äußeren Schubstange (13) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der hohlen, äußeren Schubstange

(13) durch einen lösbaren Stopfen (2^) verschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Ritzel (17, 18) mit einem Potentiometer-Meßwertgeber (25) verbunden ist.