DE3635747A1 - Messaufspannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Messaufspannvorrichtung zum Messen von Werkstücken, mit einer planen Aufspannfläche, einer Einrichtung zum Befestigen des Werkstücks auf der Aufspannfläche und einem Rahmengestell mit einer Stand­ einrichtung.

Messaufspannvorrichtungen sind im Stande der Technik bekannt. Üblicherweise bestehen derartige Aufspannvor­ richtungen aus einem Winkelstück aus Gußeisen, bei dem beide in der Regel senkrecht aufeinanderstehenden Winkel­ flächen wahlweise als Aufspannfläche oder als Standein­ richtung verwendet werden.Derartige Winkel stehen lose ver­ schiebbar auf einem Mess- oder Richttisch, oft werden sie, wenn größere Werkstücke an ihnen befestigt werden müssen, an dem Tisch mittels Schraubzwingen festgespannt. Die Schenkel eines solchen Winkels weisen in der Regel Lang­ löcher auf, die zur Befestigung eines Werkstücks dienen. Hierzu wird das Werkstück mit Spannpratzen erfaßt, die mit einem Bolzengewinde durch die Langlöcher hindurchragen und mit einer Schraubenmutter verschraubt werden.

Die Handhabung derartiger Messaufspannwinkel ist infolge des Festspannens mittels Schraubzwingen auf den Messtisch und des umständlichen Aufspannens des Werkstücks an der Aufspannfläche nur unbefriedigend zu handhaben. Insbesondere ist das Aufspannen eines Werkstücks auf der Aufspannfläche sehr zeitraubend, da es in der Regel mit einer Bezugslinie oder Bezugskante exakt waagerecht fest­ gelegt werden muß. Dieses Festlegen erfordert eine große Sachkunde und Erfahrung, damit beim Verschrauben der Spann­ pratzen das Werkstück nicht wieder verschoben wird.

Des weiteren ist es mit einem solchen herkömmlichen Mess­ winkel schwierig nach einer Messung in Richtung einer Koordinatenachse eine Messung in Richtung der anderen Koordinatenachse durchzuführen, da hierzu in der Regel das Lösen des Werkstücks von dem Aufspannblock und ein erneutes Einrichten erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messauf­ spannvorrichtung der genannten Gattung bereitzustellen, bei der das Festlegen des Werkstücks einfach und rasch ohne wesentliche Erfahrung durchgeführt werden kann und mit der Messungen in verschiedenen Achsrichtungen schnell durchführbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufspannfläche an einer Magnetaufspannplatte ausgebildet ist, die an dem Rahmengestell in Richtung der in der Ebene der Aufspannfläche liegenden Koordinaten x, y verschiebbar und verschwenkbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, Werkstücke an der Aufspannfläche festzulegen, ohne daß es während des Aufspannvorgangs zu einer Verrückung des Werkstücks aus einer einmal eingerichteten Position kommt. Durch die Verschiebbarkeit der Haftplatte und die Möglich­ keit die Haftplatte in der Ebene der Aufspannfläche zu verschwenken, ist ein schnelles und rationelles Arbeiten gegeben.

Für solche Werkstücke, die aus magnetischem Material gefertigt sind, ist es günstig, wenn die Haftplatte eine Magnetaufspannplatte ist.

Günstigerweise besteht die Haftplatte aus einer Vakuum­ aufspannplatte, wenn es sich bei den Werkstücken um nicht magnetisches Material handelt.

Vorteilhaft kann es auch sein, die Haftplatte als eine kombinierte Magnet-Vakuum-Aufspannplatte auszubilden, wobei wahlweise die Magnet-, Vakuum- oder in einem kombinierten Magnet-Vakuumbetrieb geschaltet werden kann.

Auch ist es günstig, die Haftplatte in voneinander getrennte Aufspannbereiche zu unterteilen, die entweder getrennt voneinander oder gemeinsam in Betrieb gesetzt werden können.

Bei der Vakuumaufspannplatte ist eine zweckmäßige Ausge­ staltung darin gegeben, daß bestimmte der voneinander getrennten Aufspannbereiche solche Vakuumöffnungen auf­ weisen, die eine geringere Öffnungsweite aufweisen als andere.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß das Rahmen­ gestell eine Vertikalführung aufweist, auf der ein Führungs­ schlitten mittels einer Stellspindel verfahrbar ist. Diese Ausbildung gestattet die vertikale Verschiebbarkeit der Magnetaufspannplatte in bezug zu einem sich auf dem Mess­ tisch befindenden Mess-System.

Günstigerweise ist an dem Führungsschlitten die Schwenk­ einrichtung zur Verschwenkung der Magnetaufspannplatte in der Ebene der Aufspannfläche befestigt. Diese Schwenk­ einrichtung besteht vorteilhafterweise aus einem Rundtisch mit einer Mess-Skala, wobei die Messaufspannplatte an dem Rundtisch befestigt ist.

Bei einer anderen günstigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Schwenkeinrichtung einen an einer Befestigungsplatte waagerecht abstehenden Schwenkzapfen aufweist, der dreh­ bar in einer Lagerbohrung in einer Trägerplatte des Führungs­ schlittens aufgenommen ist.

Günstigerweise ist die Vertikalführung als eine Doppel­ säulenführung ausgebildet und die Stellspindel zwischen den Säulen angeordnet. Auf diese Weise ist ein Verfahren des Führungschlittens ohne Verkanten möglich.

Eine günstige Ausbildungsvariante kann sein, die Vertikalführung als eine Nutenschienenführung auszubilden, wobei am Führungsschlitten mindestens ein Nutenstein­ element zum Eingriff in die Nuten der Nutenschienenführung angeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß der Führungsschlitten an der Vertikalführung mittels einer Spannvorrichtung festspannbar ist. Dadurch ist gewährleistet, daß eine einmal eingestellte Höhe während des gesamten Messvorgangs ohne die Gefahr eines Verschiebens beibehalten werden kann.

Es kann günstig sein, daß das Rahmengestell auf einer im wesentlichen zweiteiligen Bodenplatte angeordnet wird, deren beide Teile plan parallel aufeinanderliegen und entlang mindestens einer Längskante über eine Gelenk­ verbindung gegeneinander verschwenkbar sind. Auf diese Weise können an einer im Winkel geneigten Fläche auf­ tretende Maße leicht mit einem Höhenreißer ohne besondere Rechnung durchgeführt werden.

Für bestimmte Anwendungsgebiete kann es vorteilhaft sein, das Rahmengestell auf der zweiteiligen Bodenplatte um seine vertikale Achse verschwenkbar anzuordnen.

In den übrigen Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Anmeldungsgegenstands angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Mess­ aufspannvorrichtung mit teilweise weggebrochenen Abschnitten,

Fig. 2 eine Teilansicht von vorne mit herausgebrochenen Bereichen,

Fig. 3a, 3b Teilansicht von der Seite bzw. von oben auf eine Nutenschiene,

Fig. 4a, 4b Seiten- bzw. Draufsicht eines Nutenschienen­ elements,

Fig. 5 Seitenansicht eines Schwenkzapfens,

Fig. 6 einen Zusammenbau in Seitenansicht mit einge­ bautem Schwenkzapfen aus Fig. 5,

Fig. 7 eine Teilseitenansicht entsprechend Fig. 1 mit Schnitt durch den Schlitten,

Fig. 8a, 8b, 8c verschiedene Ausführungsformen der Haftplatte, nämlich als Magnet- und als kombinierte Magnet- Vakuumaufspannplatte, und

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Vakuumöffnung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Messaufspannvorrichtung 1 in Seitenansicht mit teilweise weggebrochenen Bereichen dargestellt. Die Messaufspannvorrichtung 1 weist ein Rahmenge­ stell 4 auf, das mit seiner Standeinrichtung 5 in dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel auf der Oberfläche eines Mess­ tisches steht.

Zwischen dem Rahmengestell 4 und der Standeinrichtung 5 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine zwei­ teilige Bodenplatte 17 a, 17 b, vorgesehen, die an einer ihrer Längskanten, im dargestellten Ausführungsbeispiel die sich unter der Messaufspannplatte befindende Längs­ kante, ein Schwenkgelenk aufweist, mittels dem die beiden Teile 17 a, 17 b in der Vertikalen verschwenkbar sind. Die beiden Teile 17 a, 17 b, der Bodenplatte können zur Arre­ tierung miteinander verschraubt sein.

Die Standeinrichtung 5 ist üblicherweise so ausgebildet, daß ein Einrichten des Rahmengestells in die genaue Waage­ rechte möglich ist. Zu diesem Zweck können an geeigneten Stellen am Rahmen Waagelibellen angeordnet sein.

An dem Rahmengestell 4 ist eine Vertikalführung 6 vorge­ sehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Doppelsäulenführung 6 ausgebildet ist. Diese Doppelsäulen­ führung besteht aus zwei im Abstand voneinander ange­ ordneten zylindrischen Säulen 6 a. Zwischen den beiden Säulen 6 a ist eine Stellspindel 8 am Rahmengestell 4 festgelegt. Die Stellspindel 8 ist mittels eines Handrads 9 betätig­ bar. Selbstverständlich kann statt der manuellen Betätigung eine elektromechanische Betätigung vorgesehen sein.

Mittels der Stellspindel 8 ist auf der Vertikalführung 6 ein Führungsschlitten 7 gleitend verfahrbar. Der Führungs­ schlitten 7 trägt eine Schwenkeinrichtung 12, an der eine Haft­ platte 3, hier eine Magnetaufspannplatte 3′ befestigt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Schwenkeinrichtung 12 um einen Rundtisch 12 a, an dem an einer Mess-Skala eine gewünschte Winkelverschiebung ables­ bar ist. Die Schwenkeinrichtung 12 kann gemäß einer in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsvariante statt des Rundtischs 12 a einen einfachen Schwenkzapfen 20 auf­ weisen, der drehbar in einer Lagerbohrung 21 in einer Trägerplatte 22 des Führungschlittens 7 aufgenommen ist. Der Schwenkzapfen 20 weist dabei an seinem dem Führungs­ schlitten abgewandten Ende einen Absatz 20 und daran anschließend eine Befestigungsplatte 19 auf, die zur Festlegung der Magnetaufspannplatte dient.

In einer in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungs­ variante sind statt zylindrischer Säulen Nutenschienen 6 a′ vorgesehen, die mit Nutensteinelementen 10 zusammenwirken. An den Nutensteinelementen 10 sind an geeigneter Stelle Nutensteine 11 ausgebildet, die in die Nuten 16 der Nuten­ schienen 6 a′ eingreifen und somit eine sichere Führung gewährleisten. Je nach Bauart können ein oder mehrere Nuten­ schienenführungen 6 a vorgesehen sein. Die Schwenkeinrichtung ist bei dieser Ausbildungsvariante an den Nutensteinelementen 10 festgelegt.

Der Führungsschlitten 7 ist an der Vertikalführung 6, unabhängig davon, welche Schienenart gewählt worden ist, mittels einer Spannvorrichtung 13 festlegbar (vergl. Fig. 1, insbesondere Fig. 2 und Fig. 7). Hierzu besitzt die Spann­ vorrichtung 13 Klemmschuhe 14, die mechanisch oder elektro­ mechanisch reibschlüssig an die Säulen 6 a bzw. Nuten­ schienen 6 a′ der Vertikalführung anlegbar sind.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Klemmschuhe 14 mit einer Gewindeklemmung 25 an die Säulen 6 a anlegbar.

In Fig. 7 ist die Lagerung des Führungsschlittens 7 an einer Säule 6 a der Vertikalführung 4 näher im Detail dargestellt. In entsprechenden Ausnehmungen am Führungschlitten 7 sind Kugelhülsen 24 eingesetzt, in denen die Säulen 60 laufen, wobei zwischen den Kugelhülsen die Spannvor­ richtung 13 angeordnet ist. Sie ist dabei mittels Schrauben 13′ am Schlitten 7 festgelegt.

Zur weiteren Erleichterung der Messtätigkeit kann das Rahmengestell 4 auf der zweiteiligen Bodenplatte 17 a, 17 b über ein Drehlager 26 um eine vertikale Achse verschwenkt werden.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann zwischen dem Führungs­ schlitten 4 und der Schwenkeinrichtung 12 eine weitere Ein­ richtung 24 zum waagerechten Verfahren der Schwenkeinrichtung 12 und somit der Messaufspannplatte vorgesehen sein. Ein wesentliches Merkmal besteht darin, daß die magnetische Messaufspannplatte in verschiedene Magnetkraftzustände schaltbar ist, um eine Vorbefestigung zu ermöglichen, die ein Verschieben des Werkstücks zum Zwecke des Einrichtens, z.B. beim Festlegen einer Bezugskante, ermöglichen. Nachdem eine solche Bezugskante fixiert worden ist, wird die gesamte magnetische Spannkraft eingeschaltet, um eine dauerhafte Festlegung während des Messvorgangs sicherzu­ stellen.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rahmengestell als ein integraler Bestandteil eines Messarbeitstisches vorgesehen. Dabei kann das Rahmen­ gestell entweder einstückig an dem Messarbeitstisch ausgebildet sein oder mittels einer beliebigen Befestigungs­ einrichtung, z. B. Spannpratzen, in Befestigungsnuten des Messarbeitstisches festgelegt sein.

In den Fig. 8a, 8b und 8c sind verschiedene Ausführungs­ formen der Haftplatte dargestellt. Die in Fig. 8a darge­ stellte Haftplatte 3 besteht aus einer Magnetaufspannplatte, die in verschiedene Aufspannbereiche 3 ₁, 3 ₂, etc. aufgeteilt ist. Diese verschiedenen,voneinander getrennt ansteuerbaren Aufspannbereiche 3 ₁, 3 ₂ usw. ermöglichen eine Teilbeauf­ schlagung, so daß wesentliche freie Flächen der Magnetauf­ spannplatte keine Magnetkraft entwickeln und somit auf die Messarbeiten keinen störenden Einfluss ausüben können.

Die in Fig. 8b dargestellte Haftplatte ist als Vakuumauf­ spannplatte ausgebildet. Dabei sind über die Aufspannfläche hinweg eine Vielzahl von Vakuumöffnungen 30 angeordnet, wo­ bei die Aufspannfläche wiederum in Aufspannbereiche 3 ₁, 3 ₂ etc. aufgeteilt ist. Die Vakuumöffnungen der voneinander ge­ trennten Aufspannbereiche 3 ₁, 3 ₂ können bereichsweise oder auch insgesamt angesteuert werden.

In Fig. 8c ist eine kombinierte Magnet-Vakuumaufspannplatte dargestellt, deren Aufspannfläche wiederum in voneinander getrennt ansteuerbare Aufspannbereiche aufgeteilt ist. Bei dieser kombinierten Magnet-Vakuumaufspannplatte befinden sich die das Magnetfeld erzeugenden Windungen in den Zwischen­ räumen benachbarter Vakuumöffnungen 30.

Für kleine Werkstücke sind Vakuumöffnungen 30′ vorgesehen, deren lichte Weite kleiner ist als die lichte Weite der übrigen Vakuumöffnungen 30.

Die getrennte Ansteuerbarkeit der Aufspannbereiche bei einer Vakuumaufspannplatte oder der kombinierten Magnet-Vakuum­ aufspannplatte im Vakuumbetrieb kann einerseits durch ein geeignetes Leitungssystem mit entsprechend angeordneten Ab­ sperrventilen hergestellt sein, es können jedoch bei einer ein­ facheren Ausführung die nicht verwendeten Aufspannbe­ reiche durch Abdeckplatten abgedeckt werden, so daß diejenigen Vakuumöffnungen, welche das Werkstück festhalten sollen, freibleiben für die Aufnahme des Werkstücks.

In Fig. 9 ist ein Schnitt durch eine Vakuumöffnung 30 dargestellt. Die eigentliche Vakuumöffnung in der Haft­ platte weist trompetenartig sich erweiternde Querschnitts­ form auf, sie kann jedoch auch jede andere geeignete Gestalt einnahmen. Die Vakuumöffnung 30 steht über eine Bohrung 33 mit einem Vakuumsystem in Verbindung. In der Bohrung 33 ist innerhalb der Öffnung ein Rohrstutzen 32 eingesetzt, der derart in den Öffnungsraum 34 der Öffnung 30 hineinragt, daß ein Saugstutzen 31 auf ihn aufschiebbar ist. Der Saugstutzen ist aus elastischem Material hergestellt und tritt mit seiner äußersten Randkante geringfügig ins Innere der Haftplatte hinter der Aufspannfläche 2 zurück.

Der Saugstutzen ist in dem Bereich, in dem er auf den Rohr­ stutzen 32 aufgesetzt ist, mit einer vorspringenden Rippe 35 versehen, die in eine entsprechend ausgebildete Nut 36 am Rohrstutzen 32 eingreift.

Claims (21)

1. Messaufspannvorrichtung zum Messen von Werkstücken, mit einer planen Aufspannfläche, einer Einrichtung zum Befesti­ gen des Werkstücks auf der Aufspannfläche und einem Rahmen­ gestell mit einer Standeinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufspannfläche (2) an einer Haft­ platte (3) ausgebildet ist, die an dem Rahmengestell (4) in Richtung der in der Ebene der Aufspannfläche (2) liegen­ den Koordinaten x, y verschiebbar und verschwenkbar ist.

2. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftplatte (3) eine Magnetaufspannplatte (3′) ist.

3. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftplatte eine Vakuumaufspann­ platte (3′′) ist.

4. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Haftplatte (3) eine kombinierte Magnet-Vakuumaufspannplatte ist, die wahlweise auf Magnet- oder Vakuum- oder kombinierten Magnet-Vakuumbetrieb schalt­ bar ist.

5. Messaufspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftkraft der Haft­ platte (3) durch Verändern der Magnetkraft und/oder des Unterdrucks an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpass­ bar ist.

6. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Haftplatte (3) in voneinander getrennte Aufspannbereiche (3 ₁, 3 ₂...) aufgeteilt ist, die unabhängig voneinander in Betrieb setzbar sind.

7. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest bestimmten der voneinander getrennten Aufspannbereiche die Vakuum­ öffnungen (30) eine unterschiedliche Öffnungsweite auf­ weisen.

8. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das die Haftplatte (3) tragende Rahmengestell (4) eine Vertikal­ führung (6) aufweist, auf der ein Führungschlitten (7) mittels einer Stellspindel (8) verfahrbar ist.

9. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Führungschlitten (7) eine Schwenkeinrichtung (12) befestigt ist.

10. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (12) ein Rundtisch (12 a) mit einer Mess-Skala ist.

11. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftplatte (3) an dem Rundtisch (12 a) befestigt ist.

12. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (12) einen an einer Befestigungsplatte (19) waagerecht abstehenden Schwenkzapfen (20) aufweist, der drehbar in einer Lagerbohrung (21) in einer Trägerplatte (22) des Führungschlittens (7) aufgenommen ist.

13. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalführung (6) als eine Doppelsäulen­ führung (6 a) ausgebildet und die Stellspindel (8) zwischen den Säulen angeordnet ist.

14. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-12 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalführung (6) als eine Nutenschienen­ führung (6 a′) ausgebildet ist, wobei am Führungsschlitten (7) mindestens ein Nutensteinelement (10) zum Eingriff in die Nuten (16) der Nutenschienenführung (6 a′) ange­ ordnet ist.

15. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Nuten­ steinelement (10) an der Schwenkeinrichtung (12) fest­ gelegt ist.

16. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (7) an der Vertikalführung (6) mittels einer Spannvorrichtung (13) festspannbar ist.

17. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (13) Klemmschuhe (14) aufweist, die unter Einwirkung einer mechanisch oder elektromechanisch hervorgerufenen Krafteinwirkung reibschlüssig an den Säulen (6 a) bzw. Schienen (6 a′) der Vertikalführung (6) anliegen.

18. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-17, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengestell (4) auf einer im wesentlichen zweiteiligen Bodenplatte (17 a, 17 b) angeordnet ist, deren beide Teile planparallel aufeinanderliegen und entlang mindestens einer Längskante über eine Gelenk­ verbindung (18) gegeneinander schwenkbar sind.

19. Messaufspannvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengestell (4) auf der zweiteiligen Bodenplatte (17 a, 17 b) um seine vertikale Achse (VA) verschwenkbar ist.

20. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengestell (4) integraler Bestandteil eines Messarbeitstisches ist.

21. Messaufspannvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9-20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Führungschlitten (7) und der Schwenk­ einrichtung (12) eine Einrichtung zum waagerechten Ver­ fahren (24) der Schwenkeinrichtung (12) vorgesehen ist.