DE4031812A1 - Vorrichtung zum bestimmen und spannen von werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestim­ men und Spannen von Werkstücken in definierter Lage auf Werkzeugmaschinen o. dgl., mit einem Träger­ körper, der Vorrichtungseinheiten zum Bestimmen und Spannen des Werkstückes trägt, und auf einer mit einem vorgegebenen Raster versehenen Aufnahmeplatte der Werkzeugmaschine o. dgl. verstellbar befestigt ist.

Es sind bereits Vorrichtungen zum Bestimmen und Spannen von Werkstücken bekannt, die an der Werk­ zeugmaschine o. dgl. eine Aufnahmeplatte mit einem koordinatenförmig angeordneten Raster von Befesti­ gungsöffnungen aufweisen, auf der Spanneinheiten in den verschiedenen Rasterpositionen befestigbar sind (DE-PS 19 03 576 und DE-PS 19 23 833). Da dieses Be­ festigungsraster auf der Aufnahmeplatte jedoch ver­ hältnismäßig grob ausgebildet ist, sind Zwischen­ stellungen für die Spanneinheiten nicht möglich.

Es ist ferner eine Spanneinheit mit einem Träger­ körper für die Vorrichtungseinheiten zum Bestimmen und Spannen des Werkstückes bekannt geworden (F.B.S.-System 600 der Firma Niedecker GmbH in Frankfurt/M.), bei der dieser Trägerkörper gegen­ über der Sockelplatte um einen Mittelpunkt drehbar angeordnet und durch Spannschrauben kraftschlüssig in der gewünschten Position festlegbar ist. Hier­ durch können die Vorrichtungseinheiten zum Be­ stimmen und Spannen um diesen Mittelpunkt ge­ schwenkt werden, so daß Zwischenstellungen zwischen den Rasterpositionen der Aufnahmeplatte einstellbar sind. Diese Lösung läßt jedoch eine Verstellung in einem nur geringen Schwenkbereich zu, und des weiteren ist die Bestimmungs- und Spannlage in zwei Richtungen zueinander nur reibungsschlüssig festge­ legt, kaum reproduzierbar und kann in diesen Richtungen auch nur in begrenztem Maße Bearbeitungs­ kräfte aufnehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, eine Vorrichtung zum Bestimmen und Spannen von Werkstücken in definierter Lage auf Werkzeug­ maschinen o. dgl. vorzuschlagen, die vielseitig ein­ setzbar ist, ein reproduzierbares Bestimmen und Spannen in möglichst vielen Ebenen zuläßt und Zwischenstellungen in einer Richtung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Trägerkörper einen auf der Aufnahmeplatte aufliegenden Führungs­ abschnitt aufweist, der zwischen beiderseits auf der Aufnahmeplatte angeordneten Führungsflächen längsverschieblich geführt und somit in Quer­ richtung formschlüssig positioniert ist, und daß der Führungsabschnitt durch auf der Aufnahmeplatte befestigte Klemmvorrichtungen auf der Aufnahme­ platte in Längsrichtung reibungsschlüssig fixiert ist.

Eine solche Lösung hat den Vorteil, daß der Träger­ körper mit den Vorrichtungseinheiten gegenüber der Aufnahmeplatte der Werkzeugmaschine nicht nur im Grobraster der Aufnahmeplatte positioniert werden kann, sondern auch in einer Richtung innerhalb des Grobrasters fein verstellbar ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt des Trägerkörpers zwischen den Mantelflächen von beiderseits in der Aufnahmeplatte befestigten Paß­ schrauben geführt ist. Hierzu sind zweckmäßiger­ weise beiderseits des Führungsabschnittes je zwei solcher Paßschrauben vorgesehen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Trägerkörper einen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der breitere Abschnitt den Führungsabschnitt bildet. Vorzugsweise werden die Klemmvorrichtungen durch beiderseits des Träger­ körpers angeordnete, den breiteren Abschnitt des Trägerkörpers umgreifende Klemmleisten gebildet, wobei diese Klemmleisten auf der Oberseite des Führungsabschnittes aufliegen. Diese Lösung be­ deutet in Verbindung mit den Mantelflächen der Paß­ schrauben als Führungsflächen eine besonders ein­ fache und präzise Lösung, wobei die Klemmleisten keine Präzisionsteile sein müssen, sondern ledig­ lich zum Aufklemmen des Führungsabschnittes auf der Aufnahmeplatte dienen. Hierbei wird der Träger­ körper vorzugsweise mit Hilfe der Klemmleisten durch die Paßschrauben auf der Aufnahmeplatte in Klemmposition befestigt.

Um ein Bestimmen von Werkstücken in einer weiteren Ebene reproduzierbar durchführen und das Werkstück spannen zu können, ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper mit Anschlagflächen versehen ist, die mit in die Aufnahmeplatte eingefügten Fixierelementen zwecks genauer Lagebestimmung zusammenwirken. Die Anschlagflächen des Trägerkörpers sind vorzugsweise schräg angeordnet und die Fixierelemente als An­ schlagbolzen ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, die Anschlagbolzen in die vorhandenen Rasterbohrun­ gen der Aufnahmeplatte einzuschrauben, d. h., es sind keine besonderen weiteren Aufnahmebohrungen für die Anschlagbolzen erforderlich. Um ein spiel­ freies Positionieren des Trägerkörpers zwischen den Anschlagbolzen zu ermöglichen, sind diese vorzugs­ weise konisch ausgebildet.

In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vor­ richtung, bei der der Trägerkörper in Querrichtung formschlüssig positioniert ist und in Längsrichtung reibungsschlüssig fixiert ist, kann vorteilhafter­ weise eine Vorrichtung zum Bestimmen und Spannen von Werkstücken benutzt werden, die eine Vor­ richtungseinheit mit einem Trägerkörper aufweist, der direkt auf der Aufnahmeplatte in deren Lochraster positionier- und befestigbar ist. Die Verwendung einer solchen Vorrichtungseinheit bedeutet eine vorteilhafte Ausnutzung vorhandener Teile des Gesamtsystems, was den Aufwand vermindert und die Vielseitigkeit erhöht. Die Befestigung und Positionierung auf der Aufnahmeplatte erfolgt vor­ zugsweise durch mindestens eine Paßschraube. Sind jedoch höhere Kräfte, insbesondere Bearbeitungs­ kräfte, aufzunehmen, so ist zusätzlich zu der einen Paßschraube ein Paßstift vorgesehen, der eine sichere, formschlüssige Befestigung ermöglicht. Es können jedoch für diesen Zweck auch zwei Paßschrau­ ben vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus­ führungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Bestimmen und Spannen von Werk­ stücken gemäß der Erfindung, entspre­ chend der Schnittlinie I-I der Fig. 4;

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung X aus der Darstellung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Variante der erfindungsgemäßen An­ ordnung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 4 eine Anordnung mehrerer Vorrichtungen gemäß der Erfindung einschließlich Vari­ anten in Draufsicht;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Vari­ ante der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen einschließlich Varianten.

Zunächst soll die Grundform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Fig. 1, 2 und 4 beschrieben werden. Hierbei zeigt die Darstellung nach Fig. 4 im linken Bereich der Zeichnung zwei Vorrichtungs­ einheiten 3e und 3g der Grundform, während die Vari­ anten von Vorrichtungseinheiten 3f und 3h erst später erläutert werden.

In einer Aufnahmeplatte 4 mit einem regelmäßigen Lochraster - in der Fig. 4 wurde die Aufnahmeplatte 4 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet - sind pro Vorrichtungseinheit 3 (Vorrichtungsein­ heiten 3e und 3g der Fig. 4) vier Paßschrauben 8 in entsprechende Rasterbohrungen der Aufnahmeplatte 4 eingeschraubt, wobei diese aus einer Paßbohrung 15 und einer Gewindebohrung 16 bestehen. Fig. 2 zeigt in Form eines vergrößerten Ausschnittes X, daß die Paßbohrung 15 durch eine eingesetzte und gehärtete Buchse 4a gebildet wird.

Zwischen den Mantelflächen 9 der Paßschrauben 8 werden Führungsflächen gebildet, an denen der Führungsabschnitt 5 eines auf der Aufnahmeplatte 4 aufliegenden Trägerkörpers 2 längsverschieblich ge­ führt ist. Der Trägerkörper 2 weist einen T-förmi­ gen Querschnitt auf, wobei der breitere Abschnitt den Führungsabschnitt 5 bildet. Im anderen Ab­ schnitt sind entsprechende Befestigungsmittel oder Befestigungsbohrungen vorgesehen, um eine Vor­ richtungseinheit zum Bestimmen und Spannen von Werkstücken zu bilden.

Der Trägerkörper 2 ist auf der Aufnahmeplatte 4 also mit seinem Führungsabschnitt 5 längsverschieb­ lich zwischen den Mantelflächen 9 der Paßschrauben 8 geführt, d. h., seine Querlage wird formschlüssig definiert. Die Lage in Längsrichtung ist stufenlos verstellbar. Um nun den Trägerkörper 2 auch in Längsrichtung festzulegen, ist eine Klemmvor­ richtung 7, bestehend aus beiderseitigen Klemm­ leisten 7a und 7b, vorgesehen, um den Führungsab­ schnitt 5 des Trägerkörpers 2 reibungsschlüssig durch Anpressen an die Oberfläche der Aufnahme­ platte 4 festzulegen. Die Klemmleisten 7a und 7b weisen Bohrungen auf, durch die die Paßschrauben 8 hindurchreichen. Durch festes Einschrauben der Paß­ schrauben 8 in die Gewindebohrungen 16 der Aufnahme­ platte 4 werden die Klemmleisten 7a und 7b niederge­ drückt und fixieren ihrerseits den Trägerkörper 2 auf der Aufnahmeplatte 4. Es ist hier zu bemerken, daß die Genauigkeit der Führung und Fixierung des Trägerkörpers 2 auf der Aufnahmeplatte 4 nur von der Genauigkeit der Führungsflächen am Führungsab­ schnitt 5 und der Mantelflächen der Paßschrauben 8 abhängen; die Klemmleisten 7a und 7b brauchen keine besondere Präzision aufzuweisen.

Fig. 2 zeigt im einzelnen, wie die Klemmleisten 7a und 7b mittels der Paßschraube 8 den Führungsab­ schnitt 5 des Trägerkörpers 2 auf die Oberfläche der Aufnahmeplatte 4 drücken und eine genaue Führung zwischen dem Führungsabschnitt 5 und den Mantelflächen 9 der Paßschrauben 8 erfolgt. Das Bezugszeichen 8a zeigt einen Imbuskopf der Paß­ schraube 8.

In Fig. 4 ist nun gezeigt, wie ein beliebig geform­ tes Werkstück 1 mittels Vorrichtungseinheiten 3e, 3g, 3f und 3h auf einer (nicht dargestellten) Auf­ nahmeplatte bestimmt und gespannt werden kann. Eine erste Ebene des Werkstücks 1 wird mittels der Auf­ lageflächen 12 an den Vorrichtungseinheiten 3e, 3g, 3f und 3h bestimmt, wie später noch im einzelnen in Verbindung mit der Fig. 3 erläutert wird. Eine zweite Ebene des Werkstückes 1 wird durch Anliegen einer Bezugsfläche 14 an Anschlagflächen 13 der Vor­ richtungseinheiten 3f und 3h bestimmt. Eine dritte Ebene wird durch die Mantelfläche eines Anschlag­ bolzens 21 bestimmt, der in eine entsprechende Rasterbohrung in der (nicht gezeigten) Aufnahme­ platte 4 eingeschraubt ist. Das Aufspannen des Werk­ stückes 1 auf die Vorrichtungseinheiten 3e, 3g, 3f und 3h erfolgt mittels entsprechender Spanneisen 17.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die in Fig. 4 im linken Teil dargestellten Vorrichtungsein­ heiten 3e und 3g durch entsprechendes Längsverschie­ ben der Trägerkörper 2 stufenlos gegenüber der (nicht dargestellten) Aufnahmeplatte 4 verstellt und fixiert werden können, um den entsprechenden Erfordernissen beim Bestimmen und Spannen des Werk­ stückes 1 zu entsprechen. Die in Fig. 4 im rechten Teil dargestellten Vorrichtungseinheiten 3f und 3h können innerhalb des Rasters der Aufnahmeplatte 4 positioniert werden, wie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 3 erläutert werden wird.

Die in Fig. 3 gezeigte Variante einer Vorrichtungs­ einheit 3f enthält den gleichen Trägerkörper 2 wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungs­ einheiten 3 bzw. 3e und 3g. Der Trägerkörper 2 ist jedoch nicht mittels seines Führungsabschnittes 5 zwischen den Mantelflächen 9 von Paßschrauben 8 in Längsrichtung geführt, sondern ist mittels einer durch eine Paßbohrung 19 geführte Paßschraube 8 und eines durch eine Paßbohrung 20 geführten Paßstiftes 8 direkt auf der Aufnahmeplatte 4 in dem gegebenen Lochraster fixiert. Auf diese Weise ist eine repro­ duzierbare Bestimmung des Werkstückes 1 in der zweiten Ebene möglich, und zwar durch Anschlagen der Bezugsfläche 14 an der Anschlagfläche 13 des Trägerkörpers 2. Auch wenn die Vorrichtungsein­ heiten 3f und 3h nicht wie die Vorrichtungsein­ heiten 3e und 3g stufenlos verstellt werden können, so haben sie in Kombination mit den Vorrichtungsein­ heiten 3e und 3g den Vorteil, daß mittels der gleichen Trägerkörper 2 und entsprechenden Paß­ schrauben 8 bzw. Paßstiften 18 eine Fixierung in den entsprechenden Rasterbohrungen der Aufnahme­ platte 4 erfolgen kann, so daß das gesamte System außerordentlich vielseitig ist.

In Fig. 3 ist zu sehen, daß das Spannen des Werk­ stückes 1 in an sich bekannter Weise zwischen der Auflagefläche 12 und einem Spanneisen 17 erfolgt. Es ist selbstverständlich auch möglich, anstelle einer Spannschraube 8 und eines Paßstiftes 18 zwei Spannschrauben 8 vorzusehen, was im vorliegenden Fall jedoch wegen der für andere Zwecke vorgesehe­ nen Gewindebohrungen (siehe Vorrichtungseinheiten 3f und 3h) aus Platzgründen erschwert ist. Bei ge­ ringen Belastungen ist es auch möglich, auf den Paß­ stift 18 ganz zu verzichten.

In Fig. 5 ist nun eine weitere Variante einer Vor­ richtungseinheit 3b gezeigt, während Fig. 6 den Einsatz solcher Varianten in Form von Vorrichtungs­ einheiten 3b und 3e (rechter Teil der Zeichnung) in Verbindung mit Vorrichtungseinheiten 3a und 3c (linker Teil der Zeichnung) der Grundform zeigt, um ein Werkstück 1 zu bestimmen und zu spannen.

Der in der Ausführungsform nach Fig. 5 benutzte Trägerkörper 2 hat im wesentlichen die gleiche Form wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen, er weist jedoch Anschlagflächen 10 auf, mittels derer die Position des Trägerkörpers 2 in der horizontalen Ebene bestimmt werden kann. Hierzu sind in die (in Fig. 5 nicht dargestellte) Aufnahme­ platte 4 in die entsprechenden Rasterbohrungen Anschlagbolzen 11 eingeschraubt, an deren Mantel­ flächen die Anschlagflächen 10 des Trägerkörpers 2 anliegen und für eine formschlüssige Fixierung sorgen. Die Anschlagflächen 10 sind im vorliegenden Beispiel schräg ausgeführt, um an den Mantelflächen von Anschlagbolzen zur Anlage kommen zu können, die in die normalen Rasterbohrungen der Aufnahmeplatte 4 eingeschraubt sind. Würde man die Endflächen der Trägerkörper 2 als Anschlagflächen ausbilden, so müßten die Anschlagbolzen 11 zwischen den vorhandenen Rasterbohrungen der Aufnahmeplatte 4 angeordnet sein, die entweder einen zusätzlichen Aufwand bedeuteten oder aus Platzgründen nicht darstellbar sind.

Sobald der Trägerkörper 2 zwischen den Anschlag­ bolzen 11 in seiner Lage bestimmt ist, werden wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 Paßschrauben 8 sowie Klemmleisten 7a und 7b ange­ ordnet, um den Trägerkörper 2 in seiner vertikalen Lage auf der Aufnahmeplatte 4 festzuklemmen. Um ein spielfreies Anliegen der Mantelflächen der An­ schlagbolzen 11 an den Anschlagflächen 10 zu ermög­ lichen, können die Anschlagbolzen vorzugsweise konisch ausgebildet sein.

Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung von Vorrichtungs­ einheiten 3a und 3c ähnlicher Bauart wie in den Fig. 1 und 2 zusammen mit den Vorrichtungseinheiten 3b und 3e der Bauart nach Fig. 5 ermöglicht ein reproduzierbares Bestimmen des Werkstückes 1 durch entsprechendes Fixieren der Trägerkörper 2 zwischen den eingeschraubten Anschlagbolzen 11 und ein anschließendes Spannen des Werkstückes 1 mittels entsprechender Spanneisen 17. Das Festklemmen der Trägerkörper 2 der Vorrichtungseinheiten 3b und 3e erfolgt dabei durch Anziehen der Paßschrauben 8, um die Klemmleisten 7a und 7b auch dieser Vorrichtungseinheiten auf den Führungsabschnitt 5 der Trägerkörper 2 zu pressen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Bestimmen und Spannen von Werk­ stücken in definierter Lage auf Werkzeugmaschinen o. dgl., mit einem Trägerkörper, der Vorrichtungs­ einheiten zum Bestimmen und Spannen des Werkstückes trägt und auf einer mit einem vorgegebenen Raster versehenen Aufnahmeplatte der Werkzeugmaschine o. dgl. verstellbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (2) einen auf der Aufnahmeplatte (4) aufliegenden Führungsabschnitt (5) aufweist, der zwischen beider­ seits auf der Aufnahmeplatte (4) angeordneten Führungsflächen (9) längsverschieblich geführt und somit in Querrichtung formschlüssig positioniert ist, und daß der Führungsabschnitt (5) durch auf der Aufnahmeplatte (4) befestigte Klemmvorrichtun­ gen (7) auf der Aufnahmeplatte (4) in Längsrichtung reibungsschlüssig fixiert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (5) des Trägerkörpers (2) zwischen den Mantel­ flächen (9) von beiderseits in der Aufnahmeplatte (4) befestigten Paßschrauben (8) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Führungsabschnittes (5) je zwei Paßschrauben (8) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (2) einen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der breitere Abschnitt den Führungsabschnitt (5) bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtungen (7) beiderseits des Trägerkörpers (2) angeordnete, den breiteren Abschnitt des Trägerkörpers umgreifen­ de Klemmleisten (7a, 7b) sind, wobei die Klemm­ leisten (7a, 7b) auf der Oberseite des Führungsab­ schnittes (5) aufliegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (2) mit Hilfe der Klemmleisten (7a, 7b) durch die Paßschrauben (8) auf der Aufnahmeplatte (4) in Klemmposition befestigt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (2) mit Anschlagflächen (10) versehen ist, die mit in die Aufnahmeplatte (4) eingefügten Fixierelementen (11) zwecks genauer Lagebestimmung zusammenwirken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (10) des Trägerkörpers (2) schräg angeordnet und die Fixierelemente als Anschlagbolzen (11) ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbolzen (11) konisch ausgebildet sind.

10. Vorrichtung zum Bestimmen und Spannen von Werkstücken in Verbindung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtungseinheit (3f, 3h) mit einem Trägerkörper (2), der direkt auf der Aufnahmeplatte (4) in deren Lochraster positionier­ und befestigbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung und Positionierung auf der Aufnahmeplatte (4) durch mindestens eine Paßschraube (8) erfolgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung und Positionierung auf der Aufnahmeplatte (4) durch eine Paßschraube (8) und einen Paßstift (18) erfolgt.