DE4038968C2 - Aufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung entspre­ chend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie beispiels­ weise aus dem Katalog "HALDER norm + technik" 08/89 (s.dort erste Umschlagseite und S. 8) der Erwin Halder KG Maschinenfa­ brik, D-7958 Laupheim (Achstetten-Bronnen), bekanntgeworden ist.

Eine derartige Aufspannvorrichtung besteht aus einem Aufspannelement und aus einem Anschluß-Aufspannelement. Das Aufspannelement, z. B. eine Aufspannpalette, eine Aufspann- Grundplatte oder ein integraler Bestandteil eines Maschinen­ tisches, ist mit einem Lochraster (bestehend aus Befestigungs­ löchern einheitlicher Teilung) versehen. Die Zentren von jeweils vier benachbarten Befestigungslöchern fallen hierbei mit den Eckpunkten eines Quadrates von üblicherweise 50 mm (s. z. B. DIN 55 201 Teil 1 S. 4 und 5) zusammen. Jedes einzelne Befestigungsloch bildet insbesondere eine Stufenbohrung, deren oberer weiterer Bereich die Innenmantelfläche eines geraden Kreiszylinders darstellt, während der tiefere Bereich mit Innengewinde, z. B. M12 oder M16, versehen ist.

Die vorhergehende Schilderung impliziert, daß das Befestigungsloch-Raster aus einander parallelen Befestigungsloch-Reihen gleicher Teilung besteht.

Mit dem Aufspannelement wirkt ein Anschluß-Aufspannele­ ment zusammen, auf welchem ein zu bearbeitendes Werkstück in seiner Arbeitslage genau positioniert gehalten ist. Zur Befestigung des Anschluß-Aufspannelementes auf dem Aufspannelement (z. B. Aufspannpalette) weist das bekannte Anschluß-Aufspannelement Anschlußlöcher auf, die sämtlich mit korrespondierenden Befestigungslöchern des Aufspannelementes (z. B. Aufspannpalette) ausgerichtet sind. Auch die Anschlußlöcher sind mit kreiszylindrischen Zentrierbereichen versehen, welche entweder unmittelbar eingearbeitet oder von Paßbuchsen gebildet sind, die jeweils mit Zentrier-Zylinderschrauben zusammenwirken.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Auf­ spannvorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, daß diese bei einfacher Bauform wahlweise auch eine Halbierung des Grundrasters gestattet.

Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Befestigungsloch-Reihe des Aufspannelementes bezüglich der benachbarten Befestigungsloch-Reihe um je eine halbe Teilung versetzt ist, daß in einer ersten Befestigungslage des Anschluß-Aufspannelementes von den Anschlußlöchern eine erste Anzahl mit Befestigungslöchern ausgerichtet ist, und daß nach Versetzen des Anschluß-Aufspannelementes um eine halbe Teilung in eine zweite Befestigungslage die restliche zweite Anzahl der Anschlußlöcher mit anderen Befestigungslöchern ausgerichtet ist.

Entsprechend der Erfindung sind zunächst die Lochreihen gleicher Teilung des Aufspannelementes (z. B. Aufspannpalette) um je eine halbe Teilung zueinander versetzt. Das Anschluß- Aufspannelement ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß von den Anschlußlöchern eine erste Anzahl mit irgendwelchen Befesti­ gungslöchern des Aufspannelementes (z. B. Aufspannpalette) ausgerichtet ist, während die restliche zweite Anzahl der Anschluß­ löcher mit von Befestigungslöchern unbesetzten Kreuzungspunkten der Längsachsen von Befestigungsloch-Reihen ausgerichtet ist.

Diese von Befestigungslöchern unbesetzten Kreuzungspunkte der Längsachsen der Befestigungsloch-Reihen ergeben sich durch den erwähnten Versatz um eine halbe Teilung. Wenn jetzt also ein Anschluß-Aufspannelement z. B. mit vier Anschlußlöchern versehen ist, so dienen die beiden mit Befestigungslöchern des Aufspannelementes (Aufspannpalette) ausgerichteten Anschlußlöcher der Aufnahme von Paßschrauben. Die Erfindung gestattet nun aber den Vorteil, daß das Anschluß-Aufspannelement jeweils von einer beliebigen Befestigungsposition entweder in der Ordinate oder entlang der Abszisse, um eine halbe Teilung versetzt, positioniert werden kann. In der um eine halbe Teilung versetzten Position dienen sodann die beiden Anschlußlöcher der Befestigung, die vor der Positionsänderung mit den unbesetzten Kreuzungspunkten der Längsachsen von Befestigungsloch-Reihen ausgerichtet waren.

In der Praxis bedeutet dieses, daß bei Anwendung der Erfindung - unter der Voraussetzung einer Grundteilung von z. B. 50 mm - Positionsänderungen entlang der Ordinate und entlang der Abszisse sowohl entsprechend der Grundteilung von 50 mm als auch entsprechend der halben Teilung, also um 25 mm, möglich sind. Beim eingangs geschilderten Stand der Technik ist jedoch ausschließlich nur eine Positionsänderung entsprechend der Grundteilung, also z. B. nur um 50 mm, möglich. Aus vorstehendem wird auch deutlich, daß die erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung praktisch keinen größeren Fertigungsaufwand, insbesondere keinen größeren Zerspanungsaufwand, als die bekannte Aufspannvorrichtung erfordert.

Während entsprechend der erfindungsgemäßen Gattung jedes Anschlußloch des Aufspannelementes und jedes Anschlußloch des Anschluß-Aufspannelementes sowohl der Ausrichtung als auch der Befestigung dient, wechseln bei einem modularen Befestigungsblock gemäß den Fig. 14 bis 17 der US 32 29 365 um je eine halbe Teilung versetzte Reihen von Gewindelöchern (Befestigungslöcher) und glatten Löchern (die der Ausrichtung dienen können) einander ab. Gemäß den Fig. 18 und 19 der US 32 29 365 sind ausschließlich Gewindelochreihen vorgesehen, die um eine halbe Teilung zueinander versetzt sind. Eine wahlweise um eine halbe oder um eine ganze Teilung versetzte Positionsänderung, bei welcher, wie es die Erfindung verwirklicht hat, ein Anschluß-Aufspannelement in kombinierter Weise sowohl ausgerichtet als auch befestigt ist, ist demnach mit den Anordnungen der US 32 29 365 überhaupt nicht durchführbar.

Die Anzahl der Anschlußlöcher des erfindungsgemäßen Anschluß-Aufspannelementes ist grundsätzlich beliebig. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es aber zweckmäßig, daß die erste Anzahl und die restliche zweite Anzahl der Anschlußlöcher identisch sind. Auf diese Weise steht nach jeder Positionsänderung um eine halbe Teilung jeweils dieselbe Zahl an Anschlußlöchern für eine Befestigung zur Verfügung.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform sind bei wenigstens vier Anschlußlöchern jeweils ein Anschlußloch der ersten Anzahl und ein Anschlußloch der zweiten Anzahl bezüglich jeweils zweier einander senkrecht kreuzender Koordinatenpaare unmittelbar nebeneinander im Abstand der halben Teilung angeordnet.

Entsprechend einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es vorteilhaft, daß die Anschlußlöcher der ersten Anzahl und die Anschlußlöcher der zweiten Anzahl einen Freiraum für Haltebohrungen od. dgl. zwischen sich belassen.

Eine statisch besonders günstige Befestigung eines An­ schluß-Aufspannelementes am Aufspannelement (z. B. an einer Aufspannpalette) erzielt die Erfindung dadurch, daß erste und zweite Anzahl je drei Anschlußlöcher aufweisen.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele entsprechend der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigen,

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Aufspannelement (Aufspann­ palette),

Fig. 2 einen Schnitt durch die Aufspannpalette gemäß Fig. 1 entlang der dort eingetragenen Schnittlinie II-II,

Fig. 3 die Aufspannpalette gemäß Fig. 1 mit vier schema­ tisch dargestellten Anschluß-Aufspannelementen, von denen je zwei baugleich sind, sich aber jeweils in einer um eine halbe Teilung relativ versetzten Befestigungsposition befinden,

Fig. 4 die Draufsicht auf eine besondere Ausführungs­ form eines Aufspann-Elementes,

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 das Anschluß-Aufspannelement entsprechend den Fig. 4 und 5 in zwei um eine halbe Teilung zueinander ver­ setzten Befestigungslagen auf einer Aufspannpalette gemäß Fig. 1 und

Fig. 7 einen teilweisen Längsschnitt durch die in Fig. 6 gezeigte Anordnung entsprechend der dort eingetragenen Schnitt­ linie VII-VII.

In Fig. 1 ist als Aufspannelement eine Aufspannpalette 10 für Werkzeugmaschinen dargestellt. Die Palette 10 ist mit Spannuten - Längsnuten L und Quernuten Q - versehen. Die Querschnitte der Spannuten L, Q sind identisch und weisen T-Form auf. Jede Spannut L, Q ist von zwei einander parallelen äußeren Längsrandbereichen R begrenzt.

Jeder Längsrandbereich R überdeckt einen Hinterschnei­ dungsbereich H der Spannuten L, Q.

Die Längsmittelachsen der Spannuten L sind mit y₁ be­ zeichnet, während die Längsmittelachsen der Spannuten Q mit der Bezugsziffer x₁ versehen sind.

Die Längsmittelachsen y₁ und x₁ schneiden sich in Kreu­ zungspunkten k₁.

Die Befestigungs- bzw. Aufspannebene der Palette 10 ist mit E bezeichnet.

Die beiden jeweils gegenüberliegenden äußeren Längsrand­ bereiche R einer jeden Spannut L, Q sind von zentrisch zur jeweiligen Nut-Längsachse y₁ bzw. x₁ und senkrecht zur Be­ festigungsebene E angeordneten, in den Hinterschneidungs­ bereichen H mündenden geraden kreiszylindrischen Zentrierboh­ rungen 11 durchsetzt, welche an einigen willkürlich ausgewähl­ ten Stellen der Zeichnungen jeweils durch eine gestrichelte Kreislinie ergänzt bzw. zusätzlich veranschaulicht sind. Diese Zentrierbohrungen sind im folgenden als "Befestigungslöcher 11" bezeichnet.

Jedes Befestigungsloch 11 durchsetzt die Längsrandbe­ reiche R auf deren gesamter Dicke d und bildet somit zwei schalenförmige Führungsflächen S. Diese Führungsflächen S stellen seitlich durch Mantellinien M begrenzte Teilbereiche einer durch die Zentrierbohrung 11 erzeugten Kreiszylinder- Innenmantelfläche dar.

Ein Verbindungselement 12 (s. Fig. 7) mit einem Kopf 20 und Innensechskant 13 weist in seinem mittleren Bereich einen Zentrierschaft 14 mit der Außenmantelfläche Z eines geraden Kreiszylinders auf. An den Zentrierschaft 14 schließt sich als freier Endbereich ein Gewindezapfen 15 an, welcher in ein nicht näher bezeichnetes Innengewinde eines jeweils in einer Spannut L, Q eingesetzten Nutsteins 16 eingreift. Die Nutsteine 16 sind formschlüssig in den Spannuten L, Q aufgenommen und hintergreifen bzw. untergreifen deren Hinter­ schneidungsbereiche H.

Jeder Zentrierschaft 14 mit seiner Kreiszylinder-Außen­ mantelfläche Z wird mit relativ enger Passung, z. B. H6g6, an den Schalen S geführt - und damit zentriert.

Ein Aufspannelement in Form einer Palette 10 bildet gemeinsam mit den Bauteilen 12 und 16 die Grundteile einer Aufspannvorrichtung.

Zur Befestigung eines Anschluß-Aufspannelementes, z. B. einer Zwischen- bzw. Aufbauplatte 17, weist der Zentrierschaft 14 eine Überlänge Ü auf, welche die Schalen S überragt. Mit dieser Überlänge Ü kann der Zentrierschaft 14 in eine kreis­ zylindrische Zentrierbohrung 21 der Aufbauplatte 17 eingrei­ fen. Dies kann gemäß Fig. 7 eine Stufenbohrung 18 sein, deren oberer relativ weit bemessener Bereich 19 der Aufnahme des Schraubenkopfes 20 dient, während der engere Bereich der Stufenbohrung, nämlich die Paß- Zentrierbohrung 21, die Über­ länge Ü des Zentrierschaftes 14 des Verbindungselementes 12 ebenfalls mit verhältnismäßig enger Passung, wiederum mit z. B. mit H6g6, führt bzw. zentriert (s. a. Fig. 5).

Anhand von Fig. 7 ist vorstellbar, daß die dort sicht­ baren Zentrierbohrungen 18 - im folgenden "Anschlußlöcher 18" genannt - der Aufbauplatte 17 exakt mit zwei korrespondieren­ den Befestigungslöchern 11 der Palette 10 ausgerichtet sind. Auf diese Weise ist eine präzise Zentrierung der Aufbauplatte 17 bezüg­ lich des durch die Befestigungslöcher 11 der Palette 10 gebil­ deten Lochrasters gewährleistet. Ergänzend muß noch erklärt werden, daß das rechts in Fig. 7 sichtbare Befestigungsloch 11 bzw. das letzteres überlagernde Anschlußloch 18 aus Gründen einer besser verständlichen zeichnerischen Darstellung nicht mit den Elementen 12, 16 besetzt sind.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß zudem Zentren k₂ der Be­ festigungslöcher 11 durch Schnittpunkte der Längsachsen x₂ und y₁ gebildet sind. x₁ und x₂ sowie y₁ und y₂ verlaufen jeweils parallel zueinander. Zudem schneiden x₁ und x₂ die Achsen y₁ und y₂ unter rechten Winkeln.

Demnach bilden die Längsachsen x₁ und x₂ die horizon­ talen Längsachsen von einander parallelen Lochreihen, deren Befestigungslöcher 11 jeweils um eine Hälfte der Teilung T, also um T/2, zueinander versetzt sind. Gleiches gilt für die in Fig. 1 einander parallelen senkrechten Lochreihen ent­ sprechend deren Längsachsen y₁ und y_2, deren Befestigungs­ löcher 11 ebenfalls um T/2 zueinander versetzt sind.

Aus dem vorbeschriebenen Versatz der aus den Befestigungs­ löchern 11 gebildeten Reihen gemäß den Längsachsen x₁, x₂ und y₁, y₂ ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, Auf­ bauplatten 17 nicht nur um die Teilung T sondern ebenfalls beliebig um die Teilung T/2 auf dem Lochraster der Palette 10 relativ verschoben befestigen zu können.

Diese vorteilhafte Möglichkeit ist in Fig. 3 zunächst schematisch dargestellt. Alle in den Zeichnungen dargestellten Aufbauplatten sind unabhängig von ihrer Ausgestaltung einheit­ lich mit der Bezugsziffer 17 versehen, aber so, daß die jewei­ lige Aufbauplatte in ihrer Ausgangsposition mit 17a und in ihrer um T/2 entlang den abszissenartigen Längsachsen x₁, x₂ verschobenen Relativlage mit 17b bezeichnet ist.

Die in Fig. 3 oben dargestellten Aufbauplatten 17 weisen jeweils vier Anschlußlöcher 18 auf. Gemäß 17a ist die erste Anzahl A der Anschlußlöcher 18 der Aufbauplatte 17 mit entsprechenden Befestigungslöchern 11 der Aufspannpalette 10 ausgerichtet. Die zweite Anzahl B der Anschlußlöcher 18 hingegen ist bei der Aufbauplatte 17a mit von Befestigungslöchern 11 unbesetzten Kreuzungspunkten k₁ bzw. k₃ ausgerichtet. Die Schnittpunkte k₃ sind von den Längsachsen x₂ und y₂ gebildet. Die Anschluß­ löcher 18 der Anzahl A hingegen sind mit den Befestigungs­ löchern 11 ausgerichtet, deren Mittelpunkte (s. ebenfalls Fig. 1) mit k₂ versehen sind.

Nach Verschiebung um T/2 gemäß 17b (Fig. 3) zeigt sich, daß die zweite Anzahl B der Anschlußlöcher 18 nunmehr mit Befestigungslöchern 11 und deren Zentren k₂ ausgerichtet ist. Die Anzahl A der Befestigungslöcher 18 hingegen ist nunmehr mit von Befestigungslöchern 11 unbesetzten Kreuzungspunkten k₁ und k₃ ausgerichtet.

Das vorbeschriebene Funktionsbeispiel ist ohne weiteres auf die beiden unteren Aufbauplatten 17a, 17b gemäß Fig. 3 übertragbar. Auch hier hat von 17a zu 17b eine Verschiebung um T/2 stattgefunden. Der bauliche Unterschied zwischen den beiden Aufbauplatten-Typen gemäß Fig. 3 liegt darin, daß die Anschlußlöcher 18 der beiden Gruppen A, B der oben in Fig. 3 dargestellten Aufbauplatten 17a, 17b so eng wie mög­ lich aneinandergerückt sind. Hingegen befinden sich die beiden oberen Anschlußlöcher 18 der beiden Gruppen A, B der unten in Fig. 3 dargestellten Aufbauplatten 17a, 17b in einem größeren Abstand voneinander. Ein solcher größerer Abstand ist dann zweckmäßig, wenn besonders viel Platz für Haltebohrungen benötigt wird, welche anhand eines konkreten Ausführungs­ beispiels einer Aufbauplatte 17 gemäß den Fig. 6 und 7 er­ sichtlich sind. Auch in Fig. 6 ist die Aufbauplatte 17 in einer verschobenen Relativlage analog zu Fig. 3 dargestellt. Und zwar ist gemäß Fig. 6 die Aufbauplatte 17b um T/2 gegen­ über 17a nach oben, also entlang den ordinatenartigen Längs­ achsen y₁, y₂, verschoben.

Die aus Fig. 6 ersichtlichen Haltebohrungen 22 bilden ebenfalls Zentrierbohrungen mit einem tieferliegenden Innenge­ windeteil 23 sowie mit einem gegenüber dem Gewindeteil 23 höherliegenden kreiszylindrischen Zentrierbereich 24.

Im Unterschied zur Darstellung gemäß Fig. 3 weisen die Aufbauplatten 17 gemäß Fig. 6 jeweils sechs Anschlußlöcher 18 auf, von denen jeweils nach jeder Verschiebung um T/2 analog zur grundsätzlichen Darstellung gemäß Fig. 3 drei Löcher 18 zur Befestigung verfügbar sind. Hierdurch ergibt sich eine statisch günstige Dreipunktbefestigung.

Claims (5)

1. Aufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem je Befestigungsebene (E) ein Befestigungsloch-Raster aus einander parallelen Befestigungsloch-Reihen (z. B. x₂) gleicher Teilung (T) tragenden Aufspannelement (10), und mit einem Haltebohrungen (22) od. dgl. für z. B. Werkstücke tragenden Anschluß-Aufspannelement (17), dessen Anschlußlöcher (18) in seiner Befestigungslage mindestens zum Teil mit den Befestigungslöchern (11) des Aufspannelementes (10) ausgerichtet sind, wobei jedes Befestigungsloch (11) des Aufspannelementes (10) und jedes Anschlußloch (18) des Anschluß-Aufspannelementes (17) sowohl der Ausrichtung als auch der Befestigung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Befestigungsloch-Reihe (z. B. x₂) des Aufspannelementes (10) bezüglich der benachbarten Befestigungsloch-Reihe (z. B. x₁) um je eine halbe Teilung (T/2) versetzt ist, daß in einer ersten Befestigungslage (17a) des Anschluß-Aufspannelementes (17) von den Anschlußlöchern (18) eine erste Anzahl (A) mit Befestigungslöchern (11; bei k₂) ausgerichtet ist, und daß nach Versetzen des Anschluß-Aufspannelementes (17) um eine halbe Teilung (T/2) in eine zweite Befestigungslage (17b) die restliche zweite Anzahl (B) der Anschlußlöcher (18) mit anderen Befestigungslöchern (11; bei k₂) ausgerichtet ist.

2. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzahl (A) und die restliche zweite Anzahl (B) der Anschlußlöcher (18) identisch sind.

3. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens vier Anschlußlöchern (18) jeweils ein Anschlußloch (18) der ersten Anzahl (A) und ein Anschlußloch (18) der zweiten Anzahl (B) bezüglich jeweils zweier einander senkrecht kreuzender Koordinatenpaare (x₁, y₁; x₂, y₂) unmittelbar nebeneinander im Abstand der halben Teilung (T/2) angeordnet sind.

4. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußlöcher (18) der ersten Anzahl (A) und die Anschlußlöcher (18) der zweiten Anzahl (B) einen Freiraum für Haltebohrungen (22) zwischen sich belassen.

5. Aufspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erste Anzahl (A) und zweite Anzahl (B) je drei Anschlußlöcher (18) aufweisen.