DE4038969A1 - Aufspannvorrichtung fuer werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung entspre­ chend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie durch die DE 38 36 055 C1 bekanntgeworden ist.

Aufspannelemente mit T-Nuten zur Aufnahme von Nutsteinen gibt es z. B. als Paletten für Werkzeugmaschinen (DIN 55 201 Teil 1) sowie außerdem als Anschluß-Aufspannelemente in Würfel-, Quader-, Winkel- oder Säulenform. Ein Aufspannelement in Form einer Palette für Werkzeugmaschinen weist eine Be­ festigungsebene auf, während ein würfelförmiges Aufspannele­ ment sechs Befestigungsebenen besitzt. In jeder Befestigungs­ ebene ist mindestens eine Spannut zur Aufnahme eines Nutsteins angeordnet.

Neben einem aus T-Nuten bestehenden Raster bei Aufspann­ elementen existiert gemäß DIN 55 201 Teil 1 S. 5 ein aus Stufenbohrungen bestehendes Lochraster. Nutraster und Loch­ raster bilden mit jeweils angepaßten Verbindungselementen und Anschluß-Aufspannelementen Nutraster- oder Lochraster-Systeme. Jeder tiefere enge Bereich einer Stufenbohrung trägt Innenge­ winde, während der äußere weite Bereich der Stufenbohrung eine gerade kreiszylindrische Paßbohrung darstellt. Diese zentriert den kreiszylindrischen Schaft einer Paßschraube, die das Verbindungselement darstellt. Nutraster gestatten eine stufen­ lose Einstellung von Abständen, während Lochraster mit fester Teilung bei immer wiederkehrenden Bearbeitungs-Abständen vorteilhaft sein können. Grundsätzlich handelt es sich bei Nut- und Lochraster-Systemen um zwei unabhängig nebeneinan­ der existierende - gewissermaßen konkurrierende - Systeme.

Um gegebenenfalls Nutrasterelemente und Lochrasterele­ mente miteinander kombinieren zu können, wurden Adapterbau­ teile entwickelt, die beispielsweise aus dem Katalog "HALDER norm + technik" 08/89 (s. dort S. 18, 19) der Erwin Halder KG Maschinenfabrik, D-7958 Laupheim 1 (Achstetten-Bronnen) ersichtlich sind. Um von einer Nut-Palette auf eine Loch- Palette übergehen zu können, wird hierbei jedenfalls eine separate Zwischenplatte mit Lochraster benötigt, welche über einen gesonderten Zentrierbolzen mittenzentriert und über andere Zentrierelemente umfangszentriert werden muß.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Auf­ spannvorrichtung (DE 38 36 055 C1), liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine sowohl für Nut- als auch für Lochraster verwendbare Aufspannvorrichtung besonders einfacher Bauart zu schaffen. Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest die beiden gegenüberliegenden äußeren Längsrandbereiche der Spannut von einer zentrisch zur Nutlängsachse und senkrecht zur Befestigungsebene angeord­ neten, in den Hinterschneidungsbereichen der Spannut münden­ den, geraden kreiszylindrischen Zentrierbohrung durchsetzt sind, welche schalenförmige kreiszylindrische Innenmantel­ flächen als Führungsflächen für einen kreiszylindrischen Zentrierbereich des Verbindungselementes bildet, und daß der Nutstein beiderseits der Zentrierbohrung in die Spannut hinein­ ragt.

Entsprechend der Erfindung sind die hinterschnittenen Spannuten, insbesondere T-Nuten, mit integrierten geraden kreiszylindrischen Zentrierbohrungen versehen, welche als Teilflächen einer geraden Kreiszylinder-Innenmantelfläche die zentrierenden Basiselemente eines Lochrasters bilden. Im Unterschied zum Bekannten (s. Katalog "ERWIN HALDER a. a. O.) entfällt demnach eine gesonderte Lochraster-Zwischenplatte, da die Spannuten selbst die Zentrierelemente eines Lochrasters bilden.

Jede Zentrierbohrung weist demnach zwei senkrecht auf der Aufspann- bzw. auf der Befestigungsebene stehende schalen­ förmige kreiszylindrische Innenmantelflächen auf. Diese Innen­ mantelflächen führen und zentrieren den kreiszylindrischen Zentrierbereich des Verbindungselementes, welches einerseits an dem innerhalb der hinterschnittenen Spannut formschlüssig gesicherten Nutstein lösbar befestigt ist. Andererseits stellt das Verbindungselement den Befestigungsübergang zu einem Anschluß-Aufspannelement her, dessen Nuten vorteilhaft in gleicher Weise mit Zentrierbohrungen versehen sind. Um in jedem Falle eine sichere Verankerung des Verbindungselementes in der hinterschnittenen Nut zu gewährleisten, ragt der Nut­ stein beiderseits der Zentrierbohrung in die Spannut hinein.

Mit der Erfindung hat es der Anwender in der Hand, im Bedarfsfall übliche Nutsteine in die Spannuten einzusetzen, wenn er die Befestigungspunkte stufenlos verstellen will. Andererseits kann er mit demselben erfindungsgemäßen Aufspann­ element ein Lochraster verwirklichen, wenn es ihm auf feste Abstände zwischen den Befestigungspunkten ankommt.

Ein perfektes Universalraster, das vornehmlich für Auf­ spannpaletten, Aufspann-Grundflächen und Aufspann-Maschinen­ tische verwendet werden kann, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, daß sich die Spannuten jeweils unter einem rechten Winkel in einem Kreuzungspunkt kreuzen und daß das Zentrum jeder Zentrierbohrung mittig zwischen jeweils zwei einander benachbarten Kreuzungspunkten derselben Spannut angeordnet ist.

Bohrungen, welche die Hinterschneidungsbereiche von T-förmigen Spannuten durchsetzen, sind aus dem vorbezeichneten Katalog (s. dort S. 9 Spannleiste 1536-1538) der Erwin Halder KG Maschinenfabrik an sich bekannt. Die dort vorgesehenen Bohrungen bilden indes lediglich Durchstecköffnungen für koaxial mit ihnen vorgesehene Befestigungs-Stufenbohrungen zur Aufnahme von als Kopfschrauben ausgebildeten Befestigungs­ schrauben.

Weitere Vorteile entsprechend der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels näher dargestellt, es zeigen,

Fig. 1 die Draufsicht auf ein Aufspannelement, und zwar auf eine Palette für Werkzeugmaschinen,

Fig. 2 die Draufsicht gemäß Fig. 1, jedoch mit einem auf der Palette befestigten Anschluß-Aufspannelement in Form einer Winkelkonsole,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 in einem Vertikal­ schnitt entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine isolierte Seitenansicht der Winkelkonsole, etwa entsprechend dem in Fig. 4 mit V bezeichneten Ansichts­ pfeil und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Winkelkonsole entsprechend dem in Fig. 5 mit VI bezeichneten Ansichtspfeil.

Ein Aufspannelement in Form einer Palette 10 für Werk­ zeugmaschinen ist mit Spannuten versehen, und zwar mit Längs­ nuten L und mit Quernuten Q. 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 y bezeich­ net, während die Längsmittelachsen der Spannuten Q mit der Bezugsziffer x versehen sind.

Die Längsmittelachsen y und x schneiden sich in Kreuzungs­ punkten k.

Die größte Weite einer jeden Nut L, Q ist mit a und die geringste Weite einer jeden Nut L, Q ist mit b bezeichnet.

Die Befestigungs- bzw. Aufspannebene (vgl. Fig. 3 und 4) der Palette 10 ist mit E bezeichnet.

Die beiden jeweils gegenüberliegenden äußeren Längsrand­ bereiche R einer jeden Spannut L, Q sind von einer zentrisch zur jeweiligen Nutlängsachse y bzw. x und senkrecht zur Be­ festigungsebene E angeordneten, in den Hinterschneidungsbe­ reichen H mündenden geraden kreiszylindrischen Zentrierbohrung 11 durchsetzt, welche an einigen willkürlich ausgewählten Stellen der Fig. 1-6 jeweils durch eine gestrichelte Kreis­ linie ergänzt bzw. zusätzlich veranschaulicht ist.

Jede Zentrierbohrung 11 durchsetzt die Längsrandbereiche R auf deren gesamter Dicke d und bildet somit zwei schalen­ förmige Führungsflächen S. Diese Führungsflächen stellen seitlich durch Mantellinien M begrenzte Teilbereiche einer durch die Zentrierbohrung 11 erzeugten Kreiszylinder-Innen­ mantelfläche dar.

Ein Verbindungselement 12 mit einem Kopf 20 und Innen­ sechskant 13 weist in seinem mittleren Bereich einen Zentrier­ schaft 14 mit der Außenmantelfläche Z eines geraden Kreis­ zylinders 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 Nut­ steine 16 sind formschlüssig in den Spannuten L, Q aufgenommen und hintergreifen bzw. untergreifen deren Hinterschneidungsbe­ reiche 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 Grundbauteile einer Aufspannvorrichtung.

Zur Befestigung eines Anschluß-Aufspannelements, z. B. einer Winkelkonsole 17, weist der Zentrierschaft 14 eine Überlänge Ü auf, welche die Schalen S überragt. Mit dieser Überlänge Ü kann der Zentrierschaft 14 in eine kreiszylin­ drische Zentrierbohrung eines Anschluß-Aufspannelementes eingreifen. Dies kann gemäß den Fig. 3 und 5 eine Stufenboh­ rung 18 sein, deren oberer relativ weit bemessener Bereich 19 der Aufnahme des Schraubenkopfes 20 dient, während der engere Bereich der Stufenbohrung, nämlich die Paß- bzw. Zentrierboh­ rung 21, die Überlänge Ü des Zentrierschaftes 14 des Verbin­ dungselementes 12 mit verhältnismäßig enger Passung, wiederum z. B. mit H6g6, führt bzw. zentriert.

Anhand von Fig. 2 ist vorstellbar, daß die beiden Zen­ trierbohrungen 18 der Winkelkonsole 17 exakt mit zwei korrespondierenden Zentrierbohrungen 11 der Palette 10 fluch­ ten. Auf diese Weise ist eine präzise Zentrierung der Winkel­ konsole 17 bezüglich des durch die Zentrierbohrungen 11 der Palette 10 gebildeten Lochrasters gewährleistet.

Winkelfuß 22 und Winkelsteg 23 sind ebenfalls mit Span­ nuten L bzw. Q versehen. Auch diese Spannuten L, Q weisen Zentrierbohrungen 11 auf, welche somit untereinander und bezüglich der Zentrierbohrungen 11 der Palette 10 in einer bestimmten Teilung zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise ist die Winkelkonsole, die für den Winkelfuß 22 und den Winkel­ steg 23 je eine Befestigungs- bzw. Aufspannebene E bildet, bei Bedarf wendbar.

Ergänzend zu erwähnen bleibt noch, daß mit Festschrauben des Verbindungselementes 12 bezüglich des Nutsteins 16 sich letzterer an den Hinterschneidungsbereichen H verspannt, so daß eine feste kraft- und formschlüssige Befestigung des Anschluß-Aufspannelementes 17 (Winkelkonsole) an das Aufspann­ element 10 (Palette) gewährleistet ist. Bei der vorerwähnten Anwendungsweise erfolgt die Positionierung des Anschluß-Auf­ spannelementes (Winkelkonsole 17) an vorgebenen Fixpunkten, d. h. entsprechend dem durch die Zentrierbohrungen 11 gebilde­ ten Lochraster.

Falls der Anwender das Lochraster mit den Zentrierboh­ rungen 11 nicht verwenden will, kommen alternativ anstelle der Verbindungselemente 12 Nutenspanner 24 zum Einsatz, wie sie beispielsweise in der DE 38 36 055 C1 beschrieben sind. Bei Einsatz derartiger Nutenspanner 24 kann jedes Anschluß-Auf­ spannelement, z. B. die Winkelkonsole 17, stufenlos bezüglich des Aufspannelementes, z. B. bezüglich der Palette 10, inner­ halb der Aufspannebene E verschoben und in einer beliebigen Position justiert und lösbar arretiert werden. Gleiches gilt selbstverständlich z. B. für die aus Fig. 4 ersichtliche Auf­ spannfläche der Winkelkonsole 17, deren Winkelsteg 23 eben­ falls mit Zentrierbohrungen 11 versehene Spannuten L, Q, trägt. Auch auf der Aufspannfläche des Winkelsteges 17 können wahlweise Verbindungselemente 12 fixpunktartig entsprechend dem vorgegebenen Lochraster der Zentrierbohrungen 11 angeord­ net oder aber bekannte Nutenspanner 24 in den Spannuten L, Q stufenlos verschoben und positioniert sowie arretiert werden.

Insbesondere aus den Fig. 1 und 2 wird deutlich, daß die Teilung der Zentrierbohrungen 11 und die Teilung der Spannuten L, Q identisch ist. Bezüglich der Aufspannfläche E des Winkelsteges 23 der Winkelkonsole 17 ergibt sich hier ein Unterschied: Während entsprechend den Fig. 1 und 2 das Zentrum F einer jeden Zentrierbohrung 11 mittig zwischen jeweils zwei einander benachbarten Kreuzungspunkten k, bezogen auf dieselbe Spannut (z. B. L), angeordnet ist, befinden sich mit derselben Grundteilung zwei Zentren F von Zentrierboh­ rungen 11 zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten k, wiederum bezogen auf dieselbe Spannut L.

Die letztgenannte Ausführungsform kann zweckmäßig sein, wenn eine größere Teilung der Quernuten Q zueinander hin­ reichend ist. Alle in den Zeichnungen dargestellten Aufspann­ flächen genügen indes der Regel, wonach die Teilung der Span­ nuten L, Q und die Teilung der Zentrierbohrungen 11 identisch sind bzw. jeweils der Teilung, multipliziert mit einer ganzen Zahl, entsprechen.

Weiterhin ist bei sämtlichen dargestellten Aufspann­ flächen dieselbe Regel eingehalten, wonach sich Längsmittel­ achsen y und x von Spannuten L und Q jeweils unter einem rechten Winkel in je einem Kreuzungspunkt k schneiden, wobei der Abstand jedes Zentrums F einer Zentrierbohrung 11 von benachbarten Kreuzungspunkten k derselben Spannut L bzw. Q der gemeinsamen Teilung von Spannnuten L, Q und Zentrierboh­ rungen 11 oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Teilung entspricht.

Aus Fig. 3 ist übrigens deutlich zu ersehen, daß der Nutstein 16 mit seinen beiden Endbereichen 25, 26 beiderseits der Schalenflächen S der Zentrierbohrung 11 in die Spannut L hineinragt. Auf diese Weise ist eine sichere Verspannung der Winkelkonsole 17 normal zur Aufspannebene E gewährleistet.

Claims (9)

1. Aufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem Aufspannelement, welches je Befestigungsebene eine T-förmig od. dgl. hinterschnittene Spannut mit mindestens einem in der Spannut formschlüssig aufgenommenen Nutstein aufweist, welcher ein quer aus der Befestigungsebene vorragendes Verbindungsele­ ment zur Halterung eines anderen Aufspannelementes od. dgl. lösbar hält, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die beiden gegenüberliegenden äußeren Längsrandbereiche (R) der Spannut (L, Q) von einer zentrisch zur Nutlängsachse (y, x) und senk­ recht zur Befestigungsebene (E) angeordneten, in den Hinter­ schneidungsbereichen (H) der Spannut (L, Q) mündenden, geraden kreiszylindrischen Zentrierbohrung (11) durchsetzt sind, welche schalenförmige kreiszylindrische Innenmantelflächen (S) als Führungsflächen für einen kreiszylindrischen Zentrier­ bereich (Z) des Verbindungselementes (12) bildet, und daß der Nutstein (16) beiderseits der Zentrierbohrung (11) in die Spannut (L, Q) hineinragt.

2. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer als T-Nut ausgebildeten Spannut (L, Q) der Durchmesser der Zentrierbohrung (11) kleiner oder gleich der größten Breite (a) der Spannut (L, Q) ist.

3. Aufspannvorrichtung, nach Anspruch 1 oder nach An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Befestigungsebene (E) des Aufspannelementes (10, 17) mehrere in einer bestimmten Teilung angeordnete Spannuten (L, Q) aufweist.

4. Aufspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannut (L, Q) eine Mehrzahl von Zentrierbohrungen (11) aufweist, die ebenfalls in einer bestimmten Teilung angeordnet sind.

5. Aufspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Span­ nuten (L, Q) und die Teilung der Zentrierbohrungen (11) identisch sind oder jeweils dem Produkt der Teilung und einer ganzen Zahl entsprechen.

6. Aufspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich Längsmittelachsen (y, x) von Spannuten (L, Q) jeweils unter einem rechten Winkel in je einem Kreuzungspunkt (k) schneiden und daß der Abstand jedes Zentrums (F) einer Zentrierbohrung (11) von benachbarten Kreuzungspunkten (k) derselben Spannut (L, Q) der gemeinsamen Teilung von Spannuten (L, Q) und Zentrierbohrungen (11) oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Teilung entspricht.

7. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zentrum (F) jeder Zentrierbohrung (11) mittig zwischen jeweils zwei einander benachbarten Kreuzungs­ punkten (k), bezogen auf dieselbe Spannut (L, Q), angeordnet ist.

8. Aufspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufspannelement eine Aufspannpalette (10), eine Aufspann-Grundplatte oder einen integralen Bestandteil eines Maschinentisches darstellt.

9. Aufspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufspannelement Würfel-, Quader-, Winkel- oder Säulenform mit jeweils mehreren Befestigungsebenen (E) aufweist.