DE4406910A1 - Zentrier- und Spannvorrichtung für Paletten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrier- und Spannvorrichtung für Paletten, insbesondere bei Werkzeugmaschinen.

In modernen Transfermaschinen sind die zu bearbeitenden Werkstücke häufig auf Werkstückträgern oder Paletten un­ verrückbar montiert, wobei die Paletten taktweise zwischen den Bearbeitungsstationen befördert werden. An den Bear­ beitungsstationen muß die Palette mit einer Vorrichtung genau in der richtigen Position festgespannt werden, um die Arbeitsschritte, wie zum Beispiel Bohren, Fräsen, Schleifen oder Messen vornehmen zu können.

Eine Zentrier- und Spannvorrichtung, die für diesen Zweck geeignet ist, ist aus der US-PS 3 888 341 bekannt. Diese Vorrichtung ist Teil einer Transferstraße, die eine Trans­ ferstange aufweist, mit der die Paletten durch eine Viel­ zahl von Stationen durchbewegt werden können, die in einer Reihe liegend denselben Abstand untereinander aufweisen.

Im Bereich einer Bearbeitungstation sind zwei diagonal einander gegenüberliegende zylindrische, an ihrem freien Ende angefaste Positionierbolzen vorgesehen, die zwischen einer zurückgezogenen inaktiven Stellung und einer aktiven Stellung hin und her bewegbar sind. Darüberhinaus weist die Vorrichtung schwenkbare Spannhebel für die jeweilige Palette auf, die neben Führungsschienen angeordnet sind, auf denen die Paletten abgesetzt werden.

Die einzelne Palette wird durch den Transfermechanismus in der Bearbeitungsstation bei in der inaktiven Stellung stehenden Positionierbolzen soweit lagerichtig abgesetzt, daß die anschließend nach oben in die aktive Stellung bewegten Positionierbolzen in entsprechende Aufnahmen in der Palette eingreifen können und die Feinjustage der Palette bewirken. Nachdem die Palette auf diese Weise in der richtigen Lage genau positioniert ist, wird sie durch die Spannhebel, die von der Seite her an der Palette angreifen, für die Bearbeitung festgespannt.

Diese bekannte Zentrier- und Spannvorrichtung macht von dem Umstand Gebrauch, daß die Palette von dem Transferme­ chanismus schon recht genau an der Bearbeitungsstation abgesetzt wird; andernfalls würden die Positionierbolzen nicht in die Aufnahmen in der Palette finden. In Verbin­ dung mit manuellem Transport der Palette oder mit einer zuführenden Rollenbahn ist die bekannte Vorrichtung des­ halb ungeeignet, weil in beiden Fällen nicht ohne weiteres gewährleistet ist, daß sich die Aufnahmen der Palette nach dem Absetzen hinreichend genau über den Positionierbolzen befinden.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Zen­ trier- und Spannvorrichtung zu schaffen, mit der eine Pa­ lette auf einem Maschinentisch auf einfache Weise mit ho­ her Genauigkeit zentriert und gespannt werden kann, ohne daß an die lagerichtige Zufuhr der Palette größere Anfor­ derungen gestellt werden müssen.

Diese Aufgabe wird durch eine Zentrier- und Spannvorrich­ tung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Zentrier- und Spannvorrichtung können Werkstücke, die auf entsprechend gestalteten Palet­ ten montiert sind, auf Tischen von Bearbeitungsmaschinen zentriert und gespannt werden. Zu diesem Zweck werden die Werkstücke auf speziellen Rüstplätzen auf den Paletten befestigt und beispielsweise manuell, auf Wagen oder auf Rollenbahnen zu der Zentrier- und Spannvorrichtung ge­ bracht, die an einer Bearbeitungsmaschine angeordnet ist. Die auf der Oberseite des Hubrahmens der Vorrichtung vor­ gesehenen drehbar gelagerten Wälzkörper, die eine Auflage für die Palette bilden, sorgen dafür, daß die horizontale Verschiebung der Palette auf dem Hubrahmen reibungsfrei und daher mit geringem Kraftaufwand erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil der neuen Zentrier- und Spannvorrichtung ist, daß sie unmittelbar mit einer Rollenbahn zusammenwir­ ken kann.

Die zentrierenden Aufnahmemittel an der Palette und die ortsfesten Abstützmittel zentrieren die Palette während der Absenkbewegung des Hubrahmens mit so hoher Genauig­ keit, daß nachträgliche manuelle Lagekorrekturen der Pa­ lette nicht mehr notwendig sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die zentrierenden Auf­ nahmemittel zusammen mit den Abstützmitteln, die auf ihren Enden Meßkugeln aufweisen können, eine Dreipunktauflage für die Palette. Mit dieser Anordnung wird die Palette in besonders vorteilhafter Weise sehr präzise, spielfrei und unverkippbar zentriert festgespannt, ohne daß sie beim anschließenden Spannen mittels der Spannmittel ihre Lage verändern kann. Während der Bearbeitung des Werkstückes bleibt die Palette unverruckbar auf der Dreipunktauflage festgespannt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Hubgetriebe durch einen Hubzylinder gebildet, der Hubschrägen auf­ weist. Die Hubschrägen können beispielsweise durch Kufen gebildet sein, die in der Art einer Außengewindeganges auf der Mantelfläche des Hubzylinders aufgeschweißt sind. Auf diesen Kufen rollen vertikal unverschieblich gelagerte Rollen ab und drücken dabei den Hubzylinder nach oben. Diese Anordnung kann durch eine Änderung der Steigung der Kufen auf dem Hubzylinder relativ einfach an unter schied­ liche Hubhöhen oder Lasten angepaßt werden.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Hubgetriebe durch ein Hebelgetriebe mit wenigstens einem Hebel oder durch Exzentermittel verwirklicht.

Die verschiedenen Ausgestaltungen des Hubgetriebes ermög­ lichen es, die erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvor­ richtung in der praktischen Anwendung an unterschiedliche Erfordernisse und Einsatzbedingungen optimal anzupassen und die jeweils geeignete Lösung auszuwählen.

Jede dieser Weiterbildungen kann kraftbetätigt sein oder von einer Bedienungsperson durch einen Handhebel, insbe­ sondere durch einen Drehhebel, betätigt werden. Im letzte­ ren Fall ist es vorteilhaft, eine Verdrehsicherung vorzu­ sehen, die verhindert, daß sich der Hubrahmen ungewollt aus der oberen Transportstellung absenkt.

Die Hubvorrichtung ist zweckmäßigerweise kraftbetätigt, wenn die Palette zusammen mit dem Werkstück so schwer ist, daß der Kraftaufwand zur Betätigung des Drehhebels für eine Bedienungsperson unzumutbar groß ist. Dasselbe gilt, wenn Störkanten der Maschine verhindern, daß bspw. der Drehhebel zur Betätigung der Hubvorrichtung eine an das Gewicht von Palette und Werkstück angepaßte Länge aufwei­ sen kann.

Es ist besonders vorteilhaft, die Spannmittel in ihrem wirksamen Zustand mit einer Federkraft im Spannsinn zu beaufschlagen, damit die auf die zentrierenden Aufnahme­ mittel ausgeübte Spannkraft im wesentlichen immer gleich und unabhängig von Maßtoleranzen der zusammenwirkenden Elemente ist. Auf diese Weise wird ausgeschlossen, daß unterschiedliche Spannkräfte die Absetzgenauigkeit der Palette ungünstig beeinflussen.

Der Hubrahmen kann an einem Ende einen Anschlag für die horizontale Transportbewegung der Palette aufweisen, der dafür sorgt, daß die Palette auf dem Hubrahmen nicht ver­ sehentlich zu weit rollt. Gleichzeitig wird die Palette von dem Endanschlag vor Beginn der Absenkbewegung des Hu­ brahmens grob positioniert und ggfs. von einer Rück­ laufsperre festgehalten, damit die zentrierenden Aufnah­ memittel mit den Abstützelementen in Eingriff kommen kön­ nen.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Lauffläche der Pa­ lette auf einer Rollenbahn lauffähig ausgebildet ist. Da­ mit kann die Palette direkt von einer Rollenbahn auf die Zentrier- und Spannvorrichtung geschoben werden, so daß die einzig verbleibende manuelle Tätigkeit zum Zentrieren und Spannen der Palette zum Beispiel die Betätigung des Drehhebels der Vorrichtung ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvor­ richtung in Übergabestellung längs der in Fig. 2
angedeuteten Schnittlinie I-I geschnitten; die Vorrichtung ist auf einem Maschinentisch angeordnet und trägt eine Palette, wobei auf der linken Seite der Zentrier- und Spannvorrichtung eine Rollenbahn angedeutet ist,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvorrich­ tung nach Fig. 1, ohne Hubrahmen und ohne Palette, in einer Draufsicht und in einem anderen Maßstab,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvorrich­ tung nach Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung und in einem anderen Maßstab,

Fig. 4 die erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvorrich­ tung nach Fig. 1 in Bearbeitungsstellung in einer Querschnittsdarstellung längs der in Fig. 2 angedeuteten Schnittlinie I-I,

Fig. 5 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Zentrier- und Spannvorrichtung gemäß der Erfin­ dung in Bearbeitungsstellung, ohne Hubrahmen und ohne Palette, in einer Draufsicht,

Fig. 6 einen Spannhebel der erfindungsgemäßen Zentrier- und Spannvorrichtung nach Fig. 5 in der ge­ spannten Stellung in einer ausschnittsweisen Querschnittsdarstellung sowie in einem anderen Maßstab,

Fig. 7 einen ungespannten als drehbar gelagerten Kipp­ hebel ausgebildeten Spannhebel einer erfindungsgemäßen Zentrier- und Spannvorrichtung in einer ausschnittsweisen Querschnittsdarstel­ lung sowie in einem anderen Maßstab,

Fig. 8 eine erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvor­ richtung, die ein Hebelgetriebe aufweist und sich in der Bearbeitungsstellung befindet, in einer Querschnittsdarstellung und

Fig. 9 eine erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvor­ richtung, die Exzentermittel aufweist und sich in der Übergabestellung befindet, in einer Quer­ schnittsdarstellung.

Die in Fig. 1-4 dargestellte Zentrier- und Spannvorrich­ tung 1 ist mit einer Grundplatte 2 auf einem Maschinen­ tisch 3 montiert. Die Vorrichtung 1 weist einen waagrech­ ten rechteckigen Hubrahmen 4 auf, der längs einer senkrechten Hubrichtung 5 zwischen einer dargestellten oberen Übergabestellung (Fig. 1) und einer unwirksamen unteren Stellung (Fig. 4) vertikal verstellbar ist und als Auflage für eine Palette 6 dient. Der Hubrahmen 4 trägt vier Transportrollen 7, die sich rechtwinklig zur Trans­ portrichtung 8 der Palette 6 quer über den Hubrahmen 4 er­ strecken und drehbar gelagert sind. Die Transportrollen 7 ragen mit ihrer Mantelfläche über den Hubrahmen 4 vor. Die Drehachsen 11 der Transportrollen 7 liegen parallel zu­ einander. In der Nähe der in Transportrichtung 8 letzten Transportrolle 7 ist an dem Hubrahmen 4 eine als Endan­ schlag 12 wirkende Leiste angeordnet, die über den Hubrah­ men 4 und die Transportrollen 7 oben vorsteht. Der Hubrahmen 4 weist drei rechteckige Durchbrüche 13 auf (Fig. 3), die zwischen den Transportrollen 7 angeordnet sind und auf den Ecken eines gedachten gleichseitigen Dreieckes liegen, dessen Mittelpunkt mit dem Diagonalen­ schnittpunkt des Hubrahmens 4 zusammenfällt.

An der Unterseite des Hubrahmens 4 ist mittig ein Hub­ zylinder 16 befestigt, der längs der Hubrichtung 5 ver­ stellbar und mittels bei 17 (Fig. 1) angedeuteter Führungsrollen gelagert ist. Die Symmetrieachse 18 des Hubzylinders 16 verläuft durch den Diagonalenschnittpunkt des Hubrahmens 4. Der Hubzylinder 16 trägt auf seinem Au­ ßenumfang vier Kufen 19 (Fig. 3), die jeweils auf einem gedachten Außengewindegang eines Rechtsgewindes liegend nach oben zum Hubrahmen 4 hin ansteigend angeordnet sind. In Fig. 1 und 4 ist nur eine der Kufen 19 schematisch ein­ gezeichnet, die sich in Abweichung von der Darstellung in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber über einen Drehwinkel von 180° erstreckt. Die tatsächlichen Verhältnisse ent­ sprechen der Darstellung in Fig. 3.

Die Kufen 19 sind auf den Mantel des Hubzylinders 16 auf­ geschweißt und erstrecken sich in Umfangsrichtung etwa über eine Vierteldrehung des Hubzylinders 16. Der Höhen­ unterschied zwischen Anfang und Ende jeder Kufe 19 ist ungefähr so groß wie die Hubhöhe, die der Hubrahmen 4 zwi­ schen der Bearbeitungsstellung (Fig. 4) und der Übergabe­ stellung (Fig. 1) der Zentrier- und Spannvorrichtung 1 zurücklegt. Die bezüglich zur Hubrichtung 5 unterhalb je­ der Kufe 19 liegenden dreieckigen Bereiche der Mantelflä­ che des Hubzylinders 16 sind entfernt (Fig. 3).

Auf der Grundplatte 2 ist koaxial zur Symmetrieachse 18 des Hubzylinders 16 ein kurzer dicker Wellenstumpf 26 drehbar gelagert, der an seinem freien Ende 27 vier Streben 28 trägt (Fig. 2), die speichenförmig von der Drehachse 29 des Wellenstumpfes 26 radial nach außen weisen und untereinander jeweils einen rechten Winkel ein­ schließen. Die Streben 28 tragen an ihren von der Dreh­ achse 29 abliegenden äußeren Enden jeweils eine Ausheberolle 32. Die Drehachse 29 ist koaxial zur Sym­ metrieachse 18 des Hubzylinders 16.

Die Ausheberollen 32 sind um in die Streben 28 eingefügte Achsstummel drehbar gelagert, wobei die Achsrichtung der Achsstummel koaxial zur Längserstreckung der Streben 28 ist. Bei einer Drehung des Wellenstumpfes 26 rollen die Ausheberollen 32 auf einer Kreisbahn um die Drehachse 29, wobei sie an den auf dem Hubzylinder 16 angeordneten Kufen 19 angreifen.

Auf der Grundplatte 2 sind im Bereich unterhalb der Palet­ te 6 drei zylinderförmige Abstützmittel 36 in Form von Auflageböcken angebracht, die senkrecht nach oben ragen. Die Abstützmittel 36 sind auf den Ecken eines gedachten gleichseitigen Dreiecks angeordnet, durch dessen Mittel­ punkt sich die Drehachse 29 erstreckt. Die von der Grund­ platte 2 abliegenden Enden der Abstützmittel 36 sind kon­ kav ausgebildet und tragen Meßkugeln 38, deren Durchmesser dem Durchmesser der Abstützmittel 36 entspricht. Zwischen dem Hubzylinder 16 und den Abstützmitteln 36 sind, paral­ lel zu deren Längsachsen 39, Spannhebel 41 angeordnet, die in Rollenführungen 42 (Fig. 3) längsverschieblich gelagert sind. Die Rollenführungen 42 sind in Fig. 1 und 4 der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Die Längsrichtung der Rollenführungen 42 fällt mit den Radien zusammen, die die Drehachse 29 mit den Ecken des oben genannten gedach­ ten Dreieckes verbindet.

Die Spannhebel 41 erstrecken sich parallel zu den Längs­ achsen 39 der Abstützmittel 36 etwa bis zum höchsten Punkt der Meßkugeln 38. An ihrem freien Ende weisen die Spann­ hebel 41 eine rechtwinklig abgewinkelte, von der Drehachse 29 radial nach außen gerichtete Spannpratze 43 auf.

Die Durchbrüche 13 in dem Hubrahmen 4 sind so angeordnet, daß sie den Durchtritt der Abstützmittel 36 und der Spann­ hebel 41 gestatten.

Die Palette 6 ist auf ihrer Unterseite mit Laufflächen 46 ausgebildet, auf denen sie auf den Rollen 47 einer neben der Zentrier- und Spannvorrichtung 1 angedeuteten Rollen­ bahn 48 (Fig. 1, 3) und auf den Transportrollen 7 des Hub­ rahmens 4 rollt. Ebenfalls auf der Unterseite der Palette 6 befinden sich auf einer gedachten Kreislinie drei sym­ metrisch um die Drehachse 29 verteilt angeordnete recht­ eckige Aussparungen 49 (Fig. 3), die die Ecken eines weiteren gedachten gleichseitigen Dreieckes bilden.

Wenn die Palette an dem Endanschlag 12 des Hubrahmens 4 anliegt, fluchten die Aussparungen 49 mit den im Hubrahmen 4 angeordneten Durchbrüchen 13. In den Aussparungen 49 sind als zentrierende Auflagemittel Prismen 51 angebracht, die an dem äußeren Rand 52 der Aussparungen 49 anliegen, der dem Außenrand der Palette 6 am nächsten liegt (Fig. 1, 4). Die Aussparungen 49 sind so ausgerichtet, daß die Sym­ metrieebenen der Prismen 51 Tangenten an eine gedachte Kreislinie um die Symmetrieachse 18 des Hubzylinders 16 bilden. Von dem Rand 52 abliegend ist an den Prismen 51 jeweils ein eine Haltefläche 53 bildender vorstehender Kragen einstückig angeformt.

Die auf der Unterseite der Prismen 51 befindliche Grund­ seite der Ausnehmungen 54 sind so lang wie der Durchmesser der Meßkugeln 38, so daß die Meßkugeln 38 bei abgesenktem Hubrahmen 4 in die Ausnehmungen 54 eingreifen. Die Prismen 51 wirken mit den auf den Abstützmitteln 36 angeordneten Meßkugeln 38 zusammen und bilden gemeinsam mit den Ab­ stützmitteln 36 eine Dreipunktauflage für die Palette 6.

Die Spannvorrichtung 1 befindet sich in Fig. 1 in der Übergabestellung, in der der Hubrahmen 4 angehoben ist und die Oberkante der Transportrollen 7 mit der Oberkante der Rollen 47 der Rollenbahn 48 fluchtet.

In Fig. 2 ist die in der Übergabestellung befindliche Spannvorrichtung 1 in einer Draufsicht von oben ohne Hub­ rahmen 4 und ohne Palette 6 dargestellt.

In dieser Darstellung sind auf dem Außenumfang einer Betä­ tigungsscheibe 61, der auf dem Wellenstumpf 26 koaxial und unverdrehbar befestigt ist, drei Spannocken 62 angeordnet. Die Spannocken 62 befinden sich in einer Drehposition, in der sie auf der kreisförmigen Linie, auf der sie sich be­ wegen, jeweils zwischen zwei Spannhebeln 41 liegen. Die Länge der Spannocken 62 erstreckt sich nur über einen kleinen Drehwinkel, damit sie die Spannhebel 41 erst nach dem Absenken der Palette 6 betätigen.

An dem Wellenstumpf 26 ist ein Drehhebel 63 befestigt, der in Richtung eines Pfeiles 64 zwischen zwei Endstellungen etwa um 90° schwenkbar ist und an dessen freiem Ende ein Handgriff 66 für eine Bedienungsperson angebracht ist. Der Drehhebel 63 ist in der ersten Endstellung dargestellt, in der die Spannhebel 41 am Außenumfang der Betätigungsschei­ be 61 anliegen, weil sie von nicht dargestellten Federmit­ teln entgegen dem Spannsinn mit Federkraft beaufschlagt sind. Die Spannpratzen 43 sind in dieser Situation von den Halteflächen 53 zurückgezogen.

Obwohl in Fig. 2 die Palette 6 als Ganzes weggelassen ist, sind die an der Palette 6 angeordneten Prismen 51 und Halteflächen 53 eingezeichnet, um ihr Zusammenwirken mit den Spannpratzen 43 zu verdeutlichen.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Zentrier- und Spannvor­ richtung nach Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung, um die räumliche Anordnung der Teile besser besser zu ver­ anschaulichen. Der Übersichtlichkeit halber ist an dem Hubzylinder 16 nur eine der Kufen 19 dargestellt und der Drehhebel 63 ist weggelassen.

In Fig. 4 befindet sich die Spannvorrichtung 1 in der Be­ arbeitungsstellung, in der der Hubrahmen 4 abgesenkt ist. Die Palette 6 ruht mit den Prismen 51 auf den Meßkugeln 38 der Abstützmittel 36 und die Spannhebel 41 haben sich längs der Rollenführungen 42 auf die Abstützmittel 36 zu bewegt und die Halteflächen 53 der Prismen 51 hintergrif­ fen. Zwischen den Laufflächen 46 der Palette 6 und der Oberkante der Transportrollen 7 ist ein bestimmter Abstand vorhanden, so daß die Palette 6 von den Transportrollen 7 abgehoben ist.

Die insoweit dargestellte Zentrier- und Spannvorrichtung 1 wird auffolgende Weise aus der oberen Übergabestellung in die untere Bearbeitungsstellung gebracht:
Die Palette 6 wird auf der Rollenbahn 48 zugeführt und auf die in der Übergabestellung befindliche Vorrichtung 1 geschoben. Die Palette 6 rollt dabei auf die in exakt die richtige Höhe gehobenen Transportrollen 7 des Hubrahmens 4 bis zum Endanschlag 12, worauf eine nicht weiter darge­ stellte Rücklaufsperre einrastet und die Palette 6 in dieser Position festhält. Der Drehhebel 63 wird von einer Bedienungsperson aus der ersten Endstellung (Fig. 2) ent­ lang der Pfeilrichtung 64 herausbewegt, und der aus Wel­ lenstumpf 26, Streben 28, Ausheberollen 32 und Betäti­ gungsscheibe 61 bestehender Hubmechanismus dreht sich um die Drehachse 29. Die Ausheberollen 32 rollen von oben betrachtet entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Kufen 19 des Hubzylinders 16 ab, der bei der Drehung entlang der Hub­ richtung 5 abwärts gleitet. Dabei senkt sich auch der Hub­ rahmen 4 nach unten.

Während der Absenkbewegung des Hubrahmens 4 greifen die Meßkugeln 38 der Abstützmittel 36 in die Ausnehmungen 54 der Prismen 51 ein. Die auf den Meßkugeln 38 aufliegenden Schrägflächen der Ausnehmungen 54 bewirken, daß die Pa­ lette 6 auf dem Maschinentisch 3 zentriert wird. Die Palette 6 ruht jetzt auf der von den Prismen 51 und den Abstützmitteln 36 gebildeten Dreipunktauflage. Wegen der gewählten Ausrichtung der Prismen 51 ist die Palette 6 bezüglich translatorischer und rotatorischer Bewegungen exakt gefesselt.

Die Kufen 19 an dem Hubzylinder 16 sind so ausgelegt, daß sich der Hubrahmen 4 bei weiterer Drehung des Drehhebels 63 weiter absenkt, so daß die Transportrollen 7 von den Laufflächen 46 der Palette 6 vollständig frei kommen.

Kurz bevor der Drehhebel 63 die zweite Endstellung er­ reicht, werden die Spannhebel 41 von den Spannocken 62 betätigt, so daß sich die Spannhebel 41 radial von der Drehachse 29 in den Rollenführungen 42 nach außen auf die Abstützmittel 36 zu bewegen und mit den Halteflächen 53 der Palette 6 verspannt werden. Da sich die Spannocken 62 nur über einen einen kleinen Winkelbereich auf der Betäti­ gungsscheibe 61 erstrecken, steht fast eine ganze Viertel­ drehung des Drehhebels 63 für die Betätigung des Hubrah­ mens 4 zur Verfügung. Das gewährleistet, daß die Hebelver­ hältnisse zum Heben und Senken des Hubrahmens 4 so günstig wie möglich sind.

Auf diese Weise wird die Palette 6 von der Zentrier- und Spannvorrichtung 1 in einer zentrierten Stellung in exakt der richtigen Höhe auf dem Maschinentisch 3 für die Bear­ beitung festgespannt.

Nach Abschluß der Bearbeitung des Werkstückes auf der Be­ arbeitungsmaschine wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge, was damit eingeleitet wird, daß der Drehhebel 63 entgegen der Pfeilrichtung 64 aus der zweiten Endstellung in die erste Endstellung zu­ rückbewegt wird.

Zu Beginn der Rückdrehbewegung werden die Spannhebel 41 zurückgezogen, so daß die Spannpratzen 43 von den Halte­ flächen 53 frei kommen. Im weiteren Verlauf der Drehbewe­ gung des Hubmechanismus um die Drehachse 29 heben die mit den Kufen 19 in Eingriff befindlichen Ausheberollen 32 den Hubzylinder 16 entlang der Hubrichtung 5 aus der unwirk­ samen Stellung (Fig. 4) nach oben, bis die Transportrollen 7 wieder an den Laufflächen 46 der Palette 6 anliegen. Die Palette 6 wird durch weitere Drehung des Drehhebels 63 aus der Dreipunktauflage heraus- und bis in die Übergabestell­ ung (Fig. 1) angehoben. Bei Erreichen der Übergabestellung rastet eine nicht weiter dargestellte Verdrehsicherung ein, die verhindert, daß sich die Palette 6 ungewollt wie­ der absenken kann. Die Palette 6 wird nun nach dem Lösen der Rücklaufsperre von dem Hubrahmen 4 heruntergeschoben und über die Rollenbahn 48 weitertransportiert.

Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel in der gespannten Bearbeitungsstellung, bei dem die Prismen 51 in geringerem Abstand von der Symmetrieachse 18 angeordnet sind, in einer Draufsicht, wobei der Hubrahmen 4 und die Palette 6 der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind. Ebenso wie in Fig. 2 sind auch hier die Prismen 51 und die Halteflächen 53 eingezeichnet, um das Zusammenwirken mit den Spannpratzen 43 zu veranschaulichen.

Die Prismen 51 liegen innerhalb der Kreislinie, die der äußere Rand der Betätigungsscheibe 61 beschreibt, der einen kleineren Durchmesser als der Hubzylinder 16 auf­ weist. Die Abstützelemente 36 ragen durch bogenförmige Schlitze 68, die so lang sind, daß sie die Drehbewegung der Betätigungsscheibe 61 zwischen der Übergabe- und Bear­ beitungsstellung nicht behindern. Die Ausheberollen 32 sind bei diesem Ausführungsbeispiel an einer Kreisring­ scheibe 69 drehbar gehaltert und beschreiben eine Kreis­ bahn, die fast bis an den Rand der Palette 6 heranreicht. Die Kreisringscheibe 69 ist mit drei Speichen 71, die jeweils einen Winkel von 120° einschließen mit der Betätigungsscheibe 61 verbunden. Die freien Bereiche 72 zwischen den Speichen 71 sorgen dafür, daß die Spannhebel 41 die Drehbewegung der Kreisringscheibe nicht behindern.

Die Spannhebel 41 sind durch jeweils eine Druckfeder 74 im Spannsinn mit Federkraft beaufschlagt. Die Spannocken 62 sind so lang, daß sie die Spannhebel 41 während der gesam­ ten Absenkbewegung des Hubrahmens 4 in der unwirksamen Stellung halten. Erst am Ende der Drehbewegung geben die Spannocken 62 die Spannhebel 41 entlang einer Abschrägung frei, so daß auch in diesem Fall nur ein kleiner Winkelbe­ reich der Drehbewegung des Drehhebels 63 für die Betäti­ gung der Spannhebel 41 reserviert ist. Die Spannhebel 41 bewegen sich unter der Wirkung der Druckfedern 74 auf die Prismen 51 zu und hintergreifen die Halteflächen 53.

In Fig. 6 ist einer der drei längsverschieblichen Spann­ hebel 41 aus Fig. 5 schematisch und vergrößert im Quer­ schnitt dargestellt.

Das von der Spannpratze 43 abliegende untere Ende des Spannhebels 41 ist mit einem Trägerteil 75 verbunden, das an den Enden drehbar gelagerte Rollen 76 aufweist. Die Rollen 76 sorgen zusammen mit der Rollenführung 42 für eine Führung des Spannhebels 41 in radialer Richtung von der Drehachse 29. In allen anderen Richtungen ist der Spannhebel 41 bis auf ein geringes Spiel unbeweglich.

An dem von dem Prisma 51 abliegenden Ende der Rollenfüh­ rung 42 ist senkrecht aufragend ein Widerlager 77 für die Druckfeder 74, befestigt. Die Druckfeder 74 ist zwischen dem Widerlager 77 und dem Spannhebel 41 angeordnet und beaufschlagt den Spannhebel 41 längs der Rollenführung 42 im Spannsinn mit Federkraft.

Die Spannpratze 43 des Spannhebels 41 ist auf der Obersei­ te 78 waagrecht begrenzt. Auf der gegenüberliegenden Un­ terseite weist die Spannpratze 43 dagegen eine Schräge 79 auf, die so geneigt ist, daß die lichte Weite unter der Spannpratze 43 zu ihrer Spitze 81 hin zunimmt.

Von der Spannpratze 43 beabstandet ist die Haltefläche 53 eines Prismas 51 schematisch dargestellt. Der der Spann­ pratze 43 zugewandte Rand der Haltefläche 53 weist eine Wulst 82 mit kreisförmigem Querschnitt auf, die mit der Schräge 79 der Spannpratze 43 beim Spannen der Spannvor­ richtung 1 zusammenwirkt.

Der Spannhebel 41 ist von einer Spannocke 62 entgegen der Federkraft der Druckfeder 74 in der zurückgezogenen Stel­ lung gehalten, die der Übergabestellung der Spannvorrich­ tung 1 entspricht. Erst nach Abschluß der Absenkbewegung des Hubrahmens 4 geben die Spannocken 62 die Spannhebel 41 frei und die Spannpratzen 43 hintergreifen die Halteflä­ chen 53.

Eine konstante Federkraft erzeugt in diesem Ausführungs­ beispiel die auf die Halteflächen 53 wirkende Spannkraft, die daher unabhängig von der Verschiebungsstrecke der Spannhebel in der Rollenführung 42 ist.

Weiterhin können Maßtoleranzen zwischen den Halteflächen 53 verschiedener Paletten 6 oder der Spannhebel 41 ver­ schiedener Spannvorrichtungen 1 die Spannkraft nicht be­ einflussen. Dadurch erzielt man den Vorteil, daß unter­ schiedliche Spannkräfte, die sich ungünstig auf die Absetzgenauigkeit der Palette 6 auswirken, ausgeschlossen werden. Die Absetzgenauigkeit der Palette 6 wird somit ausschließlich von der Präzision der Dreipunktauflage be­ stimmt.

In Fig. 7 ist eine Weiterbildung des Spannhebels 41 aus Fig. 6 schematisch in der ungespannten Übergabestellung dargestellt. In dieser Weiterbildung ist der Spannhebel 41 als ein um eine Drehachse 86 abgewinkelter Kipphebel 87 ausgebildet. Ein erster Hebelarm 88 trägt an dem von der Drehachse 86 abliegenden Ende die Spannpratze 43. Auf der der Spannpratze 43 gegenüberliegenden Seite ist ein Gelenk 91 angebracht, an dem die Druckfeder 74 beweglich be­ festigt ist. Der zweite Hebelarm 92 ist gegenüber dem er­ sten abgewinkelt und trägt an seinem von der Drehachse 86 abliegenden Ende 93 eine Abstützrolle 94, die sich in der Übergabestellung der Spannvorrichtung 1 auf der Oberseite einer Spannocke 62 abstützt, so daß der erste Hebelarm 88 die Druckfeder 74 zusammendrückt.

Die Schwenkebenen der Kipphebel 87 liegen jeweils in zu der Betätigungsscheibe 61 tangentialen Ebenen. Daher ist bei dieser Weiterbildung die Orientierung der Prismen 51 gegenüber der Darstellung in Fig. 2 um 90° gedreht, so daß die Spannpratzen 43 an den Halteflächen 53 der Prismen 51 angreifen können.

Bei der Betätigung der Spannvorrichtung 1 bewegt sich die Spannocke 62 in Fig. 7 nach links in der Richtung des Pfeiles 96. Die Rolle 94 rollt entlang einer schräg abfal­ lenden Steuerfläche 97, wodurch der Kipphebel 87 unter dem Einfluß der Druckfeder 74 gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse 86 verschwenkt wird. Die Schwenkbewegung ist ab­ geschlossen, wenn die Spannpratze 43 fest an der Halteflä­ che 53 anliegt. Auf diese Weise wird die Palette 6 in der zentrierten Position festgespannt.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spann­ vorrichtung 1 in der Bearbeitungsstellung dargestellt. Anstelle des Hubzylinders 16 mit den darauf angeordneten Kufen 19, die mit den Ausheberollen 32 zusammenwirken, weist diese Vorrichtung vier identische Kniehebel 101 auf, die den Hubrahmen 4 anheben und absenken.

Die Kniehebel 101 sind im Bereich unterhalb des Hubrah­ mens 4 zwischen den Spannhebeln 41 um das jeweilige Knie des Kniehebels 101 um Drehachsen 102 drehbar gelagert an­ geordnet.

In der gezeigten Stellung befinden sich die ersten dem Hubrahmen 4 zugewandten Hebelarme 103, die an ihren äuße­ ren Enden eine drehbar gelagerte Rolle 106 tragen, in ei­ ner fast waagrechten Stellung. Die drehbar gelagerten Rol­ len 106 liegen nicht mehr an dem Hubrahmen 4 an, der in der unwirksamen abgesenkten Stellung ruht.

Die gegenüber den ersten Hebelarmen 103 abgewinkelten zweiten Hebelarme 107 sind an ihren äußeren Enden 108 mit einer horizontal angeordneten Betätigungsstange 109 dreh­ beweglich verbunden. Durch eine horizontale Bewegung der Betätigungsstange 109 in Richtung des Pfeiles 111 werden zunächst die Spannhebel 41 von einem nicht dargestellten Mechanismus von den Halteflächen 53 gelöst und dann die Kniehebel 101 um ihre Drehachse 102 im Uhrzeigersinn ver­ schwenkt. Am Ende der horizontalen Bewegung der Betäti­ gungsstange 109 befindet sich die Zentrier- und Spannvor­ richtung 1 in der Übergabestellung.

Die Betätigung der Betätigungsstange 109 kann manuell oder durch einen Motor erfolgen. Besonders vorteilhaft ist die Betätigung durch einen hydraulischen oder pneumatischen Linearzylinder.

In Fig. 9 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung 1 in der Übergabestellung schematisch dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier paar­ weise auf zwei Wellen 116, 117 befestigte Exzenterscheiben 118 unterhalb des Hubrahmens 4 angeordnet. Die Welle 116 befindet sich etwa unterhalb des Endanschlages 12, während die Welle 117 an der entsprechenden Stelle auf der gegen­ überliegenden Seite des Hubrahmens 4 angeordnet ist. Die beiden Wellen 116, 117 sind durch nicht näher dargestellte Mittel miteinander gekuppelt.

Durch Verschwenken eines mit den Exzenterscheiben 118 ver­ bundenen Handhebels 63 in Pfeilrichtung 119 wird der Hub­ rahmen 4 in die Bearbeitungsstellung abgesenkt.

Alternativ zu dem manuellen Antrieb kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Antrieb durch einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder oder durch einen Motor vorge­ sehen sein.

In einer anderen Weiterbildung eines Ausführungsbeispieles sind die drei zentrierenden Auflagemittel der Palette 6 keine identischen Prismen 51. Es ist z. Bsp. möglich, daß eines der Prismen 51 durch ein Auflagemittel mit einer kegelförmigen Ausnehmung ersetzt wird, deren Grundfläche einen Durchmesser aufweist, der so groß wie der der Meßku­ geln 38 ist. Dieses Auflagemittel kann die Palette 6 ab­ gesehen von der Höhe in zwei dazu und untereinander recht­ winkligen Richtungen positionieren. Es ist auch möglich, eines der drei Prismen 51 durch eine planparallele Platte zu ersetzen, die die Palette 6 nur in der Höhe positio­ niert. Diese letztere Möglichkeit besteht insbesondere dann, wenn eines der Prismen 51 bereits durch ein Auflage­ element mit einer kegelförmigen Ausnehmung ersetzt ist. Durch diese Anordnung wird die Palette 6 ebenso wie durch drei Prismen 51 gegenüber translatorischen und rotatori­ schen Bewegungen exakt gefesselt.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, wenigstens eines der Auflagemittel 51 so anzuordnen, daß sie sich beabstan­ det von den Spannpratzen 43 möglichst weit in einer Ecke der Palette 6 befinden. In diesem Fall ist es notwendig, von den Auflagemitteln 51 getrennt angebrachte Halteele­ mente vorzusehen. Die Halteelemente umfassen Halteflächen 53, die so angeordnet sind, daß die Spannpratzen 43 sie hintergreifen können.

In einer anderen Weiterbildung erfolgt die vertikale Füh­ rung des Hubrahmens 4 entlang der Hubrichtung 5 anstelle der bei 17 angedeuteten Führungsrollen (Fig. 1) durch ei­ nen an dem Hubrahmen 4 angeordneten Führungszapfen, der in einen mit der Grundplatte 2 verbundenen Führungsring ragt.

Claims (26)

1. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) für eine Palette (6), die auf ihrer Unterseite eine Lauffläche (46), zentrierende Aufnahmemittel (51) sowie Halte­ flächen (53) für Spannmittel (41) aufweist,
mit einem durch einen Hubmechanismus vertikal zwi­ schen einer oberen Übergabestellung und einer unteren unwirksamen Stellung verstellbaren Hubrahmen (4), der eine Auflage für die Palette (6) mit drehbar gelager­ ten, als Abstützung wirkenden Wälzkörpern (7), die für den horizontalen Transport der Palette (6) einge­ richtet sind, bildet,
mit ortsfesten Abstützmitteln (36), die im Bereich des Hubrahmens (4) so angeordnet sind, daß sie mit den zentrierenden Aufnahmemitteln (51), zusammenwir­ ken können und
mit Spannmitteln (41), die nach Abschluß der Absenk­ bewegung des Hubrahmens (4) betätigt werden und sich aus einer unwirksamen Stellung in eine wirksame Stel­ lung bewegen, in der sie mit den Halteflächen (53) der zentrierenden Aufnahmemittel (51) in Eingriff stehen.

2. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrierenden Aufnah­ memittel (51) zusammen mit den Abstützmitteln (36) eine Dreipunktauflage für die Palette (6) bilden.

3. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmechanismus einen Hubzylinder (16) aufweist, der Hubschrägen (19) trägt und der mit dem Hubrahmen (4) verbunden ist, wobei die Symmetrieachse (18) des Hubzylinders (16) paral­ lel zur vertikalen Hubrichtung (5) des Hubrahmens (4) verläuft.

4. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubschrägen (19) durch Kufen (19) gebildet sind, die auf dem Außenum­ fang des Hubzylinders (16) angeordnet sind.

5. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubschrägen (19) durch einen Absatz zwischen dem Außenumfang des Hub­ zylinders und einer Ausnehmung in dem Mantel des Hub­ zylinders (16) gebildet sind.

6. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmechanismus dreh­ bar gelagerte Ausheberollen (32) aufweist, die sich auf einer Kreisbahn um die Symmetrieachse (18) des Hubzylinders (16) bewegen und auf den Hubschrägen (19) abrollen.

7. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmechanismus ein den Hubrahmen (4) anhebendes Hebelgetriebe aus wenig­ stens einem Hebel (101) aufweist.

8. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmechanismus den Hubrahmen (4) anhebende Exzentermittel (118) auf­ weist.

9. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmechanismus durch einen Drehhebel (63) betätigbar ist.

10. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmechanismus eine Verdrehsicherung aufweist.

11. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmechanismus kraft­ betätigt ist.

12. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (41) zwangsläufig im Spannsinn betätigt werden.

13. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (41) ent­ gegen dem Spannsinn mit Federkraft beaufschlagt sind.

14. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (41) zwangsläufig entgegen dem Spannsinn betätigt werden.

15. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (41) durch Federkraft im Spannsinn beaufschlagt sind.

16. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (41) in Rollenführungen (42) längsverschieblich gelagerte Spannhebel (41) umfassen.

17. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (41) drehbeweglich gelagerte Kipphebel (87) umfassen.

18. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrierenden Aufnah­ memittel (51) der Palette (6) Prismen (51) sind.

19. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteflächen (53) der zentrierenden Aufnahmemittel (51) der Palette (6) einstückig angeformt sind.

20. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß getrennt von den zentrie­ renden Aufnahmemitteln (51) angeordnete Halteelemente die Halteflächen (53) für die Spannmittel (41) bil­ den.

21. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der zen­ trierenden Aufnahmemittel (51) eine kegelförmige Aus­ nehmung aufweist.

22. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützmittel (36) auf ihren freien Enden Meßkugeln (38) aufweisen.

23. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubrahmen (4) einen über die Oberfläche der Wälzkörper (7) vorstehenden Endanschlag (12) für die horizontale Transportbewe­ gung der Palette (6) aufweist.

24. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubrahmen (4) eine Rücklaufsperre für die horizontale Transportbewegung der Palette (6) aufweist.

25. Zentrier- und Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (46) der Palette (6) auf einer zuführenden Rollenbahn (48) lauffähig ausgebildet ist.

26. Zentrier- und Spannvorrichtung, (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf dem Tisch einer Bearbeitungsmaschine angeordnet ist.