DE4407800C2 - Werkzeugpalette - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Palette zum Haltern von Werk­ stücken, insbesondere von rondenförmigen Kleinteilen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Paletten werden benötigt, um eine Vielzahl von kleineren Werkstücken, beispielsweise Ronden für Kleinuhren, aufzunehmen und während eines spanabhebenden Bearbeitungs­ vorgangs sicher zu fixieren.

Hierzu ist eine Grundplatte vorhanden, die mit Werkstückauf­ lagen bestückt ist. Auf die Werkstückauflagen werden die zur Bearbeitung anstehenden Werkstücke aufgesetzt und positio­ niert. Nunmehr wird von oben eine Druckplatte aufgesetzt und mittels einer Vielzahl von Spannschrauben mit der Grundplat­ te unter Zwischenlage der Werkstücke verspannt. Im Bereich der Werkstücke sind in der Druckplatte Ausnehmungen ange­ bracht, durch welche hindurch mittels geeigneter Arbeits­ werkzeuge, wie z. B. Fräser, die Werkstückoberfläche bearbei­ tet werden kann.

Um die erforderliche und gewünschte sichere Verspannung zu er­ reichen, müssen die Spannschrauben gleichmäßig über die zur Verfügung stehenden Fläche verteilt angeordnet und möglichst mit gleicher Vorspannkraft angezogen sein. Die Dicke der Druckplatte muß hinreichend stark dimensioniert sein, so daß beim Anziehen der Spannschrauben keine die Genauigkeit gefährdende Deformation auftritt. Dies setzt beispielsweise selbst bei Paletten für Kleinteile eine Mindestdicke der Druckplatte von etwa 10 mm voraus.

Der Nachteil von derartig dicken Druckplatten besteht darin, daß die Bearbeitungswerkzeuge relativ lange Schäfte aufweisen müssen, um die Ausnehmungen der Druckplatte zu durchsetzen und die Werkstückoberfläche zu erreichen. Dies bedeutet insbesondere bei filigranen Werkzeugen, wie Bohrern oder Fräsern, eine erheb­ liche Bruchgefahr einerseits und Probleme bei der Einhaltung der sehr eng bemessenen Fertigungstoleranzen andererseits. Das Pro­ blem der Bruchgefahr kann zwar durch Sonderwerkzeuge mit ver­ stärkten Schäften gelöst werden, doch bedeutet dies einen zu­ sätzlichen finanziellen Aufwand.

Aus der DE 89 14 995 U1 ist ein Werkstückträger bekannt, der zum Transportieren und Vorfixieren von Flachbaugruppen, insbesondere von Leiterplatten, vorgesehen ist. Er besitzt einen Rahmen, der in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen ausgerich­ tete ortsfeste Anschlagsleisten und korrespondierend hierzu verschiebbare, fixierbare Portalleisten aufweist. Damit ist es möglich, beispielsweise Leiterplatten unterschiedlicher Abmessun­ gen zu fixieren. Die Zugänglichkeit der Leiterplatten selbst bleibt erhalten, da diese lediglich im Randbereich festgelegt werden.

Dieser spezielle Werkstückträger ist jedoch nicht zur Aufnahme mehrerer Ronden geeignet, da die Leisten lediglich punktuell zur Anlage an den Ronden gebracht werden können und somit keine ausreichende Haltefunktion aufweisen.

Der Erfindung lag daher das Problem zugrunde, eine derartige Palette so zu gestalten, daß die geschilderten Nachteile nicht mehr auftauchen und insbesondere eine verbesserte Zugänglichkeit zur Werkstückoberfläche gegeben ist.

Gelöst wird dieses Problem mit einer Palette, wie sie durch die Merkmale des Anspruchs 1 angegeben ist. Vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unter­ ansprüche angegeben.

Die Erfindung basiert auf die Idee, für jedes Werkstück einen Spannring vorzusehen, welcher über Druckfeder von der Druckplatte beaufschlagt wird. Damit wird individuell für jedes Werkstück die erforderliche Spannkraft erzeugt. Die Spannringe sind demnach mit der Druckplatte nicht starr verbunden, so daß eine etwaige Deformation der Druckplatte keinerlei unmittelbare Auswirkung auf die Genauigkeit der Bearbeitung besitzt. Die Druckplatte kann demnach dünner ausgeführt werden, so daß sich die Zugänglichkeit zur Ober­ fläche der Werkstücke verbessert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zugänglich­ keit der Werkstückoberfläche überhaupt nicht mehr durch die Dicke der Druckplatte bestimmt. Hierzu greift die Druckplat­ te an Absatzstegen an, die sich am unteren Ende der Spann­ ringe und damit seitlich unterhalb der zu bearbeitenden Werkstücke befinden. Im angezogenen Zustand der Spannschrau­ ben liegt die Oberkante der Druckplatte auf gleicher Höhe oder sogar unterhalb der Oberkante der Spannringe. Die Spannringe durchsetzen in diesem Fall vollständig die an dieser Stelle vorhandenen Ausnehmungen der Druckplatte.

Die Spannringe erfassen die Werkstückoberfläche lediglich an einem äußeren Randbereich. Es ist völlig ausreichend, wenn drei gleichmäßig über dem Umfang verteilte, radial einwärts gerichtete Spannfinger vorhanden sind. Somit wird lediglich punktuell an drei Stellen ein kleiner Bereich der Werkstück­ oberfläche erfaßt, im übrigen bleibt die Werkstückoberfläche vollständig frei zugänglich. Die Werkstückoberfläche ist lediglich geringfügig, d. h. entsprechend der Materialdicke der Spannfinger, unterhalb der Spannringoberfläche angeord­ net und damit mittels gängiger Werkzeuge erreichbar. Beson­ ders verlängerte oder verstärkte Schäfte sind deshalb nicht nötig.

Zweckmäßigerweise sind die Spannringe an der Druckplatte unverlierbar angebracht. Dies erlaubt die rasche Zugänglich­ keit der Werkstücke durch einfaches Anheben der Druckplatte, so daß sämtliche Spannringe entlastet werden und die Werk­ stücke in axialer Richtung freigeben. Hierbei können die Spannringe mit seitlichem Spiel in den Ausnehmungen der Druckplatte axial verschieblich geführt sein, wobei die an den Spannringen vorgesehenen Absatzstege mit korrespondie­ rend geformten Anschlagstegen einer von unten gegen die Druckplatte verschraubten Halteplatte zusammenwirken.

Die auf diese Weise erzielbare schwimmende Lagerung erlaubt es, individuelle Abweichungen der einzelnen Werkstücke auszugleichen. Eine zusätzliche Verbesserung der Anpassungs­ möglichkeit ergibt sich, wenn die Werkstückauflagen aus elastisch nachgebendem Material gefertigt sind.

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dort werden weitere, mit einzelnen Merkmalen erzielbare Vorteile genannt. Es zeigen:

Fig. 1 Palette in Draufsicht,

Fig. 2 Teilschnitt durch die Palette gemäß Fig. 1, vergrößert,

Fig. 3 Einzelheit der Darstellung gemäß Fig. 1, ver­ größert.

Eine Palette 1 besteht im wesentlichen aus zwei Baugruppen, nämlich einer Grundplatte 10 und einer Druckplatte 20, welche zu bearbeitende Werkstücke 100 zwischen sich aufneh­ men und durch Anziehen von Spannschrauben 40 fixieren.

Bei den Werkstücken 100 handelt es sich um Ronden für Klein­ uhren, deren Oberfläche spanabhebend bearbeitet werden soll.

Die Grundplatte 10 besitzt einen quadratischen Grundriß und ist zur Aufnahme von insgesamt 36 Ronden ausgelegt. Zu diesem Zweck sind auf der Grundplatte 10 Werkstückauflagen 11 äquidistant in einer 6×6 Matrix angebracht. Die Werk­ stückauflagen 11 besitzen einen mit den Ronden übereinstim­ menden Durchmesser, so daß die Ronden außenbündig aufgelegt werden können. Die exakte Positionierung übernehmen auf ein­ ander abgestimmte Positionierelemente. Im vorliegenden Fall handelt es sich um Bohrungen, in welche Paßstifte 12 ein­ setzbar sind. Damit ist die exakte Lage des Werkstücks 100 in Bezug auf die Grundplatte 10 in den beiden Koordinaten­ richtungen X und Y festgelegt.

Die Druckplatte 20 besitzt ebenfalls einen quadratischen Grundriß und ist mit demjenigen der Grundplatte 10 praktisch deckungsgleich. Den Werkstückauflagen 11 zugeordnet sind kreisförmige Ausnehmungen in der Druckplatte 20 vorhanden, in welche mit radialem Spiel Spannringe 30 eingesetzt sind.

Die Spannringe 30 sind innerhalb dieser Ausnehmungen axial verschieblich gelagert und überragen nach obenhin (Z-Rich­ tung) die Druckplatte 20.

Die Spannringe 30 besitzen an ihrem unteren Ende einen Absatzsteg 31, der umlaufend gestaltet ist. An ihrem gegen­ überliegenden, oberen Ende sind drei, gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Spannfinger 32 angeformt, die sich ausge­ hend von der Mantelfläche radial einwärts erstrecken. Sie erfassen das Werkstück 100 von oben und drücken dieses in der nachstehend noch näher beschriebenen Art und Weise gegen die Werkstückauflage 11.

In der Druckplatte 20 integriert sind Druckfedern 21 angeordnet. Jeder der Ausnehmungen sind drei Druckfedern 21 zugeordnet, die auf den Absatzsteg 31 des Spannringes 30 ausgerichtet sind. Damit wird durch das Anziehen der Spannschrauben 40 eine Anpreßkraft von der Druckplatte 20 über die Druckfedern 21 und die Spannringe 30 auf die Werk­ stücke 100 ausgeübt. Etwaige Ungenauigkeiten oder Ab­ weichungen der einzelnen Werkstücke 100 werden deshalb durch die Druckfedern 21 ausgeglichen. Auch wirken sich Deformationen der Druckplatte 20 nicht auf die Werkstücke 100 aus.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Werkstückauflagen 11 etwas erhöht ausgeführt sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Spannringe 30 nach Art von Hülsen auszuführen und die umlaufenden Absatzstege 31 tief anzu­ ordnen. Somit können Druckplatten 20 mit einer relativ großen Dicke ausgeführt werden, ohne daß diese die Spannrin­ ge 30 nach oben hin überragen. Die Zugänglichkeit der Ober­ fläche des Werkstücks 100 wird nun nicht mehr von der Dicke der Druckplatte 20 bestimmt, sondern ausschließlich von der erforderlichen Materialdicke der Spannfinger 32. Diese ist jedoch im allgemeinen gegenüber der Dicke der Druckplatte 20 erheblich geringer, so daß die Oberfläche der Werkstücke 100 mit handelsüblichen Werkzeugen erreichbar ist.

Von unten ist gegen die Grundplatte 10 eine Halteplatte 25 geschraubt. Im Bereich der Ausnehmungen sind Anschlagstege 26 vorgesehen, die auf die Absatzstege 31 der Spannringe 30 ausgerichtet sind. Beim Abheben der Druckplatte 20 werden deshalb die Spannringe 30 zunächst infolge der Wirkung der Druckfedern 21 nach unten gedrückt, bis sie jeweils mit ihrem Absatzsteg 31 am Anschlagsteg 26 der Halteplatte 25 anliegen.

Im dargestellen Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf Spannschrauben 40 vorgesehen. Eine erste Spannschraube ist mittig und die übrigen in den jeweiligen Eckbereichen vorge­ sehen. Die Spannschrauben 40 durchsetzen die Druckplatte 20 an solchen Stellen, an denen keine Ausnehmungen für die Spannringe 30 vorhanden sind. Die Spannschrauben 40 greifen in Gewindebohrungen (hier nicht näher dargestellt) der Grundplatte 10 ein.

Aufbauend auf diese Konzeption lassen sich beliebige Varian­ ten von Paletten realisieren. Inbesondere ist es auch mög­ lich, nicht nur kreisförmige Werkstücke nach Art von Ronden, sondern auch Werkstücke mit an sich beliebigen Grundrißfor­ men aufzuspannen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Spannringe 30, die Ausnehmungen in der Druckplatte 20 und die Werkstückauflagen 11 auf die Grundrißform abzustimmen. Es entsteht damit ein Spannring, der von der Kreisform abweicht und daher als Spannrahmen zu bezeichnen wäre. Das realisierte Prinzip einer schwimmenden Lagerung gestattet jedenfalls die universelle Anwendbarkeit der Erfindung auf jegliche Form von Werkstücken.

Claims (10)

1. Palette zum Haltern von Werkstücken, insbesondere von rondenförmigen Kleinteilen, bestehend wenigstens aus

• - einer Grundplatte mit einer Mehrfachanordnung von Werkstückauflagen, auf denen die Werkstücke aufge­ setzt sind,
• - einer Druckplatte mit einer der Zahl der Werk­ stückauflagen entsprechenden Zahl von Ausnehmun­ gen, durch welche hindurch die Werkstücke von oben her bearbeitbar sind, sowie
• - mehreren die Druckplatte durchsetzenden und in Gewindebohrungen der Grundplatte eingreifenden Spannschrauben, welche im angezogenen Zustand die erforderliche Spannkraft erzeugen, so daß die Werkstücke gegen die Werkstückauflagen gepreßt gehalten sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine der Zahl der Werkstückauflagen (11) entspre­ chende Zahl von Spannringen (30) vorhanden ist, welche von oben auf die Werkstücke (100) schwim­ mend aufsetzbar sind und an ihrem unteren Ende einen umlaufenden Absatzsteg (31) aufweisen,
• - den Ausnehmungen der Druckplatte (20) jeweils mehrere, nach unten und auf den korrespondierenden Absatzsteg (31) der Spannringe (30) ausgerichtete, an der Druckplatte (20) befestigte Druckfedern (21) zugeordnet sind.

2. Palette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe (30) die Gestalt von Rohrhülsen besit­ zen, wobei jeweils am unteren Ende der umlaufende Absatzsteg (31) und am gegenüberliegenden, oberen Ende drei gleichmäßig über den Umfang verteilte, radial einwärts gerichtete Spannfinger (32) angeformt sind.

3. Palette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die axiale Erstreckung der Spannringe (30) mindestens so groß gewählt ist, daß im angezogenen Zustand der Spannschrauben (40) die Druckplatte (20) axial vollständig von den Spannringen (30) durchsetzt ist und diese nach oben hin nicht überragt.

4. Palette nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe (30) unverlierbar mit der Druckplatte (20) verbunden sind.

5. Palette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe (30) mit radialem Spiel in den Ausneh­ mungen der Druckplatte (20) axial verschieblich ge­ führt sind.

6. Palette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer von unten mit der Druckplatte (20) verbunde­ nen Halteplatte (25) Anschlagstege (26) vorhanden sind, die als unterer Anschlag für die Spannringe (30) dienen.

7. Palette nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückauflagen (11) Posi­ tioniermittel (12), insbesondere Stifte oder Paßboh­ rungen, für die Werkstücke (100) besitzen.

8. Palette nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückauflagen (11) aus elastisch nachgebendem Material bestehen.

9. Palette nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10) und die Druckplatte (20) quadratisch oder rechteckig gestaltet und durch wenigstens fünf Spannschrauben (40) mitein­ ander verspannt sind.