DE4445727C1 - Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterlage mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Patentanspruchs 1. Bei der Anwendung der Unterlage nach dem Hauptpatent hat sich gezeigt, daß sich die Werkstücke beim Ein­ spannen gelegentlich durch Verspannkräfte verformen und dabei als Folge Druckkräfte auf die Unterlage ausüben, die beträchtliche Werte annehmen können. Zum Herausnehmen der Unterlage vor Beginn der Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks mußten in solchen Fällen seitliche Hammerschläge auf die Unterlage ausgeübt werden. Solche oder ähnliche Maßnahmen hatten eine Lockerung der Einspannung, ja sogar eine Veränderung der Einspannlage des Werkstücks zur Folge. Außerdem führten diese zusätzlichen Arbeitsvorgänge immer zu einer Verlängerung der Produktionszeit des einzelnen Werkstücks. Die er­ wähnten Verspannungen können zum Beispiel bei schlanken, in eine Werkstückhaltevorrichtung nach DE 42 37 422 C2 mit planen Klemm­ stücken eingespannten Werkstücken als Folge einer Knickbelastung vor­ kommen. Sie treten gelegentlich auch bei anderen Spanneinrichtun­ gen auf und hängen wesentlich von der Form des Werkstücks ab. Die scheinbar naheliegende Möglichkeit, die Auswirkungen einer solchen Verspannung durch eine Verstellung des Schraubentriebs der Unterlage zu beseitigen, würde mit einer sehr aufwendigen und die Produktionszeit sowie die Maßgenauigkeit der Werkstücke einer Serie negativ beeinflussende Arbeitsfolge zu realisieren sein. So müßte nach dem Aufstecken der Handkurbel ein Absenken des Ober­ teils zum Ausbau der Unterlage und vor dem Einführen und Spannen eines neuen Werkstücks die exakte Wiederherstellung der Einspann­ höhe H und zum Abschluß das Abziehen der Handkurbel vorgenommen werden. Dabei wäre auch jeweils eine Kontrolle des Maßes H vorzu­ nehmen. Eine solche Verfahrensweise wäre für den Einsatz der Unterlage nicht förderlich.

Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, die Unterlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß die Wirkung von Verspannkräften durch einen unabhängig vom Schrau­ bentrieb zu betätigenden einfachen Mechanismus unwirksam gemacht wird. Dabei sollen sowohl die Produktionszeiten als auch die Maß­ genauigkeit der Werkstücke unbeeinflußt bleiben.

Zur Lösung der Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriffsmerkmalen vorgesehen. Die Erfindung beruht auf dem Ge­ danken, die die Einstellbewegung der Unterlage übertragenden Bau­ teile so auszubilden, daß mit ihnen bei unveränderter Einstellung der Gewindespindel im Bedarfsfall zusätzlich eine lediglich Bruch­ teile eines Millimeters betragende Absenkung des Oberteils zur Be­ seitigung der Wirkung der Werkstückverspannung sowie eine Wieder­ herstellung der ursprünglichen Höhe der Unterlage vor der Einspan­ nung eines weiteren Werkstücks durchführbar ist. Dazu ist zum be­ kannten Einstellmechanismus für die Höhe H der Unterlage eine zweite unabhängig zu bedienende Umstellmöglichkeit vorzusehen. Die Lösung der Aufgabe beruht auf der Verwendung einer in die Lasche des Oberteils eingebauten in Drehrichtung zwischen zwei Stellungen mittels einer Handhabe schwenkbaren Gewindebuchse, die anstelle des in der bekannten Ausführung vorgesehenen fest ange­ brachten Gewindes mit der Gewindespindel in folgender Weise zusam­ menwirkt:
Bei feststehender Gewindebuchse wird die Drehung der Handkurbel vom Schraubentrieb auf das Oberteil zur Einstellung der Höhe H der Unterlage wie im Hauptpatent angegeben übertragen, während nach dem Einspannen des Werkstücks bei feststehender Gewindespindel und nach Abziehen der Handkurbel mit der Umstellung der Gewindebuchse in die eine Drehrichtung eine geringfügige Absenkung des Oberteils und vor dem Einspannen eines weiteren Werkstücks mit der Rückstel­ lung derselben in die entgegengesetzte Drehrichtung die erneute Einstellung auf die ursprüngliche Höhe H erreicht wird. Zur Be­ grenzung der Rückstellbewegung ist ein Anschlag vorgesehen, an dem die Handhabe auch während der Einstellungen für die Unterlage an­ liegt. Dadurch ist auch nach wiederholten Rückstellbewegungen eine exakte Einhaltung der Höhe H in einfachster und keinen zusätzli­ chen Zeitaufwand erfordernden Weise gesichert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine einfache Gleitlagerung der Gewindebuchse in der Lasche des Oberteils mit einer axialen Festlegung durch einen Bund auf der einen und durch die Nabe der Handhabe auf der anderen Seite vor. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist als axiale Festlegung der Gewinde­ buchse zwischen deren Außenseite und der Lasche ein weiteres Ge­ winde vorgesehen, das im Vergleich zur Gewindespindel mit entge­ gengesetzter Steigungsrichtung ausgeführt ist. Bei der Verstellung der Handhabe addieren sich dabei die Wirkungen der beiden Gewinde, so daß die notwendigen Absenkungen im Falle von Verspannungen in vorteilhafter Weise schon mit relativ kleinen Verstellwinkeln erreicht werden können.

Konstruktive Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in wei­ teren Unteransprüchen angegeben. Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die folgenden Zeichnungen zweier Ausführungen, bei denen für bereits im Hauptpatent vorhandene Bauteile deren Numerierung beibehalten wurde.

Fig. 1 Umstelleinrichtung für eine Unterlage, deren Gewinde­ spindel außerhalb des Unterteils angeordnet ist.

Fig. 2 Ansicht in Richtung R zu Fig. 1,

Fig. 3 Schnitt S-T zu Fig. 2,

Fig. 4 Umstelleinrichtung für eine Unterlage, deren Gewinde­ spindel zwischen zwei Lagerplatten des Unterteils an­ geordnet ist.

Fig. 5 Rechte Seite: Ansicht in Richtung U; linke Seite: Schnitt V-W zu Fig. 4.

Für eine Unterlage, bei der die Gewindespindel 20 außerhalb der Lagerplatten 21a, 21b des Unterteils 11 angebaut ist, ist in den Fig. 1 bis 3 eine konstruktive Lösung des Erfindungsgedankens angegeben. Die Umstelleinrichtung besteht aus einer Gewindebuchse 50a, die in der Lasche 22a des Oberteils 12 drehbar angeordnet ist und die mit ihrem Gewinde mit der Gewindespindel 20 zusammenarbei­ tet. Die Umstellung der Gewindebuchse 50a bei einer Verspannung des Werkstücks 1 erfolgt durch die Handhabe 52a. Die Gewindebuchse 50a ist innerhalb der Lasche 22a durch einen Bund 51 auf der In­ nenseite des Oberteils 12 und durch die Nabe der mit der Gewin­ debuchse 50a verbundenen Handhabe 52a auf der zugänglichen Außen­ seite der Lasche 22a festgelegt. Die Verstellbewegung der Handhabe 52a ist beidseitig durch Anschläge 53, 54 begrenzt. Den Fig. 1 bis 3 liegt eine Gewindespindel 20 mit Rechtsgewinde zugrunde. Eine Drehung der Handkurbel 24 (Strich-Punkt-Linie) in Richtung des Winkels δ hat demnach eine Höherstellung der Unterlage zur Folge, dabei liegt die Handhabe 52a nach Fig. 2 während der Ein­ stellung der Unterlage in der links mit einer durchgehenden Linie gezeichneten Stellung am Anschlag 53 an und kann vorteilhafter­ weise auch noch durch eine Raste 59 festgelegt sein. Der Anschlag 54 ist nicht zwingend vorzusehen, da beim Freiwerden der Unterlage kein bestimmter Drehwinkel α erreicht sein muß.

Nach erfolgter Einspannung des Werkstücks 1 in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine und nach Abziehen der Handkurbel 24 des Schraubentriebs der Unterlage läßt sich beim Auftreten von Ver­ spannungen das Oberteil 12 durch Umstellung der Handhabe 52a aus der linken Stellung I um den Winkel α in die rechte, mit einer Strich-Punkt-Linie angegebenen Stellung II (Fig. 2) um einen kleinen Weg Δh absenken (Fig. 1), der größer als die Verfor­ mung des Werkstücks 1 ist. Mit einem Verstellwinkel α von 180°, wie in der Fig. 2 gezeigt, ist bei einer Gewindesteigung von 1 mm und einem Neigungswinkel γ von 10° eine Absenkung von 0,09 mm erzielbar. Dieser Wert reicht im allgemeinen aus um die Unterlage von den Druckkräften zu entlasten, die aus den Verformungen resultieren, die durch Verspannungskräfte hervorgerufen werden können. Nach der Herausnahme der Unterlage aus der Spannvorrichtung läßt sich gemäß dem Erfindungsgedanken in einfachster Weise deren ur­ sprüngliche Einstellhöhe H durch Rückführung der Handhabe 52a in die linke Position I zum Anschlag 53 nach Fig. 2 herbeiführen. Eine zusätzliche Kontrolle des Maßes von H ist dabei ebensowenig erforderlich wie die Benutzung der Handkurbel 24 des Schrauben­ triebs. So werden in vorteilhafter Weise nicht nur Verlängerungen der Produktionszeit, sondern auch Fehler bei wiederholter Einstel­ lung des Maßes H vermieden.

Für Unterlagen, bei denen die Gewindespindel 20 zwischen zwei La­ gerplatten 31a und 31b des Unterteils 11 angeordnet ist, bietet sich im Rahmen des Erfindungsgedankens eine Ausführung der Gewin­ debuchse 50b an, wie sie in den Fig. 4 und 5 angegeben ist, bei der der volle Einstellweg des Oberteils 12 gegenüber dem Unterteil 11 wie in Fig. 3 des Hauptpatents angegeben, erhalten bleibt. Die Handhabe 52b ist dabei auf der dem Betätigungszapfen 41 des Schraubentriebs entgegengesetzten Seite des Oberteils 12 vorge­ sehen und über einen schmalen Steg 58 mit der Gewindebuchse 50b verbunden, deren Formgebung im Zusammenwirken mit der an der zu­ gekehrten Seite abgerundeten Oberkante 56 der Lagerplatte 31b ein Übergreifen gestattet. Die die Gewindespindel 20 und die Gewinde­ buchse 50b aufnehmende Rille 27 des Unterteils 11 ist im vorlie­ genden Beispiel an den Wangen 15a, 15b mit Abschrägungen 55a, 55b versehen, die gleichzeitig je einen Anschlag für die Handhabe 52b bilden. Verlängerungen 57 der Wangen 15a, 15b sorgen dafür, daß der Anschlag auch noch in der in Fig. 4 strich-punktiert gezeich­ neten unteren Endstellung der Handhabe 52b wirksam ist. In Fig. 5 ist die Handhabe 52b in der ersten Stellung I gezeichnet, sie er­ reicht nach Umstellung um den Winkel α nach links die zweite Stellung II, in der auf die Unterlage keine Verspannungskräfte mehr wirken können. Der verbleibende Teil der Gleitflächen 13 des Unterteils 11 reicht zur Führung des Oberteils 12 aus.

Obwohl der Umstellwinkel α bei der Unterlage nach Fig. 4 und 5 aus konstruktiven Gründen kleiner als bei der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 ist, läßt sich auch hier eine Absenkung des Ober­ teils 12 in ausreichender Größe erreichen, wenn gemäß einem weite­ ren ergänzenden Ausführungsdetail der Erfindung die Gewindebuchse 50b auch an ihrer Außenseite und die Innenseite der Lasche 22a mit einem Gewinde versehen ist, dessen Steigung derjenigen an der Ge­ windespindel 20 entgegengesetzt gerichtet ist. Mit diesem Gewinde ist je nach Größe der Steigung ein mehr oder weniger großer Anteil der Absenkung des Oberteils 12 erzielbar. Außerdem dient das Ge­ winde der transversalen Festlegung der Gewindebuchse 50b.

Für Unterlagen nach Fig. 5 und 6 des Hauptpatents, bei denen die Abstützung der gewindelosen Spindelverlängerungen 25 in nur einem Lager 17 des Unterteils 11 erfolgt und die Gewindespindel 20 auf der vom Betätigungszapfen 41 abgekehrten Seite des Lagers 17 vorgesehen ist, läßt sich ebenfalls eine Gewindebuchse 50b mit ih­ rer Handhabe 52b ähnlich Fig. 4 einsetzen. So ist auch bei dieser sehr einfachen Ausführung die erfindungsgemäße Umstelleinrichtung zur Entlastung von Verspannungskräften anwendbar.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen umstellbaren Gewinde­ buchse lassen sich die Einsatzmöglichkeiten der Unterlagen, bei denen die Höhenverstellung durch einen Schraubentrieb erfolgt, erheblich verbessern, ohne daß dazu eine Vergrößerung ihrer Abmes­ sungen oder ein zusätzlicher Mechanismus erforderlich ist. Die Verbesserungen liegen dabei vor allem in einem rationelleren Pro­ duktionsablauf.

Claims (8)

1. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke mit einem auf dem Gestell der Werkzeug­ maschine abgestützten Unterteil und einem gegen letzteres mittels einem Schraubentrieb längs einer schiefen Ebene stufenlos höhen­ verstellbaren Oberteil, das dazu mit seinen Gleitflächen auf hier­ für angepaßten Gleitflächen des Unterteils verschiebbar abgestützt und seitlich geführt ist, wobei der Schraubentrieb aus einer Ge­ windespindel, einer damit verbundenen, in wenigstens einer Lage­ rung des Unterteils drehbar und in axialer Richtung unverschieb­ lich gelagerten gewindelosen Spindelverlängerung sowie einem die Gewindespindel bzw. die gewindelose Spindelverlängerung an ihrem oberen Ende abschließenden Betätigungszapfen besteht, wobei die Gewindespindel mit einer mit einem Muttergewinde versehenen, mit dem Oberteil verbundenen Lasche zusammenarbeitet, mit der dieses zugleich seitlich geführt ist, und wobei die beiden Gleitflächen plan ausgeführt sind, und wenigstens eine von ihnen einen Durchbruch zu einer Vertiefung im Oberteil bzw. im Unterteil aufweist, in der Teile des Schraubentriebs untergebracht sind, nach Patent 44 23 887, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lasche (22a) eine drehbare und axial feststehende, mit einem mit der Gewindespindel (20) zusammenwirkenden Innen­ gewinde ausgestattete Gewindebuchse (50a) eingebaut ist, die mittels einer Handhabe (52a) zwischen einer mit der eingestell­ ten Höhe (H) der Unterlage übereinstimmenden, durch eine Begren­ zung festgelegten ersten Stellung (I) und einer um ein Maß (Δh) abgesenkten Höhe des Oberteils (12) entsprechenden zweiten Stel­ lung (II) umstellbar ist.

2. Unterlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Festlegung der Gewindebuchse (50a) durch einen Bund (51) und die an der Gewindebuchse (50a) befestigte Hand­ habe (52a) erfolgt.

3. Unterlage für in die Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine einzuspannende Werkstücke mit einem auf dem Gestell der Werkzeug­ maschine abgestützten Unterteil und einem gegen letzteres mittels einem Schraubentrieb längs einer schiefen Ebene stufenlos höhen­ verstellbaren Oberteil, das dazu mit seinen Gleitflächen auf hier­ für angepaßten Gleitflächen des Unterteils verschiebbar abgestützt und seitlich geführt ist, wobei der Schraubentrieb aus einer Ge­ windespindel, einer damit verbundenen, in wenigstens einer Lage­ rung des Unterteils drehbar und in axialer Richtung unverschieb­ lich gelagerten gewindelosen Spindelverlängerung sowie einem die Gewindespindel bzw. die gewindelose Spindelverlängerung an ihrem oberen Ende abschließenden Betätigungszapfen besteht, wobei die Gewindespindel mit einer mit einem Muttergewinde versehenen, mit dem Oberteil verbundenen Lasche zusammenarbeitet, mit der dieses zugleich seitlich geführt ist, und wobei die beiden Gleitflächen plan ausgeführt sind, und wenigstens eine von ihnen einen Durchbruch zu einer Vertiefung im Oberteil bzw. im Unterteil aufweist, in der Teile des Schraubentriebs untergebracht sind, nach Patent 44 23 887, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lasche (22a) eine mit einem mit der Gewindespindel (20) zusammenwirkenden Innengewinde ausgestattete Gewindebuchse (50b) über ein Außengewinde schraubbeweglich gelagert ist, deren Steigungsrichtung entgegengesetzt zu der des Gewindes der Gewinde­ spindel (20) gerichtet ist.

4. Unterlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung in der Stellung (I) durch einen festen Anschlag (53) erfolgt.

5. Unterlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Stellung (II) ebenfalls ein fester Anschlag (54) vorgesehen ist.

6. Unterlage nach Patentanspruch 4 und 5 und nach Patent­ anspruch 4 des Patentes 44 23 887, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge durch die Wangen (15a, 15b) des Unterteils (11) und gegebenenfalls durch die Verlängerung (57) derselben gebildet sind und ein Steg (58) von gleicher oder geringerer Breite als die Handhabe (52b) dieselbe mit der Gewindebuchse (50b) verbindet, wobei die Lagerplatte (31b) an ihrer Oberkante (56) eine Formgebung aufweist, die eine Überdeckung durch die Handhabe (52b) und den Steg (58) zuläßt.

7. Unterlage nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der Handhabe (52a, 52b) in der ersten Stellung (I) zusätzlich eine Raste vorgesehen ist.

8. Unterlage nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Raste eine gefederte Kugel (59) eingesetzt ist.