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Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Tisch zum Gebrauch in Verbindung mit
Werkzeugmaschinen und ganz besonders einen Tisch, der lösbar ist, um eine automatische
Palette zu befestigen, welche ein Werkstück auf einer Werkzeugmaschine hält.
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Es wurden früher Tische vorgeschlagen, bei denen eine Palette unter hydraulischem
Druck geklemmt wurde. Die Verwendung von hydraulischem Druck erfordert ein hydraulisches
System. Hydraulische Systeme jedoch haben einige Nachteile; einer davon ist, daß die Größe der
Maschine im Ganzen anwächst. Ein anderer ist der, daß wenn eine größere Kraft auf die Palette
über die hydraulische Klemmkraft einwirkt, die Palette sozusagen "schwimmt" oder sich bewegt.
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Aus der GB-A-2163979 ist bekannt, einen solchen Tisch zum Befestigen einer Palette
herzustellen, um ein Werkstück auf einer Werkzeugmaschine zu halten, wobei der Tisch eine
Spindel aufweist, die auf- und abbeweglich ist, Antriebseinrichtungen, um die Spindel in einer
vertikalen Richtung zu bewegen, ein Paar von Haltern, die an einem oberen Ende der Spindel
angebracht sind, eine Vielzahl von Klemmarmen, die radial von der Spindel angeordnet sind, eine
Klemmklinke, die einstückig mit einem äußeren Ende jedes Klemmarmes gebildet ist, wobei die
Klemmklinke auf- und ab- und radial von der Spindel bewegbar ist, und ein Verbindungsteil
aufweist, welches zwischen jedem Klemmarm und einem zugeordneten Halter angebracht ist. Die
Anordnung der GB-A-2163979 hängt jedoch von der Anwesenheit eines Paares von elastisch
kompressiblen Unterlegscheiben ab, um die Klemmkraft zu erzeugen. Die Klemmarme wirken auf
einen Stift, welcher seinerseits die Unterlegscheiben betätigt. Da die Klemmarme nicht direkt auf
die Unterlegscheiben oder ähnliche andere Glieder wirken, welche mit der Palette in Eingriff
kommen, besteht die Gefahr von Kräften, die in der Palette erzeugt werden, welche die
Klemmkraft überwinden, was primär durch den Widerstand der Unterlegscheiben verursacht wird.
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Nach der Erfindung ist ein Tisch zum Befestigen einer Palette geschaffen, um ein
Werkstück auf einer Werkzeugmaschine zu halten, wobei der Tisch eine auf- und abbewegliche
Spindel, Antriebseinrichtungen, um die Spindel in einer vertikalen Richtung zu bewegen, ein Paar
von Haltern, die an einem oberen Ende der Spindel angebracht sind, eine Vielzahl von
Klemmarmen, die radial von der Spindel angeordnet sind, eine Klemmklinke, die einstückig mit einem
äußeren Ende jedes Klemmarmes gebildet ist, wobei die Klemmklinke auf- und ab- und radial von
der Spindel bewegbar ist, und ein Verbindungsteil, welches zwischen jedem Klemmarm und
einem zugeordneten Halter angebracht ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Verbindungsteil einen Endvorsprung hat, der drehbar mit einer in Eingriff kommenden Ausnehmung
eines zugeordneten Klemmarmes verbunden ist und einen weiteren Endvorsprung hat, der
drehbar mit einer in Eingriff kommenden Ausnehmung des zugeordneten Haltern verbunden ist,
und daß die Verbindungsteile derart sind, daß sie die zugeordneten Klemmarme dazu bringen,
sich nach außen und nach oben zu bewegen, um ihre Klemmklinken bei Positionen festzustellen,
um die Palette auf dem Anstieg der Spindel zu klemmen, um die Halter zu veranlassen, die
Verbindungsteile anzutreiben, wobei der Abstieg der Spindel die Halter veranlaßt, die
Verbindungsteile zurückzuziehen, so daß sie die zugeordneten Klemmarme dazu bringen, sich nach
innen und nach unten zu bewegen, um die Klemmklinken in ihre ursprünglichen Positionen zu
bringen, um die Palette zu lösen.
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Die Erfindung wird schematisch als Beispiele in den beigefügten Zeichnungen erläutert,
in welchen:
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- Figur 1 eine Vorderansicht im Querschnitt ist, die einen Tisch nach der Erfindung mit
einer durch den Tisch geklemmten Palette zeigt;
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- Figur 2 eine Vorderansicht im Querschnitt ist, die den Tisch der Figur 1 zeigt, wobei der
Klemmdruck gelöst ist;
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- Figur 3 eine Vorderansicht im Querschnitt ist, die den Tisch von Figur 1 in seinem
ungeklemmten Zustand zeigt;
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- Figur 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in Figur 1 ist;
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- Figur 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in Figur 4 ist;
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- Figur 6 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Palettenklemmring des Tisches der
Figur 1 zeigt;
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- Figur 7 eine perspektivische Ansicht ist, die ein sektorförmiges Glied des Tisches der
Figur 1 zeigt;
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- Figur 8 eine perspektivische Ansicht ist, die einen ungeklemmten Stift des Tisches der
Figur 1 zeigt;
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- Figur 9 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Armpreßblock des Tisches der Figur
1 zeigt;
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- Figur 10 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Klemmarm des Tisches der Figur 1
zeigt; und
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- Figur 11 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Verbindungsteil des Tisches der Figur
1 zeigt.
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Bezieht man sich auf Figur 1, so ist ein Tisch 1 auf einem Bett einer Werkzeugmaschine
angebracht sowie ein Bearbeitungszentrum, so daß der Tisch 1 entlang Führungsschienen 2 in
einer senkrechten Richtung zur Ebene des Zeichenpapieres bewegt werden kann.
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Der Tisch 1 umfaßt einen Raum 3, um einen Klemmteil einer Palette P unterzubringen.
Der Raum 3 umfaßt eine untere Öffnung 4, welche mit einem durch Bolzen 7 geklemmten
zylindrischen Wandteil 6 ausgefüttert und von einer durch Schrauben 9 befestigten Bodenplatte
8 umgeben ist. Eine hydraulische Kammer 10 ist zwischen dem Wandteil 6 und der Bodenplatte
8 gebildet. Die hydraulische Kammer 10 wird durch einen Weg 11 mit Fließmittel versorgt.
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Der Raum 3 ist auf seiner Innenwand auch mit einer Schaltkupplung 12 versehen, und
eine vertikal bewegliche Kupplung 13 ist derart angebracht, daß sie mit der stationären
Schaltkupplung 12 in Eingriff gebracht werden kann. Die bewegliche Kupplung 13 kann durch
Antriebsmittel (nicht dargestellt), welche angrenzend an eine obere Öffnung 5 des Tisches 1 angebracht
ist, bewegt werden.
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Eine Palettenbasis 15 ist mit einem Stützblock 16 in ihrem unteren Abschnitt versehen,
und ein Flansch 17 ist in ihrem oberen Abschnitt vorgesehen, um einen unten beschriebenen
Klemmarm zu halten. Der Flansch 17 ist mit Frontkupplungen 18 versehen, welche in einem Kreis
auf seiner oberen Oberfläche gegen die Palette P angeordnet sind. Eine Abdeckung 19 bedeckt
die obere Öffnung 5 des Tisches 1.
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Der Stützblock 16 der Palettenbasis 15 ist durch Lager 20 rund um die Achse des
Tisches 1 drehbar, und eine Schaltkupplung 21 ist an dem Stützblock 16 befestigt. Die
bewegliche Kupplung 13 befindet sich mit der Schaltkupplung 21 und der Schaltkupplung 12 des
Tisches in Eingriff, wodurch die Palettenbasis 15 die Möglichkeit erhält, schnell an einer
gewünschten Schaltposition gehalten zu werden.
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Ein hydraulischer Zylinder 22 hat einen Flanschteil 23, welcher mit dem Boden der
Palettenbasis 15 verschraubt ist, wobei sich sein unteres Ende durch die Bodenplatte 8 des
Tisches 1 erstreckt und sein unterer Umfang gegen die innere Wand der Bodenplatte 8 durch
einen Dichtungsring 24 abgedichtet ist.
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Der hydraulische Zylinder 22 weist einen ringförmigen Absatz 25 und eine hydraulische
Kammer 27 zwischen dem ringförmigen Absatz 25 und einem Bodenteil 26 auf, wobei die
hydraulische Kammer 27 durch Wege 28 und 29 mit Fließmittel versorgt wird.
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Der hydraulische Zylinder 22 weist Schlitze 30 in seinem oberen Abschnitt auf, wobei die
Schlitze 30 diametral entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und sich axial erstrecken.
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Eine Spindel 31 ist beweglich in dem hydraulischen Zylinder 22 in Kontakt mit der
innenwand des ringförmigen Absatzes 25 eingesetzt. Die Spindel 31 ist mit einer anderen Spindel 32
angepaßt, welche sich in der hydraulischen Kammer 27 bewegt.
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Die Spindel 31 besitzt ein Paar von Blöcken 33, 34, die darauf durch Federn 35 getrennt
befestigt sind. Der Aufbau und Funktion der Blöcke 33, 34 wird unten beschrieben:
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Die Spindel 31 umfaßt eine Bohrung 36, in welcher eine Feder 37 eingefügt ist, um die
Spindel 31 nach oben von ihrer Stütze durch die Bodenplatte 26 zu zwingen.
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Ein zylindrischer Kolben 40 ist rund um einen unteren Teil des hydraulischen Zylinders 22
eingebaut, um den Klemmdruck zu lösen. Der Kolben 40 umfaßt einen unteren Teil 41 und eine
obere ringförmige Schulter 42. Der untere Teil 41 bewegt sich in der hydraulischen Kammer 10.
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Der Kolben 10 ist normalerweise nach oben durch eine Feder 43 vorgespannt, welche zwischen
dem unteren Teil 41 und der Bodenplatte 8 angeordnet ist.
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Ein Palettenklemmring 50 von zylindrischer Form ist rund um einen oberen Teil des
Zylinders 22 über seinen Flanschteil 23 eingepaßt.
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Der Klemmring 50 umfaßt, wie in Figur 6 gezeigt ist, vier Schlitze 51, welche nach unten
von seinem Rand ausgeschnitten sind, wobei die vier Schlitze 51 in Winkelabständen von 90º
voneinander angebracht sind, und der Klemmring 50 umfaßt vier T-förmige Nuten 52, welche
auch in einem Winkelabstand von 90º voneinander angebracht sind. Die T-förmigen Nuten 52
sind jeweils zwischen einem entsprechenden angrenzenden Paar von Schlitzen 21 angebracht.
Ein Paar von Löchern 53 ist diametral, unter zwei der Schlitze 51 angeordnet, vorgesehen. Die
Löcher 53 erlauben den Stiften 61 das Hindurchgehen.
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Auf diese Weise ist der Klemmring 50 fiktiv in vier Wandkomponenten 54 zwischen jedem
angrenzenden Paar der Schlitze 51 aufgeteilt. Jede Wandkomponente 54 ist mit einem
sektorförmigen Teil 55 versehen, wie in Figur 7 gezeigt ist, welches mittels Schrauben 56 befestigt ist, wie
in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist.
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Jedes sektorförmige Teil 55 umfaßt Löcher 58, um Führungspfosten 59 zu erlauben, dort
hindurchzugehen, und mit Gewinde versehene Löcher 57, um die Befestigungsbolzen 56
aufzunehmen.
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Der mit den sektorförmigen Teilen 55 ausgestattete Klemmring 50 ist gleitbar rund um
den hydraulischen Zylinder 22 angebracht. Wie am besten in Figur 5 zu sehen ist, sind die
Federführungspfosten 59 auf dem Boden der Palettenbasis 15 aufgerichtet und gehen durch die
Löcher 58. Der Klemmring 50 ist durch die Federn 60, die an den Federführungspfosten 59
angeordnet sind, nach oben vorgespannt.
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Die Stifte 61 gehen durch die Löcher 53, so daß ihre Köpfe 62 innerhalb des
Klemmringes 50 hervorragen und in den Schlitzen 30 des hydraulischen Zylinders 22 in Eingriff
kommen. Auf diese Weise wird dem Klemmring 50 erlaubt, sich vertikal innerhalb des Bereiches zu
bewegen, welcher durch die Schlitze 30 begrenzt ist.
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Ein ungeklemmter Stift 63 ist an einem unteren Teil des Klemmringes 50 befestigt. Wie
in Figur 8 gezeigt wird, weist der ungeklemmte Stift 63 einen Kopf 65, einen Hals 64 und ein Bein
66 auf. Jeder ungeklemmte Stift 63 wird an dem Klemmring 50 dadurch befestigt, daß der Kopf
65 und der Hals 64 in eine der T-förmigen Nuten 52 (Figur 6) eingesetzt wird. Jeder Klemmstift
63 geht durch ein Loch 67 in dem Zylinder 22 und erstreckt sich nach unten, bis sein Bein 66 mit
der oberen ringförmigen Schulter 42 des Kolbens 40 in Eingriff kommt.
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Eine bewegliche Vorrichtung zum Ineingriffkommen 70 umfaßt Klinken 71 und 72 an
entgegengesetzten Enden und einen schwenkbaren Dübel 73 in ihrer Mitte. Der Dübel 73 kommt
mit einer Ausnehmung 74 in dem Kopf 62 des Stiftes 61 in Eingriff, so daß die Vorrichtung zum
Ineingriffkommen 70 um den Dübel 73 schwingen kann. Wenn sich der Klemmring 50 in einer
höheren Position befindet, wie in Figur 1 gezeigt ist, befindet sich die untere Klinke 71 mit einem
Absatz 75 auf der Außenseitenwand der Spindel 31 in Eingriff. Wenn sich der Klemmring 50 in
einer unteren Position befindet, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, kommt die obere Klinke
72 mit einer abgeschrägten Oberfläche des hydraulischen Zylinders 22 in Anschlag und wird nach
innen verschoben. Demzufolge wird die untere Klinke 71 nach außen verschoben und in einer
Ausnehmung 76 in der Innenseitenwand des hydraulischen Zylinders 22 aufgenommen.
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Die Blöcke 33, 34 haben jeder die Form einer achtseitigen Figur, wie in Figur 9 gezeigt
ist und umfassen jeweils diametral angeordnete hornförmige Glieder 78 und 79. Jedes
hornförmige Glied 78, 79 hat eine halbkreisförmige Ausnehmung 77. Obwohl die zwei Blöcke 33 und 34
ähnliche Form haben, unterscheiden sie sich in ihrer Befestigungsposition bezüglich der
jeweiligen Körperteile so, daß, wenn die Blöcke 33 und 34 einander zugekehrt verbunden sind, die
hornförmigen Glieder 78 und 79 sich in derselben Ebene befinden und winkelig um 90º
voneinander im Abstand angeordnet sind. Die einander zugekehrt verbundenen Blöcke 33, 34 sind an
dem oberen Ende der Spindel 31 befestigt und durch eine Feder 35 getrennt. Die Blöcke 33 und
34 werden durch Schrauben 81 durch eine Druckplatte 80 hindurch derart gehalten, daß sie unter
der Wirkung der Feder 35 beweglich sind. Die Beweglichkeit der Blöcke 33, 34 gleicht den
Klemmdruck durch eine Vielzahl von Klemmarmen 85 aus, was hier später in größerer Einzelheit
noch beschrieben wird. Der Druck der Feder 35 ist so angeordnet, daß er kleiner ist als der der
Federn 60, welche den Klemmring 50 nach oben zwingen.
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Wie in Figur 10 gezeigt ist, hat jeder Klemmarm 85 im allgemeinen die Form eines
Buchstabens J und weist eine hakenförmige Klemmklinke 86 auf, eine Eingriffsausnehmung 87
an der Rückseite der Klinke 86 und eine Vorrichtung zum Ineingriffkommen 88.
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Die Klemmarme 85 sind in einer ringförmigen Ausnehmung 89 angepaßt, welche
zwischen der Palettenbasis 15 und dem Klemmring 50 gebildet ist, und an Stellen angeordnet,
welche den hornförmigen Gliedern 78 und 79 entsprechen. Jeder Klemmarm 85 wird durch die
sektorförmigen Teile 55 an beiden Seiten gestützt und seine Vorrichtung zum Ineingriffkommen
88 wird mit dem Flansch 17 in Eingriff gehalten.
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Jeder Klemmarm 85 und das entsprechende hornförmige Glied 78 oder 79 sind durch ein
Verbindungsglied 90 verbunden, welches Endvorsprünge 91 und 92 von einem halbkreisförmigen
Querschnitt aufweist. Der Vorsprung 91 befindet sich mit der Ausnehmung 87 des Klemmarmes
85 in Eingriff, und der andere Vorsprung 92 befindet sich mit der Ausnehmung 77 des
hornförmigen Gliedes 78 oder 79 in Eingriff. Auf diese Weise sind die Klemmarme 85 drehbar mit den
Blöcken 33, 34 durch die Verbindungsglieder 90 verbunden. In der in Figur 1 gezeigten
Klemmzustand hindert das Verbindungsglied 90 die Klemmarme 85 daran, sich in die ungeklemmte
Position hinzubewegen und sperrt die Klemmarme 85 in die Klemmpositionen.
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Die Klemmeinheit wird durch eine Abdeckung 93 bedeckt, welche durch einen vertikal
beweglichen Stift 94 gestützt wird und die Palettenbasis 15 in dem ungeklemmten Zustand völlig
bedeckt.
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Die Palette P wird durch einen Befestigungsring 95 befestigt, der an der Bodenplatte der
Palette P durch Schrauben 96 befestigt und mit Frontkupplungen 97 versehen ist, welche mit den
Frontkupplungen 18 der Palettenbasis 15 in Eingriff bringbar sind. Der Befestigungsring 95 ist
auch mit einer ringförmigen Stufe 98 versehen. Der Tisch 1 arbeitet wie folgt:
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In der Position der Figur 1 wird die auf der Palettenbasis 15 angeordnete Palette P
aufgrund ihrer Kupplung 97 am Drehen gehindert, wobei diese mit der Frontkupplung 18 in
Eingriff ist. In diesem Stadium ist die Palette P durch die Klinken 86 der Klemmarme 85
geklemmt, welche sich mit der Stufe 98 in Eingriff befinden. Bei einer Position, in welcher die
Palette P geklemmt ist, werden die Klemmarme 85 durch die Verbindungsglieder 90 gehalten,
welche nach oben durch die Federn 37 und 60 vorgespannt sind. Während die Klemmarme 85
in der Klemmposition gehalten werden, wird den Armen 85 eine starke Klemmkraft erteilt, um
sicherzustellen, daß die Palette P ihren geklemmten Zustand ungeachtet einer unerwarteten
äußeren Kraft behält.
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Wenn die geklemmte Palette P gelöst oder entklemmt werden soll, wird die Klemmkraft,
die durch die Federn 60 ausgeübt wird, gelöst.
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Fließmittel wird in die Hydraulikkammer 10 durch den Weg 11 von einer Quelle (nicht
dargestellt) eingeführt, wodurch der Kolben 40 nach unten gegen die Kraft der Feder 43
gezwungen wird. Entsprechend der Abwärtsbewegung des Kolbens 40 werden die ungeklemmten
Stifte 63 und der Palettenklemmring 50 veranlaßt, nach unten gegen die Kraft der Federn 60 zu
gehen. Die Abwärtsbewegung des Klemmringes 50 veranlaßt die beweglichen Vorrichtungen zum
Ineingriffkommen 70, dank der Stifte 60 sich nach unten zu bewegen, wodurch die unteren
Klinken 71 von dem Absatz 75 der Spindel 31 gelöst werden und die oberen Klinken 72 mit
einem oberen abgeschrägten Teil des Zylinders 22 in Anschlag gebracht werden.
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Auf diese Weise werden die oberen Klinken 72 nach innen verschoben, während die
unteren Klinken 71 nach außen verschoben und in die Ausnehmung 76 eingepaßt werden. Wenn
die Klinken 71 von den beweglichen Vorrichtungen zum Ineingriffkommen 70 von dem Absatz 75
der Spindel 31 außer Eingriff gebracht sind, wird die Spindel 31 von der Kraft gelöst, die durch
die Federn 60 geliefert wird, und die Klemmkraft auf die Klemmarme 85 besteht auch nicht mehr,
aber sie behalten ihre Klemmposition unter der Wirkung der Feder 37. Dies ist die in Figur 2
gezeigte Position.
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Dann wird Fließmittel in die Hydraulikkammer 27 durch die Wege 28, 29 eingeführt, und,
wie in Figur 3 gezeigt ist, wird die Tischspindel 31 veranlaßt, sich nach unten gegen die Feder
37 zu bewegen. Entsprechend der Abwärtsbewegung der Spindel 31 bewegen sich die Blöcke
33 und 34 nach abwärts, wodurch die Verbindungsglieder 90 veranlaßt werden, sich nach
abwärts zu bewegen. Auf diese Weise werden die Klemmarme 85 radial nach Innen gezogen,
indem sie dadurch die Klinken 86 befähigen, sich in die ungeklemmte Position zu bewegen, wo
sie von dem Absatz 98 der Palette P getrennt sind. Die Palette P ist somit frei zum
Rückpositionieren.
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In der ungeklemmten Position bedeckt die Abdeckung 93 die Öffnung der Palettenbasis
15. Wenn das Rückpositionieren oder der Austausch der Palette P stattfindet, verhindern die
Abdeckung 93 und die Abdeckung 19 das Einführen von Schneidspänen und benutztem Öl in die
Innenseite des Tisches 1.
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Wenn eine neue Palette P geklemmt werden soll, wird dem Ablauf umgekehrt gefolgt.
Zuerst wird das Öl in der Hydraulikkammer 27 entnommen, wodurch der Spindel 31 erlaubt wird,
dank der Feder 37 sich nach oben zu heben, und die Klemmarme 85 in die Klemmpositionen zu
bewegen. Dann wird das Fließmittel in der Kammer 10 entnommen, wodurch dem Kolben 40
erlaubt wird, dank der Feder 43 in die in Figur 1 gezeigten Position zurückzukehren. Gleichzeitig
werden der Klemmstift 50 und der ungeklemmte Stift 63 nach oben in die in Figur 1 gezeigten
Position durch die Feder 60 durch die sektorförmigen Teile 55 hindurchgehoben. Wenn sie sich
heben, kommen die unteren Klinken 71 der beweglichen Vorrichtung zum Ineingriffkommen 70
mit dem Absatz 75 der Spindel 31 in Eingriff. Auf diese Weise wird die anhebende Kraft der
Spindel 31 erteilt. Die anhebende Kraft wird auf die Klemmarme 85 durch die Blöcke 33, 34 und
die Verbindungsglieder 90 übertragen. Somit haben die Klinken 86 ihre Klemmkraft wieder
gespeichert.