DE69207541T2

DE69207541T2 - Modulare Vorrichtung zum Ausrichten und Halten

Info

Publication number: DE69207541T2
Application number: DE69207541T
Authority: DE
Inventors: Philippe Borne; Gerard Gorse
Original assignee: GERARD GORSE EQUIPEMENTS DE MA
Current assignee: GERARD GORSE EQUIPEMENTS DE MA
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: EP0536067B1; DE69207541D1; FR2682056B1; JPH05212639A; ATE132787T1; EP0536067A1; FR2682056A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten und Halten eines zu bearbeitenden Werkstückes auf einem Tisch oder auf einer Arbeitsplatte eines Halteblockes einer Werkzeugmaschine und betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die über eine Platte verfügt, deren Oberfläche ein Netzwerk von Öffnungen oder Furchen aufweist, um verschiedene Elemente zur Positionierung und zur Stabilisierung und zum Halten der zu bearbeitenden Werkstücke zu montieren, wobei diese Platte selbst auf dem Tisch oder dem Halteblock aufgesetzt und installiert ist.
Diese Art von Haltevorrichtung, die üblicherweise "modular" genannt wird und die in der DE 33 01178 oder in der EP 0 074 565 beschrieben ist, gestattet es, ein festes und sicheres Positionieren und Halten eines Werkstückes unabhängig von der komplexen Form dieses zu bearbeitenden Werkstückes zu realisieren, wobei dieser Vorteil durch verschiedene modulare Stützelemente, die auf der Grundplatte aufgesetzt werden, wie Ausrückauslager, Stützleiste und Stützrolle und durch andere Halteelemente erreicht wird, unter denen Backen, Anschlagnasen, Halteklammern oder Krampen zu nennen sind. Diese Art von Haltetechnik ist auch deshalb interessant, weil sie es gestattet, die Bedingungen einer isostatischen Lagerung zu gewährleisten, da die Verteilung der Lasten auf die verschiedenen Unterstützungspunkte des Werkstückes dank der einstellbaren Unterstützungselemente definiert werden kann.
Diese Art der Lagerung von Werkstücken erfordert jedoch einen hohen Lageraufwand für diese Elemente, so daß deren Einsatz auf einer Grundplatte umständlich und lang sein kann. Darüber hinaus erfolgt das Feststellen des Werkstückes durch das manuelle Anziehen von einer Vielzahl von Backen und Klammern, was einerseits langsam vonstatten geht und was andererseits eine Quelle von Fehlern und Irrtümern sein kann, die zu einem Ungleichgewicht der jeweiligen Belastung zwischen den Unterstützungspunkten führen kann. Schließlich weisen die meisten der Halteelemente nur eine kleine Oberfläche auf und sind zudem in ihrer Höhe beschränkt.
Aus dem Stand der Technik sind zudem Schraubstöcke bekannt, die eine Basis aufweisen, die mit einer festen Spannbacke ausgerüstet ist und in deren Innern ein Schlitten, der in Querrichtung beweglich ist, mit Hilfe einer drehbaren Spindel bewegt werden kann, deren gewindetes Ende in eine mit der Basis einstückige Mutter eingreift, wobei mit diesem Schlitten eine bewegliche Spannbacke gegenüber der festen Spannbacke verschieblich ist. Außer den relativ günstigen Kosten dieser Einrichtung in Bezug auf eine modulare Vorrichtung kann ein Schraubstock in einfacher Weise und schnell angezogen oder gelockert und gelöst werden und darüber hinaus kann mit einem Schraubstock eine große Kraft übertragen werden, deren Stärke zudem - eventuell über eine mechanische Kraftverstärkungseinrichtung - eingestellt werden kann. Schraubstöcke bieten sich zur Automation an, indem hydraulische Zylinder eingesetzt werden, um den Schlitten mit der von ihm getragenen beweglichen Spannbacke zu bewegen.
Dagegen stellt es sich als nachteilig heraus, daß die Spannbacke üblicherweise eine geringe Höhe aufweist und daß eine Haltekraft an nur zwei Punkten längs einer einzigen Achse ausgeübt wird, so daß es sehr schwierig ist, isostatische Bedingungen bei der Positionierung eines Werkstückes einzuhalten. Auch die Einführung von verschiedenen Formen der Grundbacke oder der beweglichen Spannbacken wie nach unten schräg verlaufend, in V-Form oder in Zangenform kann nur sehr eingeschränkt dieses Fehlen der Kontrolle des Haltens des Werkstückes beheben.
Es ist bekannt, einen oder mehrere Schraubstöcke auf einer modularen Zwischenplatte anzuordnen, um einerseits von der erreichbaren Haltekraft und eventuell von der Automation der Betätigung durch einen hydraulischen Stellzylinder und andererseits von der Schnelligkeit des Anordnens eines vorbefestigten Werkstückes auf einer modularen Grundplatte vor dem Arbeitswerkzeug zu profitieren. Es bleiben jedoch alle genannten und diesen innewohnenden Nachteile der Schraubstöcke bestehen und darüber hinaus steigt insbesondere der Umfang der Halteelemente in Bezug auf das Volumen des zu bearbeitenden Werkstückes, was sich mit anderen Worten darin ausdrückt, daß die einsetzbare Arbeitsfläche für das Tätigwerden des Arbeitswerkzeuges stark vermindert ist. Diese genannte Kombination wird daher im allgemeinen nur bei schweren Werkstücken mit relativ einfachen geometrischen Abmessungen eingesetzt, die daher einfach festzustellen sind.
Die Druckschrift DE 21 55 806 beschreibt einen Schraubstock, der dafür vorgesehen ist, auf einem Tisch einer Werkzeugbearbeitungseinrichtung befestigt zu werden. Dieser Schraubstock umfaßt einen Basiskörper, der in seiner Dicke eine Aufnahme aufweist, die nur in ihrem oberen Bereich offen ist. Diese Aufnahme umfaßt einen Schlitten in Gestalt einer gerieften Achse, die nur an ihren beiden Enden gehalten wird und die nur durch Drehung einer Schraube bewegt werden kann, die in ein Innengewinde eingreift, welches in seinem ersten Ende vorgesehen ist, wobei diese Bewegung gegen die Wirkung einer Feder durchgeführt wird, die gegen das andere Ende wirkt. In einer der Riefen oder Rillen dieser Achse stehen an einer vorbestimmten Stelle die Verbindungsklammern einer Schraubzwinge in Eingriff, die daher durch die geriefte Achse beweglich ist und wobei diese Bewegung gegenüber einer festen Spannbacke stattfindet, die in Alleinstellung auf der vorderen Wand des Basiskörpers vorgesehen ist.
Da der Sitz und die Auflagefläche der beweglichen Spannbacke auf die Kontaktoberfläche mit den Wänden der Aufnahme begrenzt ist, der sich damit auf weniger als einem Drittel der Länge dieser Aufnahme beschränkt sieht, kann die Höhe dieser Spannbacke nur gering sein. Dieser Schraubstock kann auch nur eine Haltekraft an zwei Punkten entlang einer horizontalen Achse ausüben, so daß es sehr schwierig ist, isostatische Bedingungen bei der Positionierung eines zu bearbeitenden Werkstückes einzuhalten. Darüber hinaus ist der Hauptanteil der Aufnahme nach oben offen. Es besteht daher die große Gefahr, daß Späne und Splitter in den Körper des Schraubstockes eindringen und daß dies relativ schnell zu einer Blockierung der Bewegung der beweglichen Spannbacke führt.
In der Druckschrift GB 1 265 960, die als am nächsten kommender Stand der Technik angesehen wird. wird bei einer solchen Vorrichtung eine massive Grundplatte beschrieben, die in ihrer Masse nur über zwei Aufnahmen verfügt, die in ihrer Dicke parallel zur Oberfläche vorgesehen sind, wobei diese Aufnahmen in ihrem oberen Bereich offen sind und die Platte in ihrer Länge durchqueren. Jede Aufnahme umfaßt einen Schlitten, deren obere Oberfläche eine bewegliche Spannbacke umfaßt, die gegenüber einer einstückigen festen Spannbacke angeordnet ist, der in der Breite am Ende der Grundplatte vorgesehen ist. Die feste Spannbacke wird durch einen ersten Anschlag, der an einem seiner Enden fest ist, und durch einen zweiten Anschlag komplettiert, deren Position einstellbar ist
Die Möglichkeit der gleichzeitigen Klemmung im longitudinalen und im seitlichen Sinn ist nur in Bezug auf die feststehende Spannbacke möglich, was in klarer Weise unzureichend ist, falls es sich bei dem zu bearbeitenden Werkstück um ein gekrümmtes Werkstück handelt. Das Halten und Verklemmen eines solchen Stückes durch eine einzige bewegliche Spannbacke kann dann zu einem Verkanten in der Endposition führen. Darüber hinaus ist die Höhe der Spannbacke gering; diese Platte kann kein Werkstück aufnehmen, dessen untere Auflageseite Absätze in verschiedenen Stufen aufweist.
Schließlich bleibt ein gewichtiger Anteil der Aufnahme andauernd geöffnet, da die Länge des Schlittens, der die feste Spannbacke hält, standardisiert und fest ist, was dazu führt, daß die gewindete Spindel zur Bewegung des Schlittens Spänen und anderen Verschmutzungen ausgesetzt ist. Diese Spindel kann sich daher sehr leicht festsetzen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher ausgehend von dem Stand der Technik darin, eine Vorrichtung zur schnellen Halterung und Klemmung von Werkstücken anzugeben, bei der die Bedingungen einer isostatischen Halterung unabhängig von den verschiedenen komplexen Formen von zu bearbeitenden Werkstücken und deren Dimensionen in ihrer Länge, ihrer Breite und ihrer Höhe eingehalten werden. Eine solche zu schaffende Vorrichtung soll darüber hinaus ein kraftvolles Verklemmen und ein starres Halten von zu bearbeitenden Werkstücken unabhängig von dem Anstellwinkel des Werkzeuges der Bearbeitungsmaschine gewährleisten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Haltevorrichtung anzugeben, die im Hinblick auf die Art der Bewegung des beweglichen Klemmittels ebenfalls modular ist, d.h. die es gestattet, von einem einfachen mechanischen Bewegungsmittel auf ein hydraulisch oder pneumatisch unterstütztes Bewegungsmittel umzurüsten und/oder eine Einrichtung zur Kraftverstärkung einzusetzen.
Diese Aufgaben werden dadurch gelöst und diese Ziele sind erreicht worden, indem vorgesehen ist, eine Grundplatte auf einem Tisch oder auf einem Halteblock einer Werkzeugmaschine anzuordnen, die in ihrer Tiefe über mindestens eine parallel zur Oberfläche angeordnete Aufnahme verfügt, die in ihrem oberen Bereich offen ist und die eine Längsseite oder eine Querseite der Grundplatte durchquert, wobei diese Aufnahme einen beweglichen Schlitten aufnimmt, dessen Oberseite eine Spannbacke gegenüber einer in der Grundplatte verankerten festen Spannbacke aufweist, wobei dieser Schlitten mit Hilfe von mechanischen oder hydraulischen Mitteln bewegbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Grundplatte auf ihrer Oberfläche über ein Netzwerk von Öffnungen oder Rillen verfügt, um Positionier- und Halteelemente für zu bearbeitende Werkstücke montieren zu können, und daß der Schlitten eine Länge aufweist, die zumindest größer als die Hälfte der Länge der Aufnahme ist, sowie auf der oberen Oberfläche über eine Abfolge von Öffnungen oder Zähnen verfügt, die zur Befestigung einer beweglichen Spannbacke in einer vorbestimmten Position gegenüber der festen Spannbacke vorgesehen sind.
Vorteilhafterweise umfaßt das Netzwerk von Öffnungen oder das Netzwerk der Rillen zur Montage der Positionier- und Halteelemente Rillen oder longitudinal ausgerichtete Abfolgen von Öffnungen, deren Position in der Oberfläche der Grundplatte kalibriert sind. Weiterhin umfaßt eine vorteilhafte Ausgestaltung eine bewegliche und eine feste Spannbacke mit einer Höhe von mehr als vier Zentimetern und ist dadurch gekennzeichnet, daß ihre sich gegenüberliegende Seiten durch ein Netzwerk von Öffnungen oder Rillen vervollständigt sind, um zusätzliche zur Positionierung und/oder zur Stabilisierung der zu bearbeitenden Werkstücke vorgesehene Elemente zu montieren.
Die festen und beweglichen Spannbacken gestatten daher ein rasches und kraftvolles Greifen eines zu bearbeitenden Werkstückes, welches zuvor mit Präzision gegen Anschläge gelegt worden ist, die in der gleichen Höhe und im gleichen Niveaubereich wie die Spannbacke angeordnet ist, wobei dies aber unter Berücksichtigung der Form dieses Werkstückes und der durch die isostatische Lagerung herrschenden Bedingungen an spezifischen Positionen vorgenommen worden ist Falls es notwendig ist, können modulare Halteelemente die vorrangige Halterung transversal oder schräg ergänzen.
Darüber hinaus vergrößert die Möglichkeit der Einsetzbarkeit der festen Spannbacke wie auch die der beweglichen Spannbacke zusammen mit dem nutzbaren Weg des Schlittens in starkem Maße die Polyvalenz der Haltevorrichtung. Die Schlitten können auch relativ lang sein: sie können der Hälfte oder besser sogar zwei Drittel der Länge der Aufnahme einnehmen, so daß die Spannbacken eine größere Höhe aufweisen können, die die vier Zentimeter übersteigt und bis zum Wert des Achsenabstandes zwischen den Schlitten gehen kann, was eine Vervollständigung der aktiven vertikalen Seitenfläche der Spannbacke durch ein Netzwerk von Öffnungen oder Rillen gestattet, um zusätzliche zur Positionierung und loder zur Stabilisierung vorgesehene Elemente in Abhängigkeit von der jeweils lokalen Form des zu bearbeitenden und von der Spannbacke gehaltenen Werkstückes zu montieren.
Vorteilhafterweise kann eine Spannbacke so ausgestaltet sein, daß sie aus einer ziemlich großen Platte besteht, die auf die obere Seitenfläche des Schlittens aufgesetzt ist und deren eigene obere Seitenfläche ebenfalls über ein Netzwerk von Öffnungen verfügt, dessen geometrische Daten denen der modularen Platte entspricht. In einer alternativen Ausgestaltung kann die bewegliche oder die feste Spannbacke quaderförmig oder würfelförmig sein, wobei die seitlichen, oberen und vorderen Oberflächen über ein Netzwerk von Offnungen verfügen, welches denen der modularen Platte entspricht Positionierelemente wie Backen, Anschlagnasen, Halteklammern oder Krampen sowie bewegliche Anschläge sind in kürzerer und kleinerer Ausgestaltung als im Durchschnitt derer vorgesehen, die auf diesen Spannbacken und/oder der modularen Platte nahe der Spannbacken montiert werden sollen.
Sinnvollerweise weist der Ausgang des Schlittens eine Bohrung auf, die eine Kammer zur Aufnahme von zusätzlichen austauschbaren Mitteln zur mechanischen oder hydraulischen Verschiebung des Schlittens oder der mechanischen Verstärkung des Haltens bildet. Dabei werden eine oder mehrere Hydraulikleitungen in der Tiefe der modularen Grundplatte auf Dauer eingelassen und münden am Ende der Kammer jeder Aufnahme. Die Anordnung dieser Kammer unter der üblichen Position der festen Spannbacke gestattet es daher, für den des Schlitten eine große Länge beizubehalten, woraus sich die anfängliche Wahl der Position der beweglichen Spannbacke und der Steifigkeit der Einheit Schlitten/- Spannbacke bei einem starken Verklemmen ergibt. Die anfängliche einmalige Schaffung und Bereitstellung von inneren Hydraulikleitungen in der Tiefe der modularen Grundplatte gestattet die Nutzung von hydraulischen Klemmeinrichtungen, was an sich ungewöhnlich für diesen Typ von modularer Haltevorrichtung ist, und wobei zudem die Netzwerkoberfläche zur Aufnahme von weiteren zusätzlichen Elemente offen bleibt
Zusätzliche Mittel zur hydraulischen Bewegung des Schlittens können einen Zylinder umfassen, der am Ende der Kammer durch einen Verschlußdeckel in solch einer Weise angeordnet ist, daß seine innere Hydraulikleitung in Verbindung mit der Hydraulikleitung der Grundplatte steht, wobei der Zylinder über einen Kolben verfügt, der an dem Ende, das in das Innere der Aufnahme gerichtet ist, durch ein gewindetes Rohr verlängert wird, in das das Ende der Spindel eingreift, wobei der Kolben durch Rückholmittel, die sich gegen den Deckel abstützen, in der eingefahrenen Position gehalten wird.
Sinnvollerweise können der Schlitten und seine zu seiner Bewegung vorgesehenen Mittel der Spindel und des innengewindeten Elementes aus der Aufnahme ausgebaut werden, um einen Zugang zu den Befestigungsmitteln zu gestatten, die in der Basis der Aufnahme vorgesehen sind, um den Aufbau der modularen Grundplatte in den Tisch oder auf den Halteblock der Werkzeugmaschine zu ermöglichen. Dank dieser Ausgestaltung ist es möglich, ohne eine gegenseitige Behinderung mehrere modulare Grundplatten Seite an Seite auf demselben Tisch einer Werkzeugmaschine je nach Bedarf zu positionieren. Dieses Merkmal kann sich in dem Fall als besonders vorteilhaft erweisen, wenn longitudinale Platten nur einen oder zwei Schlitten Seite an Seite aufweisen.
Vorteilhafterweise ist der obere Bereich des Endes des Schlittens in der Nähe der festen Spannbacke durch eine horizontale Platte verlängert, die in einer Furche in der Oberfläche der Grundplatte eingepaßt ist oder die über ein an dem Ende der Kammer stehendes Element hinaussteht. Diese zusätzliche Platte gestattet es, das Eindringen von Spänen in das Innere der Aufnahme zu vermeiden, und erreicht somit, daß der darunter liegende Mechanismus ohne Beeinträchtigung arbeiten kann.
Die Erfindung wird einfacher in Betrachtung eines Ausführungsbeispiels zu verstehen sein, welches nun in beispielhafter Weise ohne eine Beschränkung auf dieses unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine modulare Grundplatte nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 1-1 der Fig. 1 einer mechanisch abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 1-1 der Fig. 1 einer hydraulisch abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,
Fig, 4 eine Darstellung verschiedener Halte- und Klemmelemente, die in vorteilhafter Weise für die modulare Grundplatte gemäß der Erfindung eingesetzt werden können,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Endes einer modularen Grundplatte, die von kubischen Spannbacken mit einem Netzwerk von Öffnungen ergänzt wird, und
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines sich in seinen Elementen erschöpfenden Zusammenbaus von Spannbacken und Halte- und Anschlagelementen auf einer engen modularen Grundplatte mit einem einzigen Schlitten.
Die modulare Grundplatte 10 verfügt unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 über ein Netzwerk von Öffnungen 12 zur Positionierung und zur Halterung von aufsetzbaren Positionier- und Halteelementen, von denen einige Beispiele in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind. Dieses Netzwerk kann ebenfalls eine Abfolge von kalibrierten Öffnungen aufweisen, d.h. daß deren glatter oberer Abschnitt 14 mit einer großen Präzision in seinen Positionen bearbeitet worden ist und daß deren unterer Abschnitt 16 ein Innengewinde zur Halterung des Positionierelementes aufweist. In Ergänzung hierzu oder in Alternative hierzu kann das Netzwerk kalibrierte Rillen oder Furchen 19 aufweisen, deren Boden von einer Vielzahl von gewindeten Öffnungen 18 durchsetzt ist.
Dieses Netzwerk verfügt über Reihen, die die obere Öffnung der Aufnahmen 20 parallel und in jeweils gleichem Abstand zueinander beranden und die lateral (oder longitudinal) die modulare Grundplatte 10 von der einen Seite zur anderen Seite durchqueren. Diese Aufnahmen weisen eine transversale Form in Gestalt eines umgedrehten T auf, wobei die Basis in die Oberfläche mündet, um die obere Offnung der Aufnahme zu bilden. Der seitliche Eingang und der seitliche Ausgang von jeder der Aufnahmen sind aufgebohrt, um kreisförmige symmetrische Kammern 22 und 22' zu schaffen.
In jeder der Aufnahmen 20 ist ein in Längsrichtung angeordneter Schlitten 30 eingesetzt, dessen Querschnitt die Gestalt eines umgekehrten und zu dem T der Aufnahme komplementären T aufweist. Wie dies aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht ist die Länge dieses Schlittens länger als sonst nach dem Stand der Technik üblich: sie beträgt mindestens die Hälfte der Länge der Aufnahme 20 oder besser noch zwei Drittel oder drei Viertel dieser Länge. Die Oberfläche dieses Schlittens kann in die Oberfläche der modularen Grundplatte 10 eingelassen sein oder nicht mit dieser fluchten. Diese Oberfläche des Schlittens verfügt über eine Abfolge von innengewindeten Öffnungen 44, deren Mündungen mit Präzision aufgebohrt sind.
Auf der oberen Oberfläche dieses Schlittens ist eine bewegliche Spannbacke 40 mit Hilfe eines Bolzens 42, der in das Innengewinde einer Öffnung 44 eingreift, und mit Hilfe eines Stiftes 41 befestigt, der in die obere Bohrung der nachfolgenden Öffnung 44 eingreift. Der Sinn dieser Abfolge von Öffnungen 44 liegt in der Möglichkeit, die bewegliche Spannbacke 40 nach Wahl in eine der diskreten freien Positionen entlang der Länge des Schlittens einzusetzen. Gegenüber dieser beweglichen Spannbacke 40 ist eine feste Spannbacke 45 mit Hilfe eines Bolzenpaares 47 befestigt, die in die Innengewinde eines Paares von einander zugeordneten Öffnungen 12 eingreifen, die zu der Abfolge von Öffnungen gehören, die die obere Öffnung der Aufnahme 20 beranden. Diese Befestigung wird dazu vervollständigt, indem ein Paar von Stiften 46 in die aufgebohrten Mündungen eines Paares von Öffnungen 12 eingreifen, die hinter dem vorgenannten Paar von Öffnungen angeordnet sind. So gestattet es das Paar von Öffnungen 12, die die Aufnahme 20 beranden, die feste Spannbacke 45 im Vorneherein je nach Bedarf in Analogie zum Setzen der beweglichen Spannbacke zu setzen. Wie es sich auch leicht verstehen läßt, nehmen die Stifte die Scherkräfte auf, die sich zwischen den Spannbacken und ihren Halteelementen bei der axialen Verspannung und Verklemmung entwickeln, wohingegen die Bolzen einen Zug in ihrer Längsrichtung aufnehmen, der auf der Spannung zur Durchbiegung der Spannbacken jeweils nach hinten beruht.
Wie es weiter leicht zu verstehen ist, kann ein zu bearbeitendes Werkstück sehr exakt und sehr schnell in drei Ebenen positioniert werden: gegen eine erste vertikale Ebene, die durch die feste Spannbacke vorgegeben wird, gegen eine zweite vertikale Ebene, die durch den Abschlag oder durch die Abfolge von Anschlägen vorgegeben wird, die in der Abfolge von benachbarten kalibrierten Öffnungen befestigt sind, und schließlich auf einer dritten Ebene aufsitzend, die mehr oder weniger horizontal ausgestaltet ist und durch Stützelemente ausgebildet wird, die in den Öffnungen eingesetzt sind, die sich auf den beiden Seiten des Schlittens befinden.
In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, die eine mechanische Verschiebung des Schlittens 30 mit Hilfe einer Spindel 36 zeigt, die diesen durchquert. Diese Spindel kann in einer Rotation mit Hilfe eines Drehkranzes bewegt werden, der sich an dem Ende zwischen einem Lager 37 und einem Deckel oder einer Abdeckung 26 befindet, die mit dem Schlitten mit Hilfe von sechs kreisförmig um die Spindel angeordneten Schrauben verbunden ist. Diese Spindel kann um sich selbst mit Hilfe eines Schlüssels gedreht werden, der dafür in eine hexagonale Öffnung eingreifen muß, die in dem Ende dieser Spindel vorgesehen ist. Das andere gewindete Ende steht in einer mit einem Innengewinde versehenen Röhre in Verlängerung eines kreisförmigen Haltestückes 39 in Eingriff, welches in der Kammer 22 befestigt ist.
Der Vorteil dieser vollkommen zerlegbaren Struktur liegt darin, daß, wenn der Schlitten 30 mit seiner Spindel 36 sowie das Stück 39 mit seiner innengewindeten Röhre 38 entfernt worden sind, man in einfacher Weise Zugang zu den unten und darunter liegenden Öffnungen 15 hat, die im Boden der modularen Grundplatte 10 vorgesehen sind und dazu dienen, diese Platte auf einem Tisch einer Werkzeugmaschine oder auf einem quaderförmigen oder würfelförmigen Halteblock zu befestigen. Insbesondere weisen die Öffnungen 15 in ihren oberen Abschnitten eine Bohrung zur Aufnahme von Köpfen von Bolzen in einer solchen Art und Weise auf, daß sie nicht mit der Verschiebung des Schlittens 30 interferieren.
Darüber hinaus ist eine dünne Platte 32 vorgesehen, die angrenzend an den oberen Rand des Schlittens 30 über dem Element 39 liegt und dabei in eine Furche eingreift, die auf dessen oberer Seite vorgesehen ist. So verbleibt das Innere der Aufnahme 20 andauernd von Metallspänen oder anderen Stäuben isoliert
Die Fig. 3 zeigt eine hydraulische Variante des Antriebs für den Schlitten 30. In dieser Fig, 3 sind ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen wie zuvor bezeichnet. Wie es auf der linken Seite der Zeichnung zu erkennen ist, ist der vorherige Halteblock 39 durch einen Zylinder 56 ersetzt worden, in dessen Innern ein Kolben 54 longitudinal verschoben werden kann. Dieser Kolben wird an seinem ins Innere der Aufnahme 20 gerichteten Ende durch eine mit einem Innengewinde versehene Röhre 55 verlängert, in die das gewindete Ende der Spindel 36 eingreift. Der Kolben wird durch einen Überwurf 53 im Innern des Zylinders in Rotation gehalten.
Gemäß der Erfindung umfaßt die modulare Grundplatte 10 eine ständige Hydraulikleitung 52, die aus einer ersten unteren Leitung besteht, die parallel zur Platte und quer zu jeder der Aufnahmen 20 verläuft, und die, ausgehend von dem Boden jeder der Kammern 22 durch eine zweite Leitung vervollständigt wird, die die erste durchschneidet. In komplementärer Weise ist in jedem Zylinder 50 eine Leitung 51 vorgesehen, die diesem zugeordnet ist und die Hydraulikflüssigkeit zu dem Kolben 54 hin führt Dichtungsringe 56 umgeben den Umfang des Kolbens und das Innere des Zylinders. Ein trapezförmiger Dichtungsring 57 vervollständigt die Abdichtung, insbesondere im Hinblick auf eventuelle Staubeinlagerungen.
Eine Feder 59 stützt sich auf der einen Seite gegen die innere Seite des Deckels 24 und auf der anderen Seite gegen das Innere des Kolbens 54 ab, um diesen normalerweise in der eingeschobenen Position zu halten. Ein Anschlag 34 verhindert die Rotation der Spindel 36 in der Weise, daß diese nicht zu weit vorgeschoben werden und sich in dem Kolben blockieren kann.
Es ist in einfacher Weise zu erkennen, daß ein Benutzer beginnt, die Spindel 36 zu drehen, um den Schlitten 30 mit seiner beweglichen Spannbacke 40 bis zum Anschlag gegen das zu ergreifende Werkstück vorschiebt Anschließend bewegt sich der Kolben 54 durch Einlaß von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 52 und 51 wie in der Fig, 3 dargestellt gegen die Wirkung der Feder 59 nach links, um das Halten des Werkstückes zu erreichen und um das Verklemmen des Werkstückes abzuschließen. Es genügt dann in der Folge, den hydraulischen Druck in dem Zylinder zu lösen, damit die Feder 59 den Kolben 54 nach rechts weg drückt, wobei die mit einem Gewinde versehene Röhre 55 mit ihr die Spindel 36 und damit den Schlitten 30 mit der beweglichen Spannbacke 40 mitzieht. Dieses Lösen geschieht daher sofort und ohne Zeitverzögerung,
Die Fig, 4a zeigt ein Paar von Spannbacken 140 von im wesentlichen würfelförmiger Gestalt, deren seitliche, obere und vordere Flächen ein Netzwerk von mit einem Innengewinde versehenen Öffnungen 112 aufweisen, um zusätzliche einstellbare Anschläge oder andere Eckelemente oder Schrägen zu positionieren und festzustellen. Die Basis dieser Spannbacke verfügt über einen vorderen horizontalen Ansatz 141, in welchem eine Öffnung 142 (oder ein Paar von Öffnungen 147) für die Befestigungsschraube 42 (oder 47) vorgesehen sind. Ein Durchbruch ist ebenfalls in der unteren Seite zum Einsetzen des axialen Haltestiftes 41 vorgesehen. Die untere Seite kann ebenfalls einen Eingriffszapfen aufweisen, der zur longitudinalen Führung in die obere Öffnung der Aufnahme 20 einsetzbar ist, wenn die obere Oberfläche des Schlittens nicht mit der Grundplatte in Verbindung steht.
Diese würfelartigen Spannbacken können in im Verhältnis besonders großen Dimensionen hergestellt werden und insbesondere, falls gewünscht, größer als der Wert des Abstandes zwischen zwei Schlitten ausgestaltet werden. Denn die Vorrichtung zur hydraulischen Betätigung oder ein Mittel zur mechanischen Verstärkung der Kraft, welches im Innern der Kammer 22 am äußersten Ende der Aufnahme 20 vorgesehen ist, beläßt einen großen Raum in dieser Aufnahme für den Schlitten 30, der demgemäß lang sein kann. Ein langer Schlitten gestattet es, sehr viel größer auftretende Biegungskräfte aufzunehmen und insbesondere die, die durch eine auf den oberen Bereich der mit einem Netzwerk versehenen würfelförmigen Spannbacke 140 ausgeübten Kraft hervorgerufen wird.
Die Fig, 4b zeigt ein Paar von Spannbacken 150, die die Form von verschiedenen flachen Platten haben, deren obere Oberfläche von einem Netzwerk von Öffnungen durchzogen ist. Die Dimensionen dieser Platten können, falls vom Benutzer gewünscht, ebenfalls groß sein. Man kann auf solche Platten eine Gesamtheit von zusätzlichen Stützelementen entsprechend einer komplexen geometrischen Form der Oberfläche des zu haltenden Werkstückes vorsehen, wobei diese Einheit dieses Werkstück dann mit einem Mal und mit Kraft festhält
In der Fig, 4c ist ein Paar von horizontalen Spannbacken in V-Form dargestellt, die für das spezielle Netzwerk des Schlittens vorgesehen sind, d.h. mit Öffnungen sowohl für die Befestigungsschrauben 42 und 47 als auch für die Feststellstifte 41 und 46. Die Fig, 4e stellt eine besonders schmale bewegliche Spannbacke dar, um einen großen Platz und Freiraum für die Durchführung von Schneidwerkzeugen zu lassen.
In den Fig, 4d sind zwei vertikale Stützen in V-Form dargestellt, die die Reihe der Elemente abschließt, die eine vollkommene isostatische Lagerung eines Werkstiickes zwischen zwei Spannbacken gestattet.
Die Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den ersten Schlitten einer modularen Grundplatte gemäß der Erfindung, komplettiert mit einer würfelförmigen Spannbacke 140, die selbst wiederum mit einer schrägen Halteleiste 162 auf ihrer Oberseite versehen ist, wobei dieselben Elemente auf der gegenüberliegenden Seite auf der modularen Grundplatte befestigt sind. Die Halteleisten und die beweglichen Klammern können zur Halterung von Platten dienen.
Die Fig, 6 stellt, ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht, das Beispiel einer Platte dar, die nur einen einzigen Schlitten umfaßt, wobei die Platte in ihrer Breite klein gehalten ist und auf ihrer oberen Seite mit einem vollständigen Satz von Halte- und Klemmelementen versehen ist, um ein Werkstück zu halten, welches in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Bei dieser Halterung sind die feste Spannbacke und die "untere" bewegliche Spannbacke 150 jeweils mit einem Satz von zwei Halteleisten, einer vorderseitigen "tiefen" 163 und von einer vorderen "hohen" 161, was dem ganzen Aufbau den Anschein einer Treppe verleiht. Ein vertikaler Anschlag 170 vervollständigt die Mitte der Vorderseite der festen Spannbacke. Zwei bewegliche Anschläge 175 werden durch das Einführen von Bolzen in die benachbart zu den Schlitten befindlichen Öffnungen 12 eingestellt und fixiert. Eine Halteleiste 166 ist in der Mitte zwischen den Spannbacken quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens vorgesehen. ohne die Bewegung des letzteren zu stören.
Diese Beispiele zeigen die Einfachheit und die großen Variationsmöglichkeiten, die in dem Konzept und der Erstellung der vorgestellten komplexen Halteelemente liegt, die schließlich ein festes und ausgeglichenes Verklemmen gewährleisten.
Allgemein ist festzustellen, daß die Aufnahme 20 mit ihren beiden Endkammern 22 und 22' symmetrisch aufgebaut ist, was es gestattet, daß je nach Notwendigkeit die Position der festen Spannbacke und der beweglichen Spannbacke mit dem Schlitten invertiert werden können. Wenn die Fig, 1 als ein Ausführungsbeispiel eine im wesentlichen quadratische modulare Grundplatte 10 zeigt, die mit vier parallelen Schlitten 30 ausgestattet ist, so kann man gleichfalls eine rechteckige Halbplatte konstruieren, die nur über zwei Schlitten verfügt, um Werkstücke geringerer Größe zu halten, und man kann ebenfalls eine noch kleinere modulare Grundplatte vorsehen, die nur einen einzigen Schlitten aufweist und die in einer Ausführungsform in der Fig, 6 dargestellt ist. Diese zuletzt genannte Platte kann, falls notwendig auf der Kante installiert werden, um ein Verklemmen von der Seite zu erhalten. Umgekehrt dazu kann man auch eine längere modulare Grundplatte vorsehen, die mit sechs oder acht parallel angeordneten Schlitten versehen ist, um longitudinale Werkstücke größerer Dimensionen zu halten.
Für Fräsmaschinen, für Bohrmaschinen oder andere Werkzeugmaschinen mit horizontaler Spindel können ebenfalls würfelförmige Halter oder zweiseitige Winkel eingesetzt werden, die mehrere Aufnahmen 20 in jeder der nutzbaren vertikalen Seiten aufweisen, z.B. ein Paar von Aufnahmen in jeder vertikalen Seite des Würfels.
Ein weiterer, nicht weniger wichtiger Vorteil der Vorrichtung liegt darin, daß es immer möglich ist, teilweise oder vollständig auf eine Standardplatte mit Netzwerk zurückzukommen, indem ein beweglicher Schlitten 30 durch ein Element ersetzt wird, dessen Oberseite an die Platte 10 anliegt und mit dieser fluchtend ausgerichtet ist, wobei diese Oberseite selbst durch eine Abfolge von mittleren Öffnungen vervollständigt wird, die vollständig zu den Öffnungen 12 der modularen Grundplatte 10 identisch sind.
Wie aus der oben stehenden Beschreibung hervorgeht, gestattet es die Erfindung, die Wirkungsweise einer modularen Platte mit zugeordneten Halteelementen wesenflich zu erhöhen, auf der man leicht die Bedingungen einer isostatischen Halterung erfüllen kann, wobei komplementäre Halteelemente hinzugefügt werden, die starke Kräfte aufnehmen und die schnell eingesetzt werden können und die durch den Einsatz von Spannbacken mit einem Lochnetzwerk selbst vielseitig einsetzbar sind.

Claims

1. Modulare Vorrichtung zum Ausrichten und Halten mit einer Grundplatte (10), die dazu vorgesehen ist, auf einem Tisch oder auf einem Halteblock einer Werkzeugmaschine angeordnet zu werden, und die in ihrer Tiefe über mindestens eine parallel zur Oberfläche angeordnete Aufnahme (20) verfügt, die im Querschnitt die Gestalt eines umgekehrten und in seinem oberen Bereich oben offenen T aufweist und die eine Längsseite oder eine Querseite der Grundplatte (10) durchquert, wobei diese Aufnahme einen beweglichen Schlitten (30) aufnimmt, dessen Querschnitt die Gestalt eines umgekehrten und zu dem T der Aufnahme komplementären T aufweist, wobei dieser Schlitten mit Hilfe von mechanischen (36, 39) oder hydraulischen (36, 50, 54) Mitteln bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte auf ihrer Oberfläche über mindestens eine erste Abfolge von Öffnungen (12) verfügt, die auf beiden Seiten der Aufnahme (20) zur Montage einer festen Spannbacke (45) und von eventuellen Positionierelementen in einer vorbestimmten Position vorgesehen sind, und daß der Schlitten (30) eine Länge aufweist, die zumindest größer als die Hälfte der Länge der Aufnahme ist, sowie auf der oberen Oberfläche über eine zweite Abfolge von Öffnungen (44) verfügt, die zur Befestigung einer beweglichen Spannbacke (40) in einer vorbestimmten Position gegenüber der festen Spannbacke vorgesehen sind.

2. Grundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich des Endes des Schlittens (30) in der Nähe der festen Spannbacke (42) durch eine horizontale Platte (32) verlängert wird, die in einer Furche in der Oberfläche der Grundplatte (10) eingepaßt ist

3. Grundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche (40) und die feste (45) Spannbacke eine Höhe von mehr als 4 Zentimeter aufweisen und daß ihre sich gegenilberliegende Seiten durch ein Netzwerk von Öffnungen oder Rillen vervollständigt sind, um zusätzliche zur Positionierung und/oder zur Stabilisierung der zu bearbeitenden Werkstücke vorgesehene Elemente zu montieren.

4. Grundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche und die feste Spannbacke (150) quaderförmig abgeflacht sind und auf der Oberfläche der Oberseite über ein Netzwerk von Öffnungen (12) verfügen.

5. Grundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche und die feste Spannbacke (140) quaderförmig sind und über ein Netzwerk von Öffnungen auf ihren Oberflächen der Querseiten, der Oberseite und der Vorderseite verfügen.

6. Grundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schlittens (20) aus einer Kammer (22) zur Aufnahme von zusätzlichen austauschbaren Mitteln zur mechanischen oder hydraulischen Verschiebung des Schlittens oder der mechanischen Verstärkung des Haltens besteht

7. Grundplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten mit einer in der Rotation beweglichen Spindel (36) einstückig ausgestaltet ist, deren gewindetes Ende in einem Innengewinde (38) eines festen Elementes (39) eingreift, welches in der Kammer (22) am Ende der Aufnahme (20) angeordnet ist.

8. Grundplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hydraulikleitung (52) in der Tiefe der Grundplatte (10) auf Dauer eingelassen ist und am Ende der Kammer (22) jeder Aufnahme (20) mündet

9. Grundplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Mittel zur hydraulischen Bewegung des Schlittens (30) einen Zylinder (50) umfassen, der am Ende der Kammer (22) durch einen Verschlußdeckel (24) in solch einer Weise angeordnet ist, daß seine innere Hydraulikleitung (51) in Verbindung mit der Hydraulikleitung (52) der Grundplatte steht, wobei der Zylinder (50) über einen Kolben (54) verfügt, der an dem Ende, das in das Innere der Aufnahme (20) gerichtet ist, durch ein gewindetes Rohr (55) verlängert wird, in das das Ende der Spindel (36) eingreift, wobei der Kolben durch Rückholmittel (59), die sich gegen den Deckel (24) abstützen, in der eingefahrenen Position gehalten wird.

10. Grundplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten und seine zu seiner Bewegung vorgesehenen Mittel aus der Aufnahme (22) ausgebaut werden können, um einen Zugang zu den Befestigungsmitteln (15) zu gestatten, die in der Basis der Aufnahme vorgesehen sind, um den Aufbau der Grundplatte (10) in den Tisch oder auf den Halteblock der Werkzeugmaschine zu ermöglichen.

11. Grundplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk von Öffnungen (12) oder der Rillen zur Montage der Positionier- und Halteelemente über Rillen (19) oder über longitudinal ausgerichtete Abfolgen von Öffnungen (14) verfügt, deren Position in der Oberfläche der Grundplatte kalibriert sind.