Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Werkstückhalterungen. Insbesondere betrifft die Erfindung
Werkstückhalteblöcke beziehungsweise Werkzeugständer, die typischerweise zum Halten
mehrerer Werkstücke für Bearbeitungsvorgänge verwendet werden.
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Technologischer Hintergrund
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Werkstückhalteblöcke werden allgemein zum Halten eines oder mehrerer gegen Flächen des
Halteblockes geklemmten/geklemmter Werkstückes/Werkstücke verwendet, während die
Werkstücke bearbeitet werden. Dieser grundlegende Halteblock umfaßt im allgemeinen einen
Werkzeugständer, der sich von einer Halteblockbasis erhebt, und die Basis ist zum Passen für
eine Maschinenhaltefläche, wie zum Beispiel eines Bearbeitungszentrumtisches, gestaltet. In
vielen Produktionsumgebungen sind die Halteblöcke an der Oberfläche von austauschbaren
Maschinenwerkstückträgern befestigt, die gemeinsame Positionier- und Klemmflächen
aufweisen, die an Haupt-Maschinenpositionier- und Klemmflächen angepaßt sind. Außerdem
sind die Halteblöcke häufig mit dauerhafter Paß- und Klemm-Hardware versehen und gelten
sie als der Produktion eines speziellen Teils "gewidmet". Mehrere Beispiele für
Werkstückhalteblockkonfigurationen im Stand der Technik sind hierin in den Fig. 1a-d
dargestellt. Die Fig. 1a und 1b zeigen vierseitige Halteblöcke, wobei Fig. 1a massiv und
Fig. 1b hohl ist. Die Fig. 1c und 1d zeigen Halteblöcke vom T-Typ, wobei jeder einem
umgekehrten T ähnelt, wobei Fig. 1c massiv und Fig. 1d durch eine Durchgangsöffnung
"mit einem Fenster" versehen ist. Ein Beispiel eines Werkstückhalteblocks, der vollständig
mit Klemm- und Paßhardware zum Halten mehrerer Werkstücke während
Bearbeitungsvorgängen ausgerüstet ist, ist in dem US-Patent 5,454,148 von G.A. Ewer et al.
gezeigt, das am 3. Oktober 1995 erteilt wurde und den Titel trägt "Tombstone Fixture".
Weitere Beispiele für Werkstückhalteblöcke sind in dem am 5. Februar 1974 erteilten US-
Patent 3,790,153 von H. Seidenfaden mit dem Titel "Equipment for Holding Workpieces"
und in dem am 23. Dezember 1986 erteilten US-Patent 4,630,811 von C.D. Rudisill mit dem
Titel "Modular Fixturing Apparatus" gezeigt. Beispiele für austauschbare
Maschinenwerkstückträger sind in dem am 28. August 1984 erteilten US-Patent 4,468,019
von S. Staudenmaier mit dem Titel "Pallet Clamping System for Machine Tools" und in dem
am 23. April 1985 erteilten US-Patent 4,512,068 von T.W. Piotrowski mit dem Titel "Pallet
Receiver with Compliant Pin and Socket Registration" gezeigt.
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In Maschinen zur Durchführung von Arbeitsvorgängen an einem Werkstück, insbesondere
diejenigen Arbeitsvorgänge, bei denen Material von dem Werkstück abgetragen wird, werden
häufig Schwingungen erzeugt. Eine derartige Maschine zum Abtragen von Material ist ein
CNC-Bearbeitungszentrum, das eine Maschine zum Fräsen, Bohren etc. in einem
automatischen Zyklus und mit automatisch austauschbaren Werkzeugen ist (siehe z. B. obiges
US-Patent 4,512,068). Abgestimmte gedämpfte Absorber, häufig einfach als "Dämpfer"
bezeichnet, umfassen einen bekannten Körper zum Einführen von Strukturdämpfung, wo dies
erwünscht ist. Dämpfer werden aber typischerweise an Strukturorten angewandt, die keinen
Änderungen unterliegen, die den Frequenzgang beeinflussen würden. Demzufolge sind
Dämpfer traditionell nicht auf der Werkstückhalteblockseite eines Bearbeitungszentrums zum
Beispiel aufgrund der potentiellen Änderungen der Masse der unterschiedlichen Werkstücke,
die bearbeitet werden, eingesetzt worden.
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Bezüglich Maschinenwerkzeugbaugruppen ist ein Dämpfer im Stand der Technik auf den
Schleifspindelstock einer Schleifmaschine angewandt worden; ein derartiger Dämpfer kommt
in dem am 4. August 1970 erteilten US-Patent 3,522,864 von R.C. Richter mit dem Titel
"Tuned Vibration Damper Assembly for Machine Tools" vor. In diesem Patent ist ein
Schleifspindelstock um einen Drehpunkt schaukelbar und ein abgestimmter Dämpfer ist an
einer schrägen Fläche des Schleifspindelstocks befestigt. Der Dämpfer umfaßt eine
Dämpfungsmasse, ein elastisches Element zwischen dem Schleifspindelstock und der
Dämpfungsmasse und eine Bolzen- und -Feder-Kombination zum Sichern der Masse an der
Schleifspindelstockfläche in einer das elastische Element vorspannenden Weise. Das
elastische Element wirkt auf Scherung entlang der schrägen Fläche, was Komponenten von
Scherdämpfung in der X- und Y-Richtung liefert, die Schwingungsmomenten um den
Drehpunkt entgegenwirken.
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Im Hinblick auf die "Fräserseite" einer Maschine, d. h. entgegengesetzt zur
Werkstückhalteblockseite der Maschine, ist ein Drehdämpfer auf den Fräsdorn einer
Horizontalfräsmaschine angewandt worden. Diese Dämpfer ist in dem am 9. August 1955
erteilten US-Patent 2,714,823 von A.H. Dahl et al. mit dem Titel "Vibration Damper" gezeigt.
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Ein Dämpfen ist auch auf eine Bohrspindelhalterung einer Drehmaschine angewandt worden,
wie es in dem am 23. Juli 1991 erteilten US-Patent 5,033,340 von L.T. Siefring mit dem Titel
"Apparatus and Method for Tool Vibration Damping" gezeigt ist.
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Es ist auch bekannt, einen Dämpfer innerhalb einer Bohrspindel zu plazieren, die einen Fräser
hält. Das am 25. Oktober 1967 erteilte US-Patent 3,447,402 von J.C. Ray mit dem Titel
"Damped Tuned Boring Bar" zeigt eine derartige Struktur.
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Hinsichtlich der "Werkstückseite" eines Maschinenwerkzeugs ist ein Beispiel einer direkt an
einem stationären Werkstück angewandten Schwingungsdämpfungsvorrichtung in dem am
27. Februar 1996 erteilten US-Patent Nr. 5,494,269 von P.E. McCalmont mit dem Titel
"Vibration Damper" gezeigt. In dieser Struktur ist eine Dämpfungseinheit an einem
Maschinentisch befestigt und manuell betätigt, um einen Dämpfungskopf gegen einen
ansonsten nicht gestützten freitragenden Werkstückbereich zu spannen; der Dämpfungskopf
wird zurückgezogen, wenn das Werkstück aus der Maschine zu entfernen ist.
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Ein weiterer Werkstückdämpfer ist in dem am 27. März 1984 erteilten US-Patent 4,438,599
von J.T. Kamman et al. mit dem Titel "Vibration Damper for Machine-Carried Workpiece"
dargestellt. In diesem Patent wird ein durch viskoelastische Polster in einem Schuhhalter
gehaltener Schuh direkt auf ein schlankes rotierendes Werkstück angewandt, um
Werkstückschwingungen zu dämpfen.
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Die vorliegende Erfindung ist auf die Werkstückseite eines Maschinenwerkzeugs anwendbar
und paßt insbesondere auf diejenigen Situationen, in denen die Werkstückmasse einen kleinen
Prozentsatz der gesamten Masse aus Halteblock und Werkstück umfaßt und wo die Änderung
der Gesamtmasse bei Bearbeitung des Werkstückes auch recht klein ist. Die Erfindung
vermeidet viele der den Vorrichtungen im Stand der Technik innewohnenden
Schwierigkeiten, indem ein abgestimmter Dämpfer in einen Werkstückhalteblock zum Halten
von Werkstücken aufgenommen wird.
Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Werkstückhaltestruktur
bereitzustellen, die darauf gerichtet sein wird, Leistungsverbesserung ohne Beeinträchtigung
der ursprünglichen Betriebsarbeitszone einer Maschine zu erzielen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Werkstückhalteblock
mit einem Dämpfer bereitzustellen, der über einen großen Bereich von Frequenzen
abgestimmt werden kann, um das Leistungsvermögen auf der Werkstückseite einer Maschine
zu verbessern.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Schwingungsenergieabsorption für dedizierte Werkstückhaltebefestigungen bereitzustellen.
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Die Erfindung ist in Verkörperung eines Werkstückhalteblocks zur Verwendung in einer
Maschine zur Durchführung von Arbeitsvorgängen an einem Werkstück gezeigt, mit: einem
Werkzeugständer mit mehreren Seiten, die sich von einem unteren Bereich zu einem oberen
Bereich erstrecken; einem Mittel zum Befestigen und Sichern des unteren Bereiches an einem
Maschinenwerkzeughalteelement; einem Mittel zum Befestigen eines Werkstückes an
wenigstens einer der Werkzeugständerseiten; und einem an dem Werkzeugständer gesicherten
Dämpfungsmittel zum Dämpfen von Schwingungen, die sich anhand eines an dem Werkstück
durchgeführten Arbeitsvorgangs ergeben.
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In einem Aspekt der Erfindung umfaßt der Werkstückhalteblock einen hohlen vertikalen
Werkzeugständer, wo das an dem hohlen Werkzeugständer gesicherte Dämpfungsmittel sich
zumindest teilweise in dem oberen Bereich erstreckt.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt das Dämpfungsmittel: eine an dem
Werkzeugständer gesicherte Dämpfungsbasis; eine Dämpfungsmasse; wenigstens ein
zwischen der Dämpfungsbasis und der Dämpfungsmasse angeordnetes viskoelastisches
Absorberelement; und elastische Mittel zum Vorspannen des viskoelastischen
Absorberelements und Befestigen der Dämpfungsmasse in Bezug auf die Dämpfungsbasis
und den Werkzeugständer.
Figurenkurzbeschreibung
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Fig. 1a zeigt einen massiven Werkstückhalteblock.
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Fig. 1b zeigt einen hohlen Werkstückhalteblock.
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Fig. 1c zeigt einen Halteblock vom T-Typ.
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Fig. 1d zeigt einen mit einem Fenster versehenen Halteblock vom T-Typ.
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Bearbeitungszentrum mit einem an
einem austauschbaren Arbeitshalteträger gesicherten Werkstückhalteblock.
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Fig. 3 ist eine Höhenansicht teilweise im Schnitt der bevorzugten Ausführungsform,
die einen an einem austauschbaren Arbeitshalteträger gesicherten Werkstückhalteblock zeigt,
wobei der Werkstückhalteblock eine spezielle Dämpfungseinheit enthält.
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Fig. 4 ist ein vergrößerter Seitenschnitt, der den oberen Bereich des
Werkstückhalteblocks von Fig. 3 zeigt.
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Fig. 5 ist ein Flachschnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 4.
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Fig. 6 ist eine Höhenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, die die
Elemente von Fig. 4 in umgekehrter Position zeigt, was zu einer Oberdämpfungsmasse führt.
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Fig. 7 ist eine Höhenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, die
einen gedämpften Werkstückhalteblock mit einer Oberdämpfungsmasse darstellt.
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Fig. 8 ist eine Höhenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, die
einen Werkstückhalteblock mit Gehrung darstellt.
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Fig. 9 ist eine Höhenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, die
einen Werkstückhalteblock vom T-Typ mit einer flächenmontierten Dämpfungseinheit
darstellt.
Beste Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung
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Es muß angemerkt werden, daß gewisse hierin enthaltene Lagebezugnahmen, zum Beispiel
"vertikal" und "horizontal", zum Zwecke der Darstellung der bevorzugten Ausführungsform
gemacht werden; die Erfindung ist nicht auf diese Bezugnahmen beschränkt und wird in
vielen räumlichen Orientierungen Anwendung finden.
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Die Fig. 2 der Zeichnungen simuliert eine Metallzerspanungsmaschine 10, wie zum Beispiel
ein horizontales Bearbeitungszentrum; die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auf viele
andere Typen und Hersteller von Maschinen anwendbar, die Arbeitsvorgänge an einem
gehaltenen Werkstück durchführen können. Die gezeigte Maschine 10 kann diskrete
Relativbewegungen zwischen einem Werkstück 11 und einem Fräser 12 entlang dreier
wechselseitig senkrechter Koordinaten X, Y und Z liefern; in dieser Maschine 10 liegen die
Koordinaten X und Z in einer horizontalen Ebene. Durch simultane gesteuerte Bewegungen
entlang Kombinationen der Koordinaten können unendliche Vektoren von Relativbewegung
zwischen einem Werkstück 11 und einem Fräser 12 erzielt werden. Die Maschine enthält
einen Werkstückträger 13, der lösbar an der Maschine 10 angebracht ist, und einen
Maschinentisch 14, die gemeinsam ein gemeinsames Maschinenwerkzeughalteelement zum
Halten eines Werkstückhalteblocks 15 und wenigstens eines Werkstückes 11 bilden. Die
Maschine weist einen Fräser 12 auf, der zum Entfernen von Metall während eines
automatischen Arbeitsvorgangs periodisch auf das Werkstück 11 angewandt wird. Der
Werkstückhalteblock 15 bildet einen Werkzeugständer 16 mit mehreren Seiten 17a, b, c, d,
die sich von einem unteren Bereich 18 zu einem oberen Bereich 19 nach oben erstrecken. Der
Werkstückhalteblock 15 weist mehrere Befestigungslöcher 20 und Klemmen 21 als ein Mittel
zum Befestigen und Sichern des Werkstückes auf, die wenigstens auf einer seiner Seiten 17a
angeordnet sind. Der obere Bereich 19 des Halteblocks 15 ist frei und der untere Bereich 18
ist von einer integralen angeflanschten Basis 22 umgeben, die ein Mittel zum Befestigen und
Sichern des Halteblocks 15 an dem Werkzeugträger 13, d. h. dem
Maschinenwerkzeughalteelement, liefert. Da der Halteblock 15 nur an seiner angeflanschten Basis 22 an der
Maschine 10 gesichert ist, ist es wahrscheinlich, daß der obere Bereich 19
Hauptschwingungsbewegung entlang einer im wesentliche horizontalen Ebene erlebt.
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Die Fig. 3 ist eine Höhenansicht eines verbesserte Werkstückhalteblockes 23 vom in Fig. 1
allgemein dargestellten Typ, worin der vertikale Werkzeugständer 24 hohl ist. Ein
Dämpfungsmittel 25 ist an dem oberen Bereich 25 des hohlen Werkzeugständers 24 gesichert,
und das Dämpfungsmittel 25 erstreckt sich zumindest teilweise innerhalb des oberen
Bereiches 26 zur Dämpfung von Schwingungen, die sich aus einem krafterzeugenden
Metallabtragevorgang an dem Werkstück 11 ergeben.
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Der Höhenschnitt von Fig. 4 und der ebene Flachschnitt von 5 sind vergrößerte Ansichten, die
mehr Details des sektionierten Bereiches von Fig. 3 zeigen. Das Dämpfungsmittel 25 ist ein
abgestimmter Dämpfer, der eine steife, plattenähnliche Dämpfungsbasis 27 enthält, die an
dem oberen Bereich 26 des Werkzeugständers 24 gesichert ist, und die Dämpfungsbasis 28
hält wiederum eine herabhängende Dämpfungsmasse. Im Effekt umfaßt die Dämpfungsbasis
einfach einen integralen Bereich des Werkzeugständers. Die Dämpfungsmasse ist
vorzugsweise ein im wesentlichen massiver, schwerer Block aus Metall, wie zum Beispiel
Blei oder Stahl, und wird manchmal aufgrund seiner Neigung, einer Bewegung mit der zu
dämpfenden Struktur Widerstand zu leisten, als ein "Trägheitsblock" bezeichnet. Mehrere
viskoelastische Dämpfungselemente 29 sind zwischen der Dämpfungsbasis 27 und
Dämpfungsmasse 28 angeordnet und die Dämpfungselemente 29 sind in der Y-Richtung
kompressibel vorgespannt. Auf diese Weise vorgespannt, werden die viskoelastischen
Dämpfungselemente 29 dazu neigen, auf Scherung in der X-Richtung, d. h. entlang einer
horizontalen Ebene zu wirken, wenn das Dämpfungsmittel 25 Schwingungen absorbiert.
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Das Dämpfungselement 29 ist aus irgendeiner Anzahl von viskoelastischen Materialien, wie
z. B. Polyurethan, vorzugsweise in der allgemeinen Form eines mit zylindrischen Innen- und
Außendurchmessern 30, 31 modifizierten Torus, gebildet, und das Element 29 ist in passende
ringförmige 32, 33 Nuten außenflächig gesetzt, die in sowohl der Dämpfungsbasis 27 als auch
der Dämpfungsmasse 28 jeweils ausgebildet sind, um ein Gleiten zu verhindern. Es ist
anzumerken, daß, obwohl die bevorzugte Ausführungsform eine Mehrzahl aus vier
Dämpfungselementen 29 aufweist, Fachleute auf dem Gebiet leicht erkennen werden, daß ein
einziges Dämpfungselement 29 verwendet werden kann, und die exakte Gestalt des Elements
29 kann von der gezeigten ringförmigen Form in andere Gestalten; die zum Beispiel massive
quadratische Polster einschließen, abgewandelt werden. Ein wichtiger Aspekt der
bevorzugten Ausführungsform besteht darin, daß das Dämpfungselement 29 zwischen der
Masse 28 und der Dämpfungsbasis 27 in der vertikalen Richtung kompressibel vorgespannt
ist und prinzipiell auf Scherung, normal zur Vorspannung, entlang einer im allgemeinen
horizontalen Ebene arbeiten kann. Fachleute auf dem Gebiet werden auch anerkennen, daß,
obwohl die Hauptdämpfungseigenschaften kraft der Scherung offenbart werden, das
viskoelastische Dämpfungselement 29 auch eine innewohnende Fähigkeit besitzt,
Schwingungsbewegungen zwischen der Basis 27 und der Masse 28 in Richtungen quer zur
Scherung, zum Beispiel in der Y-Richtung, etwas zu dämpfen. Die Dämpfungsmasse 28 und
Basis 27 werden mittels vier langer, dünner Schrauben 34, die sich von der Oberseite der
Basis 27 zentral durch die Elemente 29 und durch die Masse 28 erstrecken, gegen vier
Dämpfungselemente 29 zusammengezogen. Die Dämpfungsmasse 28 weist vier tiefe
Senkbohrungen 35 auf, die von deren obersten Ende 36 verlaufen, um einen wesentlichen
Freiraum um den Körper der dünnen Schrauben 34 zu liefern, und die Masse 28 ist durch
Kontermuttern 37 an der Unterseite der Schrauben 34 gesichert. Aufgrund deren
innewohnende Federrate in der axialen Richtung verhält sich jede Schraube 34, wenn sie von
ihrer Kontermutter 37 axial gespannt ist, wie eine vorgespannte Zugfeder, um eine
Kompressionsspannung des Dämpfungselements 29 zu bewerkstelligen. Da die schlanke
Schraube 34 sich in ihrer Senkbohrung 35 biegen kann, kann sich die Dämpfungsmasse 28
relativ zur Dämpfungsbasis 27 in der horizontalen X-Richtung, d. h. radial von der Schraube
33, bewegen.
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Weitere Details ähnlicher Dämpfungselemente und Nuten gemeinsam mit anderen optionalen
Vorspannfederanordnungen und spannungsbegrenzten Anschlagbunden ergeben sich aus dem
US-Patent 3,522,864, das in dem Teil zum technologischen Hintergrund der vorliegenden
Beschreibung erwähnt ist, wobei die Offenbarung des Patents hierin durch Bezugnahme
aufgenommen wird. Die Auswahl von einen abgestimmten Dämpfer bildenden Komponenten
sowie die Bestimmung von Vorspanniveaus für die elastischen Elemente 29 werden als
Optionen angesehen, die allgemein zum Wissen von Dämpfungsgestaltern gehören, und
werden nicht separat diskutiert.
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In der in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigten Anordnung ist die Dämpfungsmasse 28 vollständig
innerhalb des hohlen Werkzeugständers 24 angeordnet. Eine alternative Ausführungsform ist
in der Fig. 6 dargestellt, worin die Dämfungskomponenten der Fig. 3-5 umgekehrt worden
sind, und die Dämpfungsmasse 28 befindet sich über der Dämpfungsbasis 27 auf dem
Werkstückhalteblock 27. Eine weitere alternative Ausführungsform, die derjenigen von Fig. 6
ähnelt, aber eine andere Vorspannfederanordnung aufweist, ist in der Fig. 7 dargestellt, worin
die Vorspannschrauben Gewindestifte umfassen, die an der Unterseite einer Dämpfungsmasse
39 befestigt sind und die sich durch die Dämpfungselemente 40 und Dämpfungsbasis 41 und
in Durchgangssenbohrungen 42 in einem massiven Werkzeugständer 43 erstrecken. Der Stift
38 weist eine unterste Unterlegscheibe 44 benachbart zu einer Kontermutter 45 auf und eine
spiralfömige Druckfeder 46 ist zwischen der unteren Fläche 47 der Dämpfungsbasis 41 und
der Unterlegscheibe 44 befestigt. In dieser Anordnung ist die Dämpfungsmasse 39 darauf
ausgerichtet, maximiert zu sein.
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Die Fig. 8 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, worin ein Werkstückhalteblock 48
eine vertikale Seitenfläche 49 zum Halten eines Werkstückes 11 für Bearbeitungsvorgänge
aufweist und ein Werkzeugständer 50 eine Oberfläche 51 mit Gehrung, d. h. eine in Bezug
auf die horizontale Oberfläche 52 des Halteblocks 48 winklig angeordnete Oberfläche
aufweist. Hier wird eine zu der in Fig. 6 dargestellten ähnliche Dämpfungsstruktur verwendet,
worin aber die Dämpfungsmasse 53 eine dreieckige Querschnittsgestalt aufweist. Die
plattenähnliche Dämpfungsbasis 54 ist an der schrägen Oberfläche 51 befestigt und die
Vorspannschrauben 55 und -federn 56 erstrecken sich in individuelle Durchgangsbohrungen
57 in dem massiven Werkzeugständer 50. In dieser Anwendung ist die Masse auch darauf
ausgerichtet, maximiert zu sein. Aufgrund von Elementenvorspannung in der zur schrägen
Oberfläche 51 normalen Richtung bewegt sich die Dämpfungsmasse 53 parallel zur schrägen
Oberfläche 51, da die Dämpfungselemente 58 prinzipiell auf Scherung betrieben werden, und
der Dämpfer absorbiert somit effektiv Schwingungen mit X- und Y-Komponenten. Es wird
wiederum bemerkt, daß erwartet wird, daß Hauptschwingungen eines Werkstückhalteblocks
in dem horizontalen Bearbeitungszentrum von Fig. 2 in der horizontalen Ebene
beziehungsweise X-Richtung und allgemein an der Oberseite zu sehen sein werden. Somit
würde ein Dämpfer mit der in Fig. 8 gezeigten Konstruktion zum Liefern von
Scherkomponenten in X- und Y-Richtungen häufig mit einem recht flachen Winkel in Bezug
auf die Horizontale ausgebildet werden.
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Das in den Fig. 4 und 5 detailliert dargestellte ringähnliche Dämpfungselement 29 ist dazu
vorgesehen, den Halteblock 23 hauptsächlich durch eine horizontale beziehungsweise X-
Richtung-Scherbewegung der Dämpfungsmasse 28 relativ zur Dämpfungsbasis 27 und zum
Werkzeugständer 24 zu dämpfen. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch anerkennen, daß
das Element eine gewisse innewohnende Fähigkeit zum Dämpfen von Schwingungen in allen
Richtungen, einschließlich der Richtung der Vorspannung, aufweist. Diese innewohnende
Eigenschaft wird in einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung benutzt, Fig.
9; diese Höhenansicht stellt einen Werkstückhalteblock 59 vom T-Typ mit einer
Dämpfungseinheit 60 im wesentlichen in Übereinstimmung mit derjenigen von Fig. 6 dar, die
an dessen unterer vertikalen Fläche 61 befestigt ist, um einen kompakten Aufbau zu erzielen.
Hauptschwingungen werden in einer horizontalen Richtung an der Oberseite des Halteblocks
59 wahrgenommen, aber die Dämpfungselemente 62 der vertikal befestigten
Dämpfungseinheit 60 sind so ausgewählt, daß sie hauptsächlich die Hauptschwingungen in
der Richtung der Elementenvorspannung (d. h. normal zur Fläche 61) statt auf Scherung
dämpfen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie beschrieben, wird die Erfindung gewöhnlich eine Leistungsverbesserung in einem
Maschinenwerkzeug zur Durchführung von Arbeitsvorgängen an einem an einem Halteblock
befestigten Werkstück durch Erhöhung der dynamischen Steifheit, aber ohne die
Notwendigkeit, die Maschinenstrukturen, wie zum Beispiel einen Fräser oder eine
Maschinenspindel zu modifizieren, erzielen. In automatischen Industriemaschinen, die eine
Vielzahl von Halteblöcken verwenden, die zum Beispiel an gemeinsame Werkstückträger
befestigt sind, worin die Halteblöcke verschiedene Werkstücke halten, kann die Steifheit
eines vorgegebenen Halteblock/Werkstück-Satzes auf einen optimalen Zustand durch
Auswahl von Dämpfungselementen abgestimmt werden, die für denjenigen Halteblock
einzigartig sind.
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Fachleute auf dem Gebiet werden auch anerkennen, daß ein Werkstückhalteblock zum
Beispiel an einer rechtwinkligen Befestigung (nicht gezeigt) befestigt sein kann, so daß der
Werkzeugständer sich horizontal in einer freitragenden Weise erstreckt; wenn er derart
befestigt ist, wird erwartet, daß die Hauptschwingungsbewegung am freien Ende des
Halteblocks dann entlang einer vertikalen Ebene sein wird, und die hierin dargelegten
Prinzipien in den bevorzugten und alternativen Ausführungsformen werden weiterhin
Anwendung finden.
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Fachleute auf dem Gebiet werden auch anerkennen, daß, während die bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung die Verwendung eines beschriebenen abgestimmten
Dämpfers ins Auge faßt, andere Dämpfungsmittel, zum Beispiel viskoser Dämpfer oder ein
aktiv gesteuerter Dämpfer, mit dem Halteblock verwendet werden könnten.
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Während die Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt
worden ist, ist es nicht beabsichtigt, daß die Erfindung derart beschränkt wird; stattdessen
erstreckt sich die Erfindung auf alle derartigen Gestaltungen und Modifikationen, die in den
Schutzumfang der beigefügten Ansprüche kommen.