DE9111885U1

DE9111885U1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE9111885U1
Application number: DE9111885U
Authority: DE
Original assignee: Schmidt Armaturen Villach At GmbH
Current assignee: Schmidt Armaturen Villach At GmbH
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1992-01-16
Anticipated expiration: 2001-09-25
Also published as: ATA203490A; AT395232B

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit Spannbacken, die eine Beschichtung zur formgerechten Erfassung und Positionierung von Gußstücken, Schmiedeteilen oder Schweißkonstruktionen für die Serienbearbeitung auf Werkzeugmaschinen aufweisen sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Spannbacken.

Um Werkstücke dieser Art, beispielsweise Rohrfittings oder Armaturen für die Bearbeitung etwa der Flanschbohrungen bzw. der Paßflächen einzuspannen, werden Klemmeinrichtungen verwendet, die einerseits zu Beschädigungen der Oberfläche, zu Formveränderungen und je nach dermeist sphärischen Oberfläche der Werkstücke anderseits auch zu Schwingungen des Werkstückes und zu einem Lösen aus der Spannvorrichtung führten. Spezielle, die Werkstücke käfigartig umgreifende Spannvorrichtungen erfordern individuelle Maßnahmen und teuren Werkzeugbau. Eine Anpassung an die herstellungsbedingten Toleranzen der Werkstücke (z.B. Gußteile) konnte damit nicht erzielt werden. In jedem Einzelfall war eine Anpassung der Spannvorrichtung an das Werkstück erfordelrich, wenn ein zuverlässiges Aufspannen erreicht werden sollte.

Aus der FR-PS 2 631 572 ist die Einbettung eines Werkstückes zwischen Spannbacken unter Zwischenlage einer formgerechten Gummibeschichtung bekannt. Der Gummi unterliegt einem starken Verschleiß und schaukelt infolge seiner Elastizität bearbeitungsbedingte sowie von Exzentrizitäten verursachte Schwingungen so weit auf, daß sich das Werkstück aus der Spannvorrichtung löst.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu verbessern und nicht nur eine positionsgenaue Einspannung, sondern auch eine großflächige Schwingungsdämpfung zu gewährleisten. Dies wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß zur Beschichtung der Spannbacken eine Halteschicht aus Kunstharz auf einem Teilbereich einer von der Oberfläche des einzuspannenden Werkstückes abgießbaren Stirnfläche einer Dämpfungsschicht aus

Kunstharz vorgesehen ist. Dadurch erfassen die Spannbacken das Werkstück großflächig in Spannbereichen trotz einer beispielsweise sphärisch gekrümmten Oberfläche. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Halteschicht unter Zwischenlage einer Glasfasermatte oder dergleichen auf die Dämpfungsschicht aufgetragen ist und diese überragt. Die als Einspannpunkte, Flächen oder Zonen vorbestimmbaren Backenbereiche treten über die Backenoberfläche hervor, sodaß die restlichen Oberflächenbereiche für Toleranzabweichungen des Werkstückes zur Verfügung stehen. Die Dämpfungsschicht führt zum Schwingungsausgleich bei der Bearbeitung und trägt die Bereiche der Halteschicht. Letztere ist von höherer Elastizität als die Dämpfungsschicht. Um den Spannbacken eine hohe innere Fertigkeit zu verleihen ist die Dämpfungsschicht auf einer Metalleinlage, insbesondere einer Gittermatte aufgebracht und zusammen mit einer Schicht aus Verbundharz in einer auf verstellbaren Spannbackenträgern montierbaren Metallkassette vorgesehen . Die Metallkassette weist beispielsweise einen Stahlblechrahmen auf, der einen Bügel oder dergleichen zur Befestigung auf der Spanneinrichtung trägt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Halteschicht aus Kunstharz mit einer Shore Härte von etwa D 6O-85 nach Din 53 505 und die Dämpfungsschicht aus einem bezogen auf die Halteschicht härteren Kunstharz, vorzugsweise mit einer Shore Härte von etwa D 70-85 nach Din 53 gebildet ist. Die Halteschicht ist nur in einem Teil der gesamten Stirnfläche der Spannbacken vorgesehen, während der restliche Teil der Stirnfläche von der Dämpfungsschicht gebildet wird. So kann die Halteschicht etwa zu einer Dreibereichsauflage lediglich dort an dem Werkstück angreifen und dieses unterstützen, wo mit Maßabweichungen nicht zu rechnen ist. Die restliche Oberfläche der Spannbacken wird von dem Kunstharz der Dämpfungsschicht gebildet. Die Halteschicht kann neben annährend punktförmigen Auflagen auch kreis- oder ringförmige Auflagezonen definieren. Es ist zweckmäßig, wenn in der von einem Werkstück abgegossenen Oberfläche der Dämfpungsschicht Ausnehmungen insbesondere zur Aufnahme von Toleranzabweichungen bzw. von vorspringenden Bezeichnungen bzw. Beschriftungen des Werkstückes vorgesehen

sind. Die Halteschicht selbst kann so ausgelegt sein, daß sie auf Grund ihrer Verformbarkeit geringe Oberflächenungenauigkeiten eines Werkstückes wie etwa Gußperlen oder Kretzen unmittelbar aufninmt und ausgleicht. Um der Halteschicht einen verstärkten Unterbau zu geben, ist bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen, daß die Dämpfungsschicht unterhalb der Halteschicht Metalleinlagen zur Verstärkung aufweist. Die Herstellung von Spannbacken erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Teil der Oberfläche eines Werkstückes bzw. eines Werkstückmodells mit einem die Dämpfungsschicht bildenden harten Kunstharz abgegossen und der Abguß in Bereichen zu erwartender Werkstücktoleranzen bzw. von über die Werkstückoberfläche vorspringenden Markierungen, Beschriftungen oder dergleichen durch Abfräsen oder Abschleifen ausgenommen wird und daß in den als Haltzonen vorgesehenen Bereichen Kunstharz von geringerer Härte in einer gleichmäßig starken Schicht als Halteschicht auf die Dämpfungsschicht aufgetragen und gegebenenfalls die Stirnfläche der Halteschicht nochmals von dem Werkstück bzw. Modell abgeformt wird. Das Verfahren kann sehr einfach ausgeführt werden und läßt dem Konstrukteur freie Hand an welchen Stellen die als Abguß ausgebildeten Spannbacken an dem Werkstück zur Lagebestimmung während der Bearbeitung angreifen. Die aufzutragende Halteschicht tritt örtlich über die an Hand der Werkstückoberfläche abgeformte Kunstharzoberfläche der Dämpfungsschicht hinaus, sodaß beim Spannvorgang eine elastische Formveränderung in Anpassung an die jeweils exakte Werkstückoberfläche erfolgt,bis es zur starren positionsbestimmenden Lagefixierung kommt. Die dämpfende Schicht reduziert die bei der Bearbeitung auftretenden Werkstückschwingungen. Die Halteschicht kann bis 50% der Stirnfläche der Spannfläche der Spannbacken bedecken.

Ein Ausführungsbeispiel· der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Fig. zeigt eine Spannvorrichtung mit eingespanntem Werkstück und Spannbacken, jeweils teilweise im Schnitt.

Ein Werkstück 1 ist in einer Spannvorrichtung 2 einer Werkzeugmaschine zwischen Spannbacken 3, 4 angespannt. Das Werkstück 1 weist gekrümmte Oberflächen auf, sodaß ein Einspannen zwischen planparallelen Backen nicht zweckmäßig erscheint, da einerseits eine sichere Einspannung nicht gewährleistet wäre und anderseits durch die hohe lokale Pressung eine Beschädigung der Oberfläche des

Werkstückes 1 allenfalls sogar eine Verformung eintreten könnte. Daher umfassen die Backen 3, 4 jeweils eine Kassette 5 aus Stahlblech, in der eine Lage Verbundharz 6 den festen Sitz in der Kasette 5 bewirkt. Das Verbundharz 6 ist in seinem Ubergangsbereich zu einer Dämpfungsschicht 7 aus Kunstharz durch eine Metalleinlage 8, etwa ein Gitter, armiert. Auf der relativ harten Dämpfungsschicht 7, deren Oberfläche von der Werkstückoberfläche eines der einzuspannenden Serienprodukte, insbesondere von dem Gußmodell desselben abgegossen ist, ist im lokalen Bereichen eine Halteschicht 9 vorgesehen.Diese bildet eine positionsbestimmende Auflage in diskreten Zonen, .jedoch nicht über die gesamte Oberfläche der Dämpfungsschicht 7. Dadurch ergeben sich einzelne ausgeprägte Abstütz-Bereiche in Form einer elastischen, abriebfesten, und säurebeständigen Halteschicht 9. Die formbeständige Halteschicht 9 - wie groß und in welcher geometrischen Konfiguration sie immer vorgesehen ist - ist gegebenenfalls unter Zwischenlage einer Glasfasermatte auf der Dämpfungsschicht 7, aufgetragen. Die Größe der Auflagefläche der Halteschicht 9, ihr Härtegrad nach Shore und ihre Stärke sowie der Härtegrad und die Stärke der Dämpfungsschicht 7 richten sich nach der Größe und nach dem Gewicht des Werkstückes 1, von welchem eine Serie bearbeitet werden soll. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel hatte die Halteschicht 9 eine Stärke von 3mm und eine Härte von D 70, die Dämpfungsschicht 7 eine Stärke von 3cm und eine Härte von D 80. Durch Metalleinlagen war die Dämpfungsschicht 7 unterhalb der Haltezonen armiert. Für die Dämpfungsschicht genügen im allgemeinen Schichtstärken von 1 bis etwa 3 cm.

Die Halteschicht 9 kann vorerst auch als durchgehende Schicht im Abgußverfahren auf der Dämpfungsschicht 7 aufgebracht werden und sodann in den Bereichen, welche nicht als Spannflächen herangezogen werden sollen, wieder abgetragen z.B. abgeschliffen werden. Es kann aber die Halteschicht 9 auf die vom Modell abgegossene Dämpfungsschicht 7 auch regional auf gestrichen werden. In .jedem Fall ist es möglich, Zonen mit besonders weitreichenden Gußtoleranzen oder Oberflächenabweichungen in der Dämpfungsschicht 7 durch Abtragen von Kunstharz auszunehmen, damit keine Kollision bzw. Werkstückberührung in Zonen erfolgt, die nicht als Halteoder Spannzonen vorgesehen sind. Dies gilt insbesondere auch für Oberflächenbereiche des Werkstückes, die mit vorspringenden Beschriftungen, Pfeilen oder Marken versehen sind.

Claims

Ansprüche :

Spannvorrichtung mit Spannbacken, die eine Beschichtung zur formgerechten Erfassung und Positionierung von Gußstücken, Schmiedeteilen oder Schweißkonstruktionen für die Serienbearbeitung auf Werkzeugmaschinen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschichtung der Spannbacken (3, 4) eine Halteschicht (9) aus Kunstharz auf einem Teilbereich einer von der Oberfläche des einzuspannenden Werkstückes (1) abgießbaren Stirnfläche einer Dämpfungsschicht (7) aus Kunstharz vorgesehen ist.

Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschicht (9) unter Zwischenlage einer Glasfasermatte oder dergleichen auf die Dämpfungsschicht (7) aufgetragen ist und diese überragt.

Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht (7) auf einer Metalleinlage (8), insbesondere einer Gittermatte, aufgebracht und zusammen mit einer Schicht aus Verbundharz (6) in einer auf verstellbaren Spannbackenträgern montierbaren Metallkassette (5) vorgesehen ist. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschicht (9) aus Kunstharz mit einer Shore Härte von etwa D 6O-8O nach Din 53 505 und die Dämpfungsschicht (7) aus einem bezogen auf die Halteschicht (9) härteren Kunstharz, mit einer Shore-Härte von etwa D 70-85 nach Din 53 505 gebildet ist.

Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundharz (6) ein Gießharz mit einer Shore Härte D 80-90 nach Din 53 505 ist.

Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der von einem Werkstück abgegossenen Oberfläche der Dämpfungsschicht (7) Ausnehmungen insbesonders zur

Aufnahme von Toleranzabweichungen bzw. von vorspringenden Bezeichnungen bzw. Beschriftungen des Werkstückes vorgesehen sind.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht (7) unterhalb der Halteschicht (9) Metalleinlagen zur Verstärkung aufweist.