EP2925488A1 - Vorrichtung zum positionieren eines rohrförmigen werkstückes, insbesondere einer einspritzdüse - Google Patents

Vorrichtung zum positionieren eines rohrförmigen werkstückes, insbesondere einer einspritzdüse

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Publication number
EP2925488A1
EP2925488A1 EP13798302.9A EP13798302A EP2925488A1 EP 2925488 A1 EP2925488 A1 EP 2925488A1 EP 13798302 A EP13798302 A EP 13798302A EP 2925488 A1 EP2925488 A1 EP 2925488A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
receiving
workpiece
holder
eccentric
mandrel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13798302.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Weisser
Rainer Harter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hirschmann GmbH
Original Assignee
Hirschmann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hirschmann GmbH filed Critical Hirschmann GmbH
Publication of EP2925488A1 publication Critical patent/EP2925488A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/028—Chucks the axial positioning of the tool being adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/36—Chucks with means for adjusting the chuck with respect to the working-spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B23Q3/062—Work-clamping means adapted for holding workpieces having a special form or being made from a special material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/18—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for positioning only

Definitions

  • the invention relates to a device for positioning egg nes tubular workpiece, in particular a Einspritzdü ⁇ se, to a holder of a machine tool.
  • the horrma ⁇ machine has for this purpose a workpiece holder on or on which the holder can be fastened.
  • the tubular workpiece is held seated on a mandrel there.
  • the invention has the object to provide a device for positioning tubular workpieces, in particular injectors, this allows to process the tubular workpiece very ex ⁇ act, for example on corresponding erosion machines. It should be possible, the mecanical device zen profundset exactly on the already described holders of the machine tool.
  • the device according to the invention is essentially based on the fact that the workpiece holder is formed in two parts with a lower part which can be fastened on a holder and an upper part which can be placed on the lower part.
  • a first device for height is utti réelle of the tubular workpiece and a second means for concentricity ustage of the workpiece is provided.
  • a third device is provided for XY alignment of the upper part on the lower part.
  • the third submission has, for example, one or more reference surfaces provided on the upper part, which can be brought into alignment with corresponding reference points of the reference surfaces on the lower part.
  • a fourth device is provided for adjusting the coaxiality from the upper part to the lower part. Conveniently, the tubular workpiece to be machined ⁇ piece, in particular the injection nozzle is clamped on a mandrel sitting in the upper part of the positioning.
  • the use of a holding mandrel has the decisive advantage that not the tubular work piece itself must be hö ⁇ henjustiert, but only the receiving mandrel on which then rests the workpiece.
  • the clamping of the tubular workpiece on the mandrel is preferably carried out via a suitable clamping sleeve, the locking elements, insbesondre comprises a plurality of detent balls.
  • the first device preferably has an eccentric element on which a lower end of the receptacle ⁇ medorn is seated. This allows a fatiguenverstel ⁇ development of the arbor made on the basis of Exzentmaschine the eccentric ⁇ wave upon rotation of Exzentere- lements that.
  • An eccentric shaft is, for example,.
  • the eccentric shaft can have a central eccentric section and one, preferably two, outer cylindrical sections .
  • the cylindrical sections have an enlarged diameter, so that at least one stop edge is formed between the middle section and the at least one outer cylindrical section. This stop edge prevents slippage of the eccentric shaft in a corresponding radial bore of the upper part, if there is provided a corresponding counter-stop.
  • a groove may be provided in the eccentric region of the eccentric shaft.
  • a further embodiment of the device according to the invention for positioning tubular pieces of value provides that the upper part has a round flange and this round flange engages over the lower part at least partially, preferably in a circumference of 360 °.
  • the fourth device for adjusting the coaxiality of upper part to lower part can be realized simply by providing a plurality of adjusting screws, which are inserted into radial bores of the mentioned round flange of the upper part and are supported on a circumferential conversion of the lower part. By a different deep screwing in these screws so very exactly a coaxiality can be used.
  • the upper part may have an annular wall lying orthogonally to the longitudinal axis, which has a multiplicity of axial bores located to the longitudinal axis. These axial bores are provided for receiving further adjusting screws, which can be supported on the surface of the lower part and thus enable a rotation running ustage.
  • the upper part of the device preferably has a cup-shaped receiving part for receiving the tubular workpiece, wherein the receiving mandrel protrudes from the receiving part.
  • On the soil of the receiving part sit expediently one or more ⁇ re fixing elements, such as a locking pin.
  • This fixing ⁇ element serve that the tubular workpiece, if it has corresponding Gegenfixieremia, so for example a bore into which an intended fixing pin engages, is received in the correct position and correctly with respect to the radial position of the upper part.
  • the lower part is provided with centering elements from its side directed toward the tool holder . These may, for example, be such centering elements as proposed in the aforementioned DE 10 2006 054 660 B4. For an optimal alignment of the lower part on the corresponding holder and thus the tool holder of the machine tool is ensured.
  • Fig 1 is a perspective view obliquely from above of a fuel injector to be machined with high ⁇ introduced precise holes.
  • FIG. 2 shows the injection nozzle of Figure 1 in a perspective view position obliquely from below
  • Fig. 3 shows a device for positioning an injection nozzle with a workpiece holder, designed in two parts is with a top and bottom part in perspektivi ⁇ shear representation, the upper part is shown from the lower part ⁇ set,
  • Fig. 5 shows the illustration of Figure 3, in contrast to
  • FIG. 3 the upper part is now seated on the lower part
  • FIG. 6 is a view similar to Figure 5, but now in partial section, the injector is removed from the upper ⁇ part,
  • Fig. 7 is a detail view of the eccentric shaft shown cut in Figure 6, and
  • Fig. 8 is a similar view as in Figure 7, in which, however, now the injector is seated on the mandrel and thus in the upper part of the device is a ⁇ set.
  • an injection nozzle 10 is shown in a perspective view obliquely from above, as used for example in automotive electronics.
  • tubular workpieces in which at the upper end a plurality of bores 11 with high precision are introduced Müs ⁇ sen. So that these bores 11 can be placed in the desired accuracy and introduced into the injection nozzle 10.
  • NEN it is necessary to place the injection nozzle 10 both in terms of their concentricity and their height adjustment correctly on a corresponding workpiece holder in order to subsequently produce, for example, by suitable erosion the holes 11 can.
  • Figure 2 shows the injector of Figure 1, also in spectral tivi shear per ⁇ view, but now diagonal.
  • Fixierbohronne 12 may be provided to position the injector 10 in the correct position on a suitable workpiece holder in the XY direction.
  • FIGS. 3 to 6 and FIG. 8 a workpiece receptacle suitable for this purpose is shown in different views in each case.
  • FIG. 3 shows such a workpiece holder, which is formed in two parts, with a lower part 20 which can be mounted on a holder of a machine tool and an upper part 40 which can be placed on the lower part 20.
  • this workpiece holder also has a first device for adjusting the height of the device to be explained in more detail below tubular workpiece 10, in this case the injection nozzle 10, and a second device for its concentricity adjustment on.
  • a third device may be provided for XY alignment of the upper part 40 to the lower part 20 and a fourth means for adjusting the coaxiality of upper part 40 to lower part 20.
  • the lower part 20 is cup-shaped and has on its upper part 40 facing, at least approximately fla ⁇ chen top over four at an angle of 90 ° to each other standing holes 28, in which fastening screws 51 engage, which is 40 extend parallel to the starting L jossach se ⁇ A through the upper part 40 by a coaxially to the longitudinal axis A is arranged ⁇ annular surface 52 of the upper part.
  • ⁇ annular surface 52 of the upper part In the cup-shaped opening of the lower part 20 sit several, in the present case four, centering elements 21, 22, 23 and 24, and a centering pin 26, which can be seen particularly clearly in Figure 4. With these centering elements 21 to 24 and the associated centering pin 26, the lower part 20 can be placed with the later attached upper part 40 on a holder of a machine tool, as described in detail in DE 10 2006 054 660 B4.
  • the upper part 40 has two opposite, flattened reference surfaces 41, 42, which serve to be able to align the upper part 40 exactly in the X-Y direction to the lower part 20.
  • a receiving mandrel 50 is located in the interior of the upper part 40 of the workpiece holder a receiving mandrel 50, on which the injection ⁇ nozzle 10 can be placed in order to process the injector 10 last ⁇ lich.
  • This receiving mandrel 50 is seated with its lower end on an eccentric element 60 and projects with its upper end of the upper part 40 clearly out.
  • This eccentric element 60 is shown in the sectional view of Figure 6 and enlarged as a single element in Figure 7 in per ⁇ spectrally enlarged representation.
  • the Exzenterele ⁇ element 60 is designed as an eccentric shaft and has two central, eccentric portions 61, 62 which are separated by a groove 69, a so-called flushing groove.
  • each includes a cylindri ⁇ shear section 63, 64 at.
  • the da- to serve, for example, a multiple key (hex wrench ⁇ key) set here to turn the eccentric shaft can.
  • the eccentric shaft 60 sits for this purpose in a continuous Ra ⁇ dialbohrung 46 of the upper part 40 such that the receiving mandrel 50 is seated on the two eccentric portions 61, 62 of the eccentric shaft 60.
  • a seated on the mandrel 50 injector 10 is therefore adjustable in height so far.
  • a suitable tool for example egg ⁇ nem hexagon key, which is inserted into the radial bore 46 and engages in the receiving opening 67 of the eccentric shaft 60, rotated accordingly.
  • a multiplicity of further radial bores 47 are incorporated into the upper section of the upper part 40.
  • a total of two superimposed rows of four, each at an angle of 90 ° to each other, radial bores 47 are provided.
  • locking screws 75 sit, through which the receiving mandrel 50 can be clamped.
  • the upper part 40 has a round flange 45, which engages over the Un ⁇ terteil 20 at least partially full extent. In this round flange 45 are at a distance of 90 ° to each other holes that receive adjusting screws 90.
  • the upper part 40 has the above-mentioned ring ⁇ wall 43, which are placed parallel to the longitudinal axis A running Bohrun ⁇ conditions for receiving the fixing screws 51.
  • other starting AXI are of this annular wall 43 albohrept 48 is provided, in which adjusting screws are inserted in turn, that of the sub ⁇ 20 can be supported on the flat wall portion.
  • adjusting the adjustment screws located in the axial bores 48 an adjustment for the concentricity can be made.
  • One of these located in the axial bores 48 adjustment screws is provided with the reference numeral 53 and in the partially broken section of Figure 5 can be seen.
  • the pot-shaped receiving part 49 of the upper part 40 surrounds a clamping sleeve
  • This clamping sleeve 70 surrounds the upper cup-shaped receptacle ⁇ part 49 of the upper part 40 and sits on coil springs 72.
  • a plurality of locking elements, here locking balls 71 placed, which can engage in openings of the cup-shaped receiving part 49 of the upper part 40 when the clamping sleeve 7 can engage.
  • these detent balls 71 serve to effect latching when the injection nozzle 10 is inserted, that is to say in the case of an injection nozzle 10 which is placed on the upper end of the receiving mandrel 50.
  • the clamping sleeve 70 is pressed against the spring force of the Spiralfe ⁇ countries 72 downward toward the lower part 20th by virtue of the circumferential slope of said inner groove soft the detent balls 71 to the outside, so that the injector 10 can be placed on the mandrel 50 and that lower part of the injector 10 can sit on the bottom of the cup-shaped receiving opening 49.
  • ⁇ SSIG For easy handling of the clamping sleeve 70, it is expedient ⁇ SSIG that this is hen verse- on its outer periphery with a gripping groove.
  • Adjustment path in the height direction ie in the Z direction, to provide about ⁇ 0.15 mm.
  • a distance of 1.2 mm at the circumference of the eccentric shaft 60 correspond to a height change of ⁇ 0.01 mm in the Z direction.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren eines rohrformigen Werkstückes, insbesondere einer Einspritzdüse, welche auf einen Halter einer Werkzeugmaschine, mit einer Werkstückaufnahme, welche auf dem Halter befestigbar ist, und welche das rohrformige Werkstück (10) auf einem Aufnahmedorn (50) sitzend haltert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Werkstückaufnahme zweiteilig ausgebildet ist mit einem auf dem Halter befestigbaren Unterteil (20) und einem auf dem Unterteil (20) aufsetzbaren Oberteil (40), sowie mit einer ersten Einrichtung zur Höhenjustage des rohrformigen Werkstückes (10), und mit einer zweiten Einrichtung zur Rundlaufjustage des Werkstückes

Description

Vorrichtung zum Positionieren eines rohrformigen Werkstückes, insbesondere einer Einspritzdüse
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren ei- nes rohrformigen Werkstückes, insbesondere einer Einspritzdü¬ se, auf einen Halter einer Werkzeugmaschine. Die Werkzeugma¬ schine weist hierfür eine Werkstückaufnahme auf, an oder auf der der Halter befestigbar ist. Das rohrförmige Werkstück wird auf einem Aufnahmedorn dort sitzend gehaltert.
Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken sind hinlänglich bekannt. So beschreibt bspw. DE 10 2006 054 660 B4 eine solche Vorrichtung, bei dem der Halter mit Aufnahmen für Zentrierelemente versehen ist, die mit dem Werkzeug oder Werkstück fest- stehend zu verbinden sind. Die Zentrierelemente werden am
Werkzeug oder Werkzeugstück als separate Teile eingesetzt und anschließend durch Haltemittel, bspw. Klebemittel, ausgerich¬ tet fixiert gehalten. Diese bekannte Vorrichtung ist zum Bei¬ spiel dazu geeignet, Elektroden auf Erodiermaschinen exakt zu positionieren.
Eine besondere Herausforderung bei der Positionierung von rohrformigen Werkstücken stellen Einspritzdüsen für die Kfz- Technik dar. Bei solchen Einspritzdüsen ist es erforderlich, dass an deren Spitze mehrere Bohrungen angebracht werden, die äußerst präzise bei der Fertigung platziert werden müssen. Hierfür ist es notwendig, entsprechend exakte Positioniervor¬ richtungen bereit zu stellen, um die Bohrungen in die Einspritzdüse an den exakt richtigen Stellen einbringen zu kön- nen.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Die Erfindung hat das Ziel eine Vorrichtung zum Positionieren von rohrförmigen Werkstücken, insbesondere von Einspritzdüsen, anzugeben, dieses erlaubt, das rohrförmige Werkstück sehr ex¬ akt zu bearbeiten, z.B. auf entsprechenden Erodiermaschinen. Dabei soll es möglich sein, die aufzufindende Vorrichtung auf den bereits beschriebenen Haltern der Werkzeugmaschine exakt aufzuset zen .
Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angeben . Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht im Wesentlichen darauf, dass die Werkstückaufnahme zweiteilig ausgebildet ist mit einem auf einem Halter befestigbaren Unterteil und einem auf dem Unterteil aufsetzbaren Oberteil. Zusätzlich ist eine erste Einrichtung zur Höhen ustierung des rohrförmigen Werkstücks und eine zweite Einrichtung zur Rundlauf ustage des Werkstücks vorgesehen .
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine dritte Einrichtung vorgesehen zur X-Y-Ausrichtung des Oberteils auf dem zum Unterteil. Hierfür weist die dritte Einreichung z.B. eine oder mehrere am Oberteil vorgesehene Referenzflächen auf, die mit entsprechenden Referenzpunkten der Referenzflächen am Unterteil in Ausrichtung gebracht werden können. Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass zur Justage der Ko- axialität vom Oberteil zum Unterteil eine vierte Einrichtung bereit gestellt wird. Zweckmäßigerweise wird das zu bearbeitende rohrförmige Werk¬ stück, insbesondere die Einspritzdüse auf einem Aufnahmedorn festgeklemmt, der im Oberteil der Positioniervorrichtung sitzt. Die Verwendung eines Aufnahmedorns hat den entscheiden- den Vorteil, dass nicht das rohrförmige Werkstück selbst hö¬ henjustiert werden muss, sondern lediglich der Aufnahmedorn, auf den dann das Werkstück aufsitzt. Das Festklemmen des rohr- förmigen Werkstückes auf dem Aufnahmedorn erfolgt vorzugsweise über eine geeignete Spannhülse, die Rastelemente, insbesondre mehrere Rastkugeln umfasst.
Zur Höhenjustage weist die erste Einrichtung vorzugsweise ein Exzenterelement auf, auf welchem ein unteres Ende des Aufnah¬ medorn aufsitzt. Hierdurch kann bei Verdrehung des Exzentere- lements, das bspw. eine Exzenterwelle ist, eine Höhenverstel¬ lung des Aufnahmedorns aufgrund der Exzentität der Exzenter¬ welle erfolgen.
Die Exenterwelle kann hierfür einen mittleren exzenterisch Ab- schnitt und einen, vorzugsweise zwei, äußere zylindrische Ab¬ schnitte aufweisen. Dabei haben die zylindrischen Abschnitte einen vergrößerten Durchmesser, so dass zwischen dem mittleren Abschnitt und dem mindestens einem äußeren zylindrischen Abschnitt mindestens eine Anschlagkante ausgebildet ist. Diese Anschlagkante verhindert eine Durchrutschen der Exenterwelle in einer entsprechenden Radialbohrung des Oberteils, wenn dort ein entsprechender Gegenanschlag vorgesehen ist. Zusätzlich kann im exzentrischen Bereich der Exzenterwelle noch eine Nut vorgesehen sein.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den zylindrischen Abschnitt einer solchen Exzenterwelle mit einer Gleitbeschich- tung zu versehen, damit diese in der erwähnten Radialbohrung des Oberteils spielfrei läuft. Eine Verdrehung der Exzenter¬ welle wird dadurch erreicht, dass vorzugsweise an beiden
Stirnseiten der Exzenterwelle zwei Aufnahmebohrungen, insbesondere Schlüsselaufnahmen für einen z.B. Sechs- oder Mehr- kantSchlüssel vorgesehen sind.
Eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Positionieren von rohrförmigen Wertstücken sieht vor, dass das Oberteil einen Rundflansch aufweist und dieser Rundflansch das Unterteil mindestens teilweise, vorzugsweise in einem Umfang von 360°, übergreift. Hierdurch kann die vierte Einrichtung zur Justage der Koaxialität von Oberteil zu Unterteil einfach dadurch realisiert werden, dass mehrere Einstellschrauben vorgesehen sind, die in Radialbohrungen des erwähnten Rundflansches des Oberteils eingesetzt sind und sich an einer Umfangs- wandlung des Unterteils abstützen. Durch ein unterschiedliche tiefes Einschrauben dieser Einstellschrauben kann so sehr genau eine Koaxialität eingesetzt werden.
Das Oberteil kann eine orthogonal zur Längsachse liegende Ringwand aufweisen, welche eine Vielzahl von zur Längsachse befindlichen Axialbohrungen hat. Diese Axialbohrungen sind zur Aufnahme von weiteren Einstellschrauben vorgesehen, welche sich auf der Oberfläche des Unterteils abstützen können und so eine Rundlauf ustage ermöglichen.
Das Oberteil der Vorrichtung weist vorzugsweise ein topfförmi- ges Aufnahmeteil auf zur Aufnahme des rohrförmigen Werkstücks, wobei aus dem Aufnahmeteil der Aufnahmedorn herausragt. Am Bo- den des Aufnahmeteils sitzen zweckmäßigerweise ein oder mehre¬ re Fixierelemente, zum Beispiel ein Fixierstift. Diese Fixier¬ element dienen dazu, dass das rohrförmige Werkstück, sofern es entsprechend Gegenfixierelemente aufweist, also zum Beispiel eine Bohrung, in die ein vorgesehener Fixierstift eingreift, lagerichtig und korrekt hinsichtlich der radialen Lage von dem Oberteil aufgenommen wird. Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass das Unterteil aus seiner zur Werkzeugaufnahme gerichteten Seite mit Zentrierele¬ mente versehen ist. Diese können bspw. solche Zentrierelemente sein, wie in der Eingangs genannten DE 10 2006 054 660 B4 vorgeschlagen. Damit ist ein optimales Ausrichten des Unterteils auf dem entsprechenden Halter und damit der Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine sichergestellt.
Wenngleich vorstehend davon die Rede war, dass das Ober- und das Unterteil der Vorrichtung zum Positionieren des Werk- Stückes zweiteilig ausgebildet sind, liegt es im Rahmen der
Erfindung, dass das Oberteil und das Unterteil auch einstückig gestaltet sind. Die oben erwähnte X-Y-Montage zum Ausrichten des Oberteils auf dem Unterteil ist bei einer solchen Lösung allerdings nicht mehr nötig.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel anhand von mehreren Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf eine zu bearbeitende Einspritzdüse mit einzubringenden hoch¬ präzisen Bohrungen,
Fig. 2 die Einspritzdüse von Figur 1 in perspektivischer Dar- Stellung von schräg unten,
Fig. 3 eine Vorrichtung zum Positionieren einer Einspritzdüse mit einer Werkstückaufnahme, die zweiteilig gestaltet ist mit einem Oberteil und Unterteil in perspektivi¬ scher Darstellung, wobei das Oberteil vom Unterteil ab¬ gesetzt bezeigt ist,
Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie Figur 2, allerdings jetzt mit Blick von schräg unten auf die Anordnung,
Fig. 5 die Darstellung von Figur 3, wobei im Unterschied zu
Figur 3 jetzt das Oberteil auf dem Unterteil aufsitzt,
Fig. 6 eine Darstellung ähnlich zu Figur 5, allerdings jetzt im Teilschnitt, wobei die Einspritzdüse aus dem Ober¬ teil entfernt ist,
Fig. 7 eine Detailansicht der in Figur 6 geschnitten dargestellten Exzenterwelle, und
Fig. 8 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 7, bei der allerdings jetzt die Einspritzdüse auf dem Aufnahmedorn aufsitzt und damit in das Oberteil der Vorrichtung ein¬ gesetzt ist.
In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung .
In Figur 1 ist in perspektivischer Ansicht von schräg oben eine Einspritzdüse 10 dargestellt, wie sie zum Beispiel in der Kfz-Elektronik gebraucht wird. Bei solchen Einspritzdüsen handelt es sich um rohrförmige Werkstücke, bei denen am oberen Ende mehrere Bohrungen 11 hochpräzise eingebracht werden müs¬ sen. Damit diese Bohrungen 11 in der gewünschten Genauigkeit platziert und in die Einspritzdüse 10 eingebracht werden kön- nen, ist es erforderlich, die Einspritzdüse 10 sowohl hinsichtlich ihres Rundlaufes als auch ihrer Höhenjustage korrekt auf einer entsprechenden Werkstückaufnahme zu platzieren, um anschließend beispielsweise durch geeignete Erodierverfahren die Bohrungen 11 herstellen zu können.
Figur 2 zeigt die Einspritzdüse von Figur 1 ebenfalls in per¬ spektivischer Ansicht, allerdings jetzt von schräg unten. Auf der kreisringförmigen Unterseite der Einspritzdüse 10 können Fixierbohrungen 12 vorgesehen sein, um die Einspritzdüse 10 auf einer geeigneten Werkstückaufnahme in X-Y-Richtung lagerichtig zu positionieren.
In den nachfolgenden Figuren 3 bis 6 und Figur 8 ist jeweils in unterschiedlicher Ansicht eine hierfür geeignete Werkstückaufnahme dargestellt.
Figur 3 zeigt eine solche Werkstückaufnahme, die zweiteilig ausgebildet ist, mit einem auf einem Halter einer Werkzeugma- schine befestigbaren Unterteil 20 und einem auf dem Unterteil 20 aufsetzbaren Oberteil 40. Zusätzlich weist diese Werkstückaufnahme noch eine im Folgenden näher zu erläuternde erste Einrichtung zur Höhenjustage des rohrförmigen Werkstückes 10, also vorliegend der Einspritzdüse 10, und eine zweite Einrich- tung zu dessen Rundlauf justage auf. Darüber hinaus kann eine dritte Einrichtung vorgesehen sein zur X-Y-Ausrichtung des Oberteils 40 zum Unterteil 20 sowie eine vierte Einrichtung zur Justage der Koaxialität von Oberteil 40 zu Unterteil 20. Das Unterteil 20 ist becherförmig gestaltet und verfügt auf seiner dem Oberteil 40 zugewandten, mindestens annähernd fla¬ chen Oberseite über vier im Winkel vom 90° zueinander stehende Bohrungen 28, in welche Befestigungsschrauben 51 eingreifen, welche sich ausgehend von einer zur Längsachse A koaxial ange¬ ordneten Ringfläche 52 des Oberteils 40 parallel zur Längsach¬ se A durch das Oberteil 40 erstrecken. In der becherförmigen Öffnung des Unterteils 20 sitzen mehrere, im vorliegenden Fall vier, Zentrierelemente 21, 22, 23 und 24, sowie ein Zentrierzapfen 26, was besonders deutlich in Figur 4 zu erkennen ist. Mit diesen Zentrierelementen 21 bis 24 und dem zugehörenden Zentrierzapfen 26 kann das Unterteil 20 mit dem später aufgesetzten Oberteil 40 auf einem Halter einer Werkzeugmaschine platziert werden, wie dies in der DE 10 2006 054 660 B4 ausführlich beschrieben ist.
Das Oberteil 40 verfügt über zwei gegenüberliegende, abgeflach- te Referenzflächen 41, 42, die dazu dienen, das Oberteil 40 exakt in X-Y-Richtung zum Unterteil 20 ausrichten zu können.
Wie am besten in der Schnittdarstellung von Figur 6 und Figur 8 erkennbar ist, befindet sich im Inneren des Oberteils 40 der Werkstückaufnahme ein Aufnahmedorn 50, auf den die Einspritz¬ düse 10 aufgesetzt werden kann, um die Einspritzdüse 10 letzt¬ lich zu bearbeiten. Dieser Aufnahmedorn 50 sitzt mit seinem unteren Ende auf einem Exzenterelement 60 auf und ragt mit seinem oberen Ende aus dem Oberteil 40 deutlich heraus. Dieses Exzenterelement 60 ist in der Schnittdarstellung von Figur 6 gezeigt und als Einzelelement vergrößert in Figur 7 in per¬ spektivischer Darstellung heraus vergrößert. Das Exzenterele¬ ment 60 ist als Exzenterwelle gestaltet und verfügt über zwei mittlere, exzentrische Abschnitte 61, 62, die von einer Nut 69, einer sogenannten Spülnut, getrennt sind. An die beiden exzentrischen Abschnitte 61, 62 schließt jeweils ein zylindri¬ scher Abschnitt 63, 64 an. An den beiden Stirnseiten der Exzenterwelle 60 befinden sich jeweils Bohrungen 67, 68, die da- zu dienen, beispielsweise einen Mehrfachschlüssel (Sechskant¬ schlüssel) hier anzusetzen, um die Exzenterwelle drehen zu können . Die Exzenterwelle 60 sitzt hierfür in einer durchgehenden Ra¬ dialbohrung 46 des Oberteils 40 derart, dass der Aufnahmedorn 50 auf den beiden exzentrischen Abschnitten 61, 62 der Exzenterwelle 60 aufsitzt. Durch ein Verdrehen der Exzenterwelle 60 kann aufgrund der Exzentrizität an den exzentrischen Abschnit- ten 61, 62 der Aufnahmedorn 50 in seiner Höhe hin- und herbewegt werden. Eine auf dem Aufnahmedorn 50 aufsitzende Einspritzdüse 10 ist deshalb insoweit höhenverstellbar. Hierfür wird lediglich mit einem geeigneten Werkzeug, zum Beispiel ei¬ nem SechskantSchlüssel , der in die Radialbohrung 46 eingesetzt wird und in die Aufnahmeöffnung 67 der Exzenterwelle 60 greift, entsprechend verdreht. Um ein ungewolltes Verdrehen der Exzenterwelle 60 zu vermeiden, befinden sich an den linken und rechten Stirnseiten der Exzenterwelle 60 jeweils Begrenzerschrauben 81, 82.
Um den Aufnahmedorn 50 in dem Oberteil 40 bei erfolgter Höhen- justage zu fixieren, sind eine Vielzahl von weiteren Radialbohrungen 47 in den oberen Abschnitt des Oberteils 40 eingearbeitet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei übereinander liegende Reihen von vier, jeweils im Winkel von 90° zueinander stehende, Radialbohrungen 47 vorgesehen. In diesen Radialbohrungen 47 sitzen jeweils Feststellschrauben 75, durch die der Aufnahmedorn 50 festklemmbar ist. Das Oberteil 40 verfügt über einen Rundflansch 45, der das Un¬ terteil 20 mindestens teilweise voll umfänglich übergreift. In diesem Rundflansch 45 befinden sich im Abstand von 90° zueinander Bohrungen, die Einstellschrauben 90 aufnehmen. Durch entsprechendes Verdrehen dieser Einstellschrauben 90 kann die Koaxialität vom Oberteil 40 zum Unterteil 20 eingestellt wer¬ den. Die Einstellschrauben 90 sitzen hierfür in Bohrungen, die mit dem Bezugszeichen 58 versehen sind.
Das Oberteil 40 verfügt über die oben bereits erwähnte Ring¬ wand 43, welche parallel zur Längsachse A verlaufenden Bohrun¬ gen zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 51 platziert sind. Zusätzlich sind von dieser Ringwand 43 ausgehend weitere Axi- albohrungen 48 vorgesehen, in welche wiederum Einstellschrauben eingesetzt sind, die sich auf der flachen Wand des Unter¬ teils 20 abstützen können. Durch entsprechendes Einstellen der in den Axialbohrungen 48 befindlichen Einstellschrauben kann eine Justage für den Rundlauf vorgenommen werden. Eine dieser in den Axialbohrungen 48 befindlichen Einstellschrauben ist mit dem Bezugszeichen 53 versehen und in dem teilweise aufgebrochenen Schnitt von Figur 5 ersichtlich.
Wie aus den Figuren 1 bis 6 und 8 ersichtlich, umgibt das topfförmige Aufnahmeteil 49 des Oberteils 40 eine Spannhülse
70. Diese Spannhülse 70 umgibt das obere topfförmige Aufnahme¬ teil 49 des Oberteils 40 und sitzt auf Spiralfedern 72 auf. In einer umlaufenden, innenliegenden Nut der Spannhülse 70 sind mehrere Rastelemente, hier Rastkugeln 71, platziert, die in Öffnungen des topfförmigen Aufnahmeteils 49 des Oberteils 40 eingreifen können, wenn die Spannhülse 7 eingreifen können.
Wie besonders Figur 8 deutlich zeigt, dienen diese Rastkugeln 71 dazu, bei eingesetzter Einspritzdüse 10, also bei einer Einspritzdüse 10, die auf das obere Ende des Aufnahmedorns 50 aufgesetzt wird, eine Verrastung zu bewirken. Hierfür wird zu¬ nächst die Spannhülse 70 entgegen der Federkraft der Spiralfe¬ dern 72 nach unten in Richtung Unterteil 20 gedrückt. Aufgrund der umlaufenden Schräge der erwähnten Innennut weichen die Rastkugeln 71 nach außen, sodass die Einspritzdüse 10 auf den Aufnahmedorn 50 aufgesetzt werden kann und dass untere Teil der Einspritzdüse 10 auf den Boden der topfförmigen Aufnahme- Öffnung 49 aufsitzen kann. Dort am Boden des topfförmigen Aufnahmeteils 49 können Fixierstifte 85 sitzen, die in die im Zu¬ sammenhang mit Figur 1 und 2 erwähnten Fixierbohrungen 12 der Einspritzdüse 10 eingreifen können. Bei einem erfolgten Eingriff ist sichergestellt, dass die Einspritzdüse 10 zunächst X-Y-richtig in die topfförmige Aufnahmeöffnung 49 des Ober¬ teils 40 der Werkzeugaufnahme eingesetzt ist. Ist dies der Fall, kann die Spannhülse 70 wieder losgelassen werden, wodurch die Rastkugeln 71 in die Öffnungen des topfförmigen Aufnahmeteils 49 des Oberteils 40 rutschen und dort sogar in Richtung Einspritzdüse 10 herausragen und somit für eine Ku- gelverrastung der Einspritzdüse 10 sorgen.
Für eine einfache Handhabung der Spannhülse 70 ist es zweckmä¬ ßig, dass diese an ihrem Außenumfang mit einer Greifnut verse- hen ist.
Für die im Zusammenhang mit Figur 7 detailliert vorgestellte Exzenterwelle 60 hat es sich als günstig erwiesen, einen
Justierweg in Höhenrichtung, also in Z-Richtung, von etwa ± 0,15 mm vorzusehen. Hierfür kann beispielsweise ein Weg von 1,2 mm am Umfang der Exzenterwelle 60 einer Höhenänderung von ± 0,01 mm in Z-Richtung entsprechen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die beiden zylindrischen Abschnitte 63, 64 mit einer Beschichtung zu versehen, um das Verdrehen der Exzenter- welle 60 zu erleichtern. Bezugs zeichenliste rohrförmiges Werkstück, Einspritzdüse hochpräzise Bohrungen
Fixierbohrungen
20 Unterteil
21 Zentrierelement
22 Zentrierelement
23 Zentrierelement
24 Zentrierelement
26 Zentrierzapfen
28 Bohrungen 40 Oberteil
41 Referenzfläche
42 Referenzfläche
43 Ringwand
44 Radialbohrungen
45 Rundflansch
46 Radialbohrung
47 Radialbohrungen
48 Axialbohrungen
49 topfförmiges Aufnahmeteil
50 Aufnahmedorn
51 Befestigungsschrauben
52 Ringfläche
53 Einstellschraube
58 Radialbohrungen
60 Exzenterelement
61 exzentrischer Abschnitt 62 exzentrischer Abschnitt
63 zylindrischer Abschnitt
64 zylindrischer Abschnitt
65 Anschlagkante
66 Anschlagkante
67 Aufnahmeöffnung
68 Aufnahmeöffnung
69 Spülnut
70 Spannhülse
71 Rastelemente
72 Spiralfedern
75 Feststellschrauben
76 Greifnut
81 Begrenzerschraube
82 Begrenzerschraube
85 Fixierelemente
90 Einstellschrauben
A Längsachse
X, Y, Z Richtungen

Claims

Vorrichtung zum Positionieren eines rohrförmigen Werkstückes (10), insbesondere einer Einspritzdüse, auf einen Halter einer Werkzeugmaschine, mit einer Werkstückaufnahme, welche auf dem Halter befestigbar ist, und welche das rohrförmige Werkstück (10) auf einem Aufnahmedorn (50) sitzend haltert,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Werkstückaufnahme zweiteilig ausgebildet ist mit ei¬ nem auf dem Halter befestigbaren Unterteil (20) und einem auf dem Unterteil (20) aufsetzbaren Oberteil (40), sowie mit einer ersten Einrichtung zur Höhenjustage des rohrförmigen Werkstückes (10), und mit einer zweiten Einrichtung zur Rundlauf ustage des Werkstückes (10).
Vorrichtung nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zusätzlich eine dritte Einrichtung vorgesehen ist zur X- Y-Ausrichtung des Oberteils (40) zum Unterteil (20).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine vierte Einrichtung vorgesehen ist zur Justage der Koaxialität von Oberteil (40) zu Unterteil (20) .
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das rohrförmige Werkstück (10) auf dem Aufnahmedorn (50) festklemmbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Festklemmen mittels einer Rastelemente (71) beinhal¬ tenden Spannhülse (70) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die dritte Einrichtung eine oder mehrere am Oberteil (40) vorgesehene Referenzflächen (41, 42) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Einrichtung ein Exzenterelement (60) aufweist, auf welchem ein unteres Ende des Aufnahmedornes (50) auf¬ sitzt, sodass bei einer Verdrehung des Exzenterelementes (60) eine Höhenverstellung des Aufnahmedornes (50) er¬ folgt .
Vorrichtung nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Exzenterelement (60) eine Exzenterwelle ist, welche orthogonal zur Längsachse (A) des Aufnahmedornes (50) an¬ geordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Exzenterwelle einen mittleren, exzentrischen Abschnitt (61) und mindestens einen, vorzugsweise zwei äu¬ ßere zylindrische Abschnitte (63, 64) aufweist, welche einen vergrößerten Durchmesser haben, sodass zwischen dem mittleren, exzentrischen Abschnitt (61, 62) und dem mindestens einen äußeren, zylindrischen Abschnitt (63, 64) mindestens eine Anschlagkante (65, 66) gebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Exzenterwelle in einer Radialbohrung (46) des Oberteils (40) sitzt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Exzenterwelle an ihren beiden Enden von Begrenzerschrauben (81, 82) begrenzt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aufnahmedorn (50) in dem Oberteil (40) von mehreren
Radialschrauben (75) festklemmbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Oberteil (40) mit einem Rundflansch (45) das Unter¬ teil (20) mindestens teilweise übergreift.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die vierte Einrichtung mehrere Einstellschrauben (90) aufweist, welche in Radialbohrungen (58) des Rundflansches (45) des Oberteils (40) eingesetzt sind und sich an einer Umfangswandung des Unterteils (20) abstützen. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Oberteil (40) eine orthogonal zur Längsachse (X) lie¬ gende Ringwand (43) aufweist, welche eine Vielzahl von parallel zur Längsachse (A) befindliche Axialbohrungen (48) zur Aufnahme von Einstellschrauben aufweist, welche sich auf einer Oberfläche des Unterteils (20) abstützen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Oberteil (40) ein topfförmiges Aufnahmeteil (49) auf weist zur Aufnahme des rohrformigen Werkstückes (10), wo bei aus dem Aufnahmeteil (49) der Aufnahmedorn (50) her¬ ausragt .
Vorrichtung nach Anspruch 16,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass am Boden des Aufnahmeteiles (49) mindestens ein Fixier¬ element (85), insbesondere ein Fixierstift, sitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Unterteil (20) auf seiner zur Werkzeugaufnahme ge¬ richteten Seite mit Zentrierelementen (21, 22, 23, 24) versehen ist .
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Oberteil (40) und das Unterteil (20) einstückig aus¬ gebildet sind.
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