CH657802A5

CH657802A5 - Vorrichtung zur lagefixierung von werkstuecktraegern auf werkzeugmaschinen.

Info

Publication number: CH657802A5
Application number: CH701682A
Authority: CH
Inventors: Bernhard Drassdo; Frank Mehnert; Peter Klengel; Horst-Heinrich Stollberg
Original assignee: Werkzeugmasch Heckert Veb
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1982-12-02
Publication date: 1986-09-30
Also published as: DD205108B1; DD205108A1; DE3240662A1; GB2113578B; GB2113578A; FR2517580A1; JPS58109237A

Description

Die Erfindung soll nachstehend in Ausführungsbeispielen io näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1; Eine prinzipielle Anordnung der Fixierklemmeinheiten auf der Werkzeugmaschine,

Fig. 2: einen Schnitt nach Linie A—A aus Fig. 1, und i5 Fig. 3: eine prinzipielle Anordnung der Lösung mit einer Hubplatte.

An der Unterseite eines auswechselbaren Werkstückträgers 1 sind drei Fixieranschläge 2; 2'; 2" (Fig. 1) fest angeordnet, die je einen Haltearm 3 besitzen, dessen freies Ende 20 verstärkt und an der Unterseite mit einer Fläche 4 versehen ist, aus der ein Nocken 5 mit Anlageflächen 6 herausragt. Der Werkstückträger 1 ist in den Richtungen 7; 8; 9 jeweils hin und zurück bewegbar.

Auf der Werkzeugmaschine 10 sind entsprechend der 25 Anzahl der Fixieranschläge 2; 2'; 2" Fixierklemmeinheiten 11; 11'; 11" fest angeordnet, von denen eine für die Verstellrichtung 7 und zwei für die Verstellrichtung 8 vorgesehen sind.

Die Fixierklemmeinheiten 11; 11'; 11" bestehen jeweils 30 aus einer Grundplatte 12 mit einem hochgezogenen Rand, der an zwei inneren, gegenüberliegenden Seiten mit Anlageflächen 13 ausgerüstet ist. Zwischen den Anlageflächen 13 sind auf der Grundplatte 12 Fixierelemente 14 als einarmige Hebel schwenkbar angeordnet, die eine Wirklänge L haben 35 und an ihren Enden mit einem Radius R abgerundet sind.

Die Grundplatte 12 ist an ihren Stirnseiten durch Klemmleisten 15 auf der Werkzeugmaschine 10 gesichert. An den Seitenflächen der Grundplatte 12 sind jeweils zwei Lager 16 fest angeordnet, die die Schwenklager für die Fi-40 xierelemente 14 bilden.

Zu einem Fixierelement 14 gehören weiterhin eine Welle 17, auf deren beiden Enden seitlich vom Fixierelement 14 je ein Mitnehmer 18 mit einem Hebel 19, der im Drehpunkt rechtwinklig am Mitnehmer 18 fest angebracht ist. Die Ver-45 bindung von Fixierelement 14 und Mitnehmer 18 ist mittels einer Distanzbuchse 20 und eines Bolzens 21 hergestellt. Der Hebel 19 besitzt an seinem freien Ende eine Bohrung 22. Die jeweils gegenüber angeordneten Hebel 19 auf einer Seite der Grundplatte 12 sind mit einer Feder 23 verbunden, die in so den Bohrungen 22 eingehenkt ist.

Im Kreuzungspunkt des Mitnehmers 18 mit dem Hebel 19 ist eine Bohrung vorgesehen, die die Welle 17 aufnimmt, wodurch das Fixierelement 14 und die Mitnehmer 18 mit ihren Hebeln 19 mittels zweier Lager 16 mit der Grundplatte 5512 schwenkbar verbunden sind.

Im Schwenkbereich des noch freien Endes der Mitnehmer 18 ist an jedem Lager 16 ein exzentrischer Anschlag 24 ein- und feststellbar angeordnet.

Die Fixierklemmeinheit 11 der Verstellrichtung 7 besitzt 60 die Besonderheit, dass an einem Mitnehmer 18 eine hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit 25 zusätzlich angelenkt ist. Mittels je einer Sicherung 26 sind die Fixieranschläge 2; 2'; 2" zusätzlich absicherbar.

Die Ausführung gemäss Fig. 3 beruht auf dem gleichen 65 Prinzip. Auf der Werkzeugmaschine 10 sind entsprechend der Anzahl der Fixieranschläge 2; 2'; 2" in je einer Ansen-kung Fixierklemmeinheiten 31; 31'; 31" angeordnet. Diese Fixierklemmeinheiten 31; 31'; 31" bestehen aus einem

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Grundkörper 32, der mit einem Zylindermantel 33 fest verbunden ist. Im Grundkörper 32 ist ein rechteckiger Durchbruch 34 vorhanden, in dem eine Hubplatte 35 auf und ab bewegbar ist. Die Hubplatte 35 ist deshalb mit einem Hohlkolben 36 verbunden.

An den Längsseiten der Hubplatte 35 ist für jedes Fixierelement 14 ein Lager 37 als Schwenklager angeordnet. Die Fixierelemente 14 sind mittels einer Welle 38 in den Lagern 37 schwenkbar auf dem Grundkörper 32 gelagert.

Unter jedem der beiden Fixierelemente 14 ist in der Hubplatte 35 in einer Sackbohrung ein Piston 39 mit einer Feder 40 angeordnet. In einer Abschlussplatte 41 des Zylindermantels 33 ist innerhalb des Zylinders ein feststehender Kolben 42 angeordnet.

Die Wirkung der Vorrichtung ist:

Soll ein Werkstückträger 1 mehrdimensional auf einer Werkzeugmaschine 10 fixiert werden, so wird dieser in der Verstellrichtung 7 grob dadurch positioniert, dass er so lange verstellt wird, bis er mit seinem Fixieranschlag 2 an dem der Einfahrrichtung entgegenstehendem Fixierelement 14 anschlägt. Das diesem gegenüberliegende Fixierelement 14 wird bei der Einfahrt niedergedrückt und überfahren. Dann wird der Werkstückträger 1 in Richtung 9 bewegt, d.h., er wird abgesenkt. Dabei berühren zunächst die Flächen 4 der Fixieranschläge 2 die freien Enden der Fixierelemente 14, die mittels der Federn 23 oder 40 von der Grundfläche der Grundplatte 12 bzw. des Grundkörpers 32 um den Winkel a geschwenkt sind, wobei diese Schwenkung durch die exzentrischen Anschläge 24 begrenzt wird.

Bei der weiteren Absenkung des Werkstückträgers 1 beginnen sich die Fixierelemente 14 zu schliessen, und, wenn der Winkel a Null geworden ist, d.h. die Absenkbewegung beendet ist, sind die Fixierelemente 14 an den Anlageflächen 6 der Fixieranschläge 2 zur Anlage gekommen, wodurch der Werkstückträger 1 mit der Werkzeugmaschine 10 verspannt ist. Gleichzeitig stützen sich die anderen Enden der Fixierelemente 14 an den Anlageflächen 13 der Grundplatte 12 bzw. im Durchbruch 34 des Grundkörpers 32 ab. In dieser Strek-kenstellung der Fixierelemente 14 erreicht die Haltekraft F der Fixierung ihren Maximalwert.

Da zur mehrdimensionalen Fixierung für jede Richtung mindestens eine Fixierklemmeinheit 11 benötigt wird, so wird durch die relativ langen Arme 3 der Fixieranschläge 2 ausgeschlossen, dass die Fixierklemmeinheiten 11 sich gegenseitig beeinflussen, da während des Fixiervorganges, d.h. während des Absenkens des Werkstückträgers 1 in der Fixierklemmeinheit 11 noch eine kleine Korrekturbewegung in der zur jeweiligen Einheit 11 orthogonalen Richtung durch die elastische Gestaltung der Fixieranschläge 2 möglich ist.

Zur Lösung der Werkstückträger 1 aus den Fixierklemmeinheiten 11 brauchtder Werkstückträger 1 nur angehoben werden. Die Fixierelemente 14 lösen sich von den Anlageflächen 6 des Nockens 5 und geben den Werkstückträger 1 wieder frei, weil durch die Wirkung der Federn 23 und 40 die Fixierelemente 14 wieder bis zum Anschlag der Mitnehmer 18 an den Anschlag 24 wieder geschwenkt werden.

In der Fixierklemmeinheit 11 für die Verstellrichtung 7 wird nach dem Anheben des Werkstückträgers 1 mittels der Zylinder-Kolben-Einheit 25 das jetzt die Ausfahrrichtung sperrende Fixierelement 14 gesenkt, bis der Schwenkwinkel a Null ist. Die Auswechselung des Werkstückträgers 1 ist damit durchführbar.

Bei einer Ausführung nach Fig. 3 wird an Stelle des Werkstückträgers 1 die Hubplatte 35 in der Verstellrichtung 9 innerhalb der Fixierklemmeinheit 31 angehoben. Auch hier erfolgt zunächst eine Berührung der freien Enden der Fixierelemente 14, die durch die Federn 40 um den Winkel a geschwenkt sind, mit der Fläche 4 des Fixieranschlages 2. Beim weiteren Anheben der Hubplatte 35 schliessen sich die Fixierelemente 14 bis sie in ihrer Strecklage an den Anlageflächen 6 des Nockens 5 wieder fest anliegen und den Werkstückträger mit der Fixierklemmeinheit 11 und damit der Werkzeugmaschine 10 verspannen.

Zur Lösung der Werkstückträger 1 braucht nur die Hubplatte 35 wieder gesenkt werden. Durch die Wirkung der Federn 40 werden die Fixierelemente 14 wieder geschwenkt und geben den Fixieranschlag 2 und damit den Werkstückträger 1 für das Auswechseln frei.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE nen kleineren Weg des Werkstückträgers (1) und einen grös-

1. Vorrichtung zur Lagefixierung von Werkstückträgern seren Weg einer Hubplatte (35) der Fixierklemmeinheit (31) auf Werkzeugmaschinen, wobei Fixierelemente um 90' ver- teilbar ist.

setzt zueinander angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch,

dass in Fixierklemmeinheiten (11) auf der Werkzeugmaschi- 5

ne Fixierelemente (14) paarweise so angeordnet sind, dass

zur Einfahrrichtung (7) eines Werkstückträgers (1) mindestens ein Paar Fixierelemente (14) parallel und mindestens ein Paar Fixierelemente (14) rechtwinklig dazu liegen, wobei Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagefixie-die Fixierelemente (14) als einarmige Hebel, deren Enden ab- io rung von Werkstückträgern auf Werkzeugmaschinen, wobei gerundet sind, auf einer Grundplatte (12) einer Fixierklemm- Fixierelemente um 90 versetzt zueinander angeordnet sind, einheit (11) unter der Wirkung von Federn (15) so ange- Es sind die unterschiedlichsten Fixiereinrichtungen im ordnet sind, dass die gegenüberliegenden Enden der Hebel Einsatz. So ist beispielsweise in der DD-PS 122 336 eine In-(14) schräg nach oben zeigen und ihr Abstand voneinander dexvorrichtung zur Lagefixierung von Werkstückträgern auf so viel grösser ist als die als Anschlagflächen (6) ausgebilde- is Werkzeugmaschinen offenbart, bei der am Werkstückträger ten Begrenzungsflächen eines Nockens (5) voneinander ent- zwei Indexbolzen angeordnet sind, die in je eine Fixierbuchse fernt sind, dass bei abgesenktem Werkstückträger (1) die erst am Arbeitstisch eingesetzt werden. Hierbei ist das freie Ende nach oben stehenden Enden der Hebel (14) an den Anschlag- des Indexbolzens kugelförmig gestaltet und greift mit seinem flächen (6) zur Anlage gebracht sind, wobei ein Fixieran- grössten Durchmesser in die Toleranzen eines Bewegungssit-schlag (2) mit seinem Nocken (5) so gestaltet ist, dass in der 20 zes der jeweiligen Fixierbuchse ein. Da hierbei mit zusätzli-jeweiligen Fixierrichtung eine sehr grosse und in den anderen chen Grobpositionierzylindern gearbeitet werden muss, ist Richtungen nur eine geringe Federsteife des Fixieranschlages doch ein verhältnismässig grosser Aufwand zu treiben. (2) vorhanden ist, so dass eine spielfreie und gleichzeitig In der DD-PS 88 874 ist eine Arretiereinrichtung für mehrdimensionale Fixierung des Werkstückträgers (1) in auf Werkstückträgereinheiten an Werkzeugmaschinen offender Werkzeugmaschine (10) angeordneten Fixierklemmein- 25 bart, bei der der Indexbolzen an seinem einen Ende als heiten (11) gewährleistet ist. dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet ist, in dem ein
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet Druckmedium angeordnet ist. Dieses ruft bei Druckbeauf-dadurch, dass die Fixierklemmeinheiten (11) aus jeweils ei- schlagung in der Endstellung des Indexbolzens in der Gegen-ner Grundplatte (12) mit an zwei gegenüberliegenden Seiten führung ein Anliegen der Mantelfläche des Indexbolzens in innen angeordneten Anlageflächen (13) und an den beiden 30 der Gegenführung hervor. Der Indexbolzen selbst ist mittels angeordneten Anlageflächen (13) und an den beiden anderen eines Druckübersetzungskolbens direkt mit dem Druckraum gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei Lager ( 16) als für die Bolzenbewegung verbunden. Diese Einrichtung ver-Schwenklager für die Fixierelemente (14) aussen angeordnet meidet zwar das Zwischenstadium einer Grobpositionie-sind, wobei auf einer Welle ( 17) an beiden Seiten eines Fixier- rung, das das Passungsspiel gröber gehalten werden kann, dementes (14) ein Mitnehmer (18) angeordnet ist, der je- 35 bedingt jedoch ebenfalls einen verhältnismässig hohen Auf-weils mittels eines Bolzens (21) und einer Distanzbuchse (20) wand.

mit dem Fixierelement (14) verbunden ist, und jeder Mitneh- In der DD-PS 122 934 ist eine Vorrichtung zur Lagefixie-mer (18) einen rechtwinklig an ihm fest angebrachten Hebel rung von Werkstückträgern offenbart, die mit um 90° ver-(19) besitzt, von denen jeweils die freien Enden zweier gegen- setzten, waagerecht angeordneten, walzenförmigen Pasüberliegender Hebel (19) mittels einer Feder (23) verbunden 40 sungskörpern arbeitet. Diese Einrichtung kommt zwar ohne sind, und im Schwenkbereich des freien Endes der Mitneh- Hydraulik aus, benötigt aber dafür wieder einen hohen meiner (18) an jedem Lager (16) ein exentrischer Anschlag (24) chanischen Aufwand.

ein- und feststellbar angeordnet ist. Die Erfindung hat das Ziel, eine Vorrichtung zur Lagefi-
3. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 2, ge- xierung von Werkstückträgern auf Werkzeugmaschinen ein-kennzeichnet dadurch, dass in der Fixierklemmeinheit (11) 45 zusetzen, die mit verhältnismässig einfachen mechanischen der Verstellrichtung (7) an einem Mitnehmer (18) eine hy- Mitteln eine wiederholte, exakte ebene oder räumliche Fixie-draulische Zylinder-Kolben-Einheit (25) zusätzlich ange- rung von beweglichen Werkstückträgern auf einer Werklenkt ist. zeugmaschine ermöglicht.
4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, Die in der Charakteristik der bekannten technischen Lögekennzeichnet dadurch, dass die Haltekraft zur Fixierung so sungen beschriebenen Mängel lassen sich darauf zurückfüh-ausschliesslich von der Absenkbewegung des Werkstückträ- ren, dass eine Fixierung entweder unter Zuhilfenahme zu-gers (1) aufbringbar ist, wobei am Endpunkt der Absenkbe- sätzlicher Elemente, wie Hydraulik oder dergleichen, oder wegung, d. h. bei Streckstellung der Fixierelemente ( 14) und nur mit einem erhöhten mechanischen Aufwand erfolgen Schwenkwinkel a — Null, auch eine maximale Haltekraft F kann.

erreicht ist. 55 Um diese Mängel zu beseitigen, liegt der Erfindung die
5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lagefixierung von gekennzeichnet dadurch, dass die Betätigungskraft im Ver- Werkstückträgern auf Werkzeugmaschinen, wobei die Fi-hältnis zur Haltekraft sehr klein ist, wobei das Verhältnis xierelemente um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, zu von den Abmessungen der Fixierelemente (14) abhängig und schaffen, die ohne zusätzliche Einrichtungen eine schnelle, nach der Beziehung 60 spielfreie und gleichzeitig mehrdimensionale, d.h. in allen notwendigen Richtungen erfolgende, wiederholt exakte Fi-

p _ (p in »/ h R » xierung gestattet, wobei sich die Fixierkräfte selbständig stei-B ~ * S + ^ gernd bis zur notwendigen Höhe aufbauen und bis zur Lösung unverändert erhalten sind.

gebildet ist. 65 Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
6. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 4, ge- in Fixierklemmeinheiten auf der Werkzeugmaschine Fixierkennzeichnet dadurch, dass der Annäherungsweg vom elemente paarweise so angeordnet sind, dass zur Einfahr-Werkstückträger (1) zur Fixierklemmeinheit (31) auch in ei- richtung eines Werkstückträgers mindestens ein Paar Fixier-

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demente parallel und mindestens ein Paar Fixierelemente rechtwinklig dazu liegen. Die Fixierelemente sind dabei als einarmige Hebel, deren Enden abgerundet sind, auf einer Grundplatte der Fixierklemmeinheit unter der Wirkung von Federn so angeordnet, dass die sich gegenüberliegenden Enden der Hebel schräg nach oben zeigen.

Dabei ist ihr Abstand voneinander um so viel grösser, als die als Anschlagflächen ausgebildeten Begrenzungsflächen eines Nockens eines Fixieranschlages voneinander entfernt sind, dass erst bei abgesenktem Werkstückträger die zuerst nach oben stehenden Enden der Fixierelemente an den Anschlagflächen des Nockens zur Anlage gebracht sind.

Der Fixieranschlag ist mit seinem Haltearm und dem daran angeordneten Nocken so gestaltet, dass in der jeweiligen Fixierrichtung eine sehr grosse und in den anderen Richtungen nur eine geringe Federsteife des Fixieranschlages vorhanden ist. Dadurch ist sowohl eine spielfreie und gleichzeitig mehrdimensionale Fixierung des Werkstückträgers in auf der Werkzeugmaschine angeordneten Fixierklemmeinheiten gewährleistet.

Die Fixierklemmeinheiten können dabei aus jeweils einer Grundplatte mit an zwei gegenüberliegenden Seiten innen angeordneten Anlageflächen bestehen. An den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte können jeweils zwei Lager als Schwenklager für die Fixierelemente aussen angeordnet sein.

Auf einer Welle, die als Schwenk welle für die Fixierelemente dient, sind mit Vorteil an beiden Seiten eines Fixierelementes Mitnehmer angeordnet, die jeweils mittels eines Bolzens und einer Distanzbuchse mit den Fixierelementen zu einer Einheit verbunden sind. Jeder Mitnehmer kann ausserdem einen rechtwinklig an ihm fest angebrachten Hebel besitzen, dessen freies Ende mit einer Bohrung versehen ist.

Die jeweils freien Enden zweier gegenüberliegender Hebel der Mitnehmer können mittels einer Feder verbunden sein. Im Schwenkbereich des freien Endes eines Mitnehmers kann an jedem Schwenklager ein exzentrischer Anschlag ein-und feststellbar angeordnet sein.

Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise auch so gestaltet, dass die Haltekraft zur Fixierung ausschliesslich von der Absenkbewegung des Werkstückträgers aufbringbar ist, wobei am Endpunkt der Absenkbewegung, d.h. bei Streckstellung der Fixierelemente und Schwenkwinkel a = Null, auch die maximale Haltekraft F erreicht ist.

Durch die elastische Gestaltung des Fixieranschlages ist auch während des Fixiervorganges innerhalb einer Fixierklemmeinheit noch eine kleine Korrekturbewegung in den zur jeweiligen Einheit orthogonalen Richtungen möglich.

Es ist jedoch auch möglich, um in den Fällen, wo die gesamte Absenkbewegung des Werktückträgers aus der erforderlichen Höhe gar nicht, oder nur mit einem unzumutbaren Aufwand durchführbar ist, ein Schliessen der Fixierelemente zu erreichen. Das kann entweder durch Anheben der ganzen Fixierklemmeinheit, oder, was wesentlich günstiger ist, nur durch das Anheben einer Hubplatte innerhalb der Fixierklemmeinheit geschehen. Diese Bewegung kann auch anteil-mässig ausgeführt werden, und zwar so, dass den kleineren Weg der Werkstückträger und den grösseren die Fixierklemmeinheit bzw. nur die Hubplatte innerhalb der Fixierklemmeinheit zurücklegt, was durch eine Kopplung mit einer an und für sich bekannten Kolben-Zylinder-Einheit durchführbar ist.

Der grosse Vorteil der Vorrichtung besteht auch darin, dass die Betätigungskraft im Verhältnis zur Haltekraft sehr klein ist, wobei dieses Verhältnis durch die Beziehung

PB = (2 sin. oC + kyu ) p

Dabei bedeuten F = Haltekraftbeim Fixieren,

FB = Betätigungskraft,

a = Öffnungs-bzw. Schwenk winkel der Fixierelemente,

R = Fixierelementradius,

L = Fixierelementwirklängeund

H = Reibungskoeffizient.

gebildet ist.