DE1402301C - Vorrichtung zur Lagefestlegung und Einspannung von Werkzeugen, Werkzeugträgern, Werkstücken und Werkstückträgern an Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

1 2

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung Genauigkeit bei der nun folgenden Bearbeitung wird zur Lagefestlegung und Einspannung von Werk- bei diesen Vorrichtungen naturgemäß durch trotz zeugen, Werkzeugträgern, Werkstücken und Werk- der vorgenommenen Reinigung der Schienen auf stückträgcrn, bei der das aufzunehmende Teil in diesen zurückbleibende wie auch durch an den seiner ungefähren Lage vorbestimmt und unter Zu- 5 unteren Auflageflächen der Werkstückträger haftende hilfenahme von Indexbolzen genau festgelegt wird. Verunreinigungen, Staub, Späne od. dgl. beeinflußt.

Als Aufnahmevorrichtungen für Wcrkzeugmaschi- Man muß daher bisher darauf verzichten, auch die nen verwendet man Morse- oder Steilkegelaufnahmen, letzte Feinbearbeitung eines Werkstückes auf selbst-Spannpatronen, Aufnahmen an Flanschen mit tätigen Maschinenfließreihen durchzuführen. Die Bajonettverschluß 11. dgl. Bei allen bekannten Auf- 10 Fertigbearbeitung muß vielmehr auf besonderen nahmcvorrichtungen werden Flächen oder linien- Maschinen vorgenommen werden, bei denen die oder punktförmige Flächenelemente aufeinander- genaue Werkstückaufnahme sorgfältig von Hand ergedrückt, beispielsweise bei Kegelaufnahmen zwei folgt.

Kegelilächen. Die Lage des aufzunehmenden Teils Wegen der geschilderten Schwierigkeiten ist bisher

wird dabei im allgemeinen dadurch festgelegt, daß 15 das Problem, verschiedene Werkzeuge nacheinander dieses Teil auf eine Fläche gelegt bzw. gedrückt und an einem feststehenden oder lediglich rotierenden gegenüber dieser Fläche durch eine Zentrierung, ge- Werkstück angreifen zu lassen, durch Revolvergebenenfalls zur Vermeidung einer Drehung des köpfe oder Revolvertrommeln gelöst, die mit Teils durch zwei Aufnahmebolzen oder durch zwei einer genauen Teilvorrichtung versehen sind. Durch Nuten fixiert wird. 20 Schwenken des Revolverkopfes bzw. durch Drehung

Bei allen bekannten Vorrichtungen müssen die der Revolvertrommel werden die einzelnen Werkzur Lagcfestlegung herangezogenen Flächen peinlich zeuge nacheinander am Werkstück zum Einsatz gesaubergehalten werden, um Ungcnauigkeiten bei bracht. Ein Revolverkopf oder eine Revolvertrommel (·. der Aufnahme durch zwischen den aufeinander- benötigt so viel Werkzeugaufnahmen, wie Werkgepreßten Flächen befindliche Fremdkörper, Späne 25 zeuge gebraucht werden. Durch einen verhältnisu. dgl. auszuschalten. Man versucht dadurch Abhilfe mäßig großen Raumbedarf wird die ganze Maschine zu schaffen, daß man an den Auflagefläche weit- wesentlich größer und schwerer, als sie sein würde, gehende Aussparungen vorsieht, so daß eine Auflage wenn nur eine einzige Werkzeugaufnahme vornur noch an Punkten, Linien oder ganz kleinen gesehen ist, die nacheinander selbsttätig mit den Flächen stattfindet, an denen sich Verunreinigungen 30 verschiedenen Werkzeugen beschickt wird. Einer und Späne nicht oder nur schwer halten können. Die derartigen Gestaltung stehen aber die schon be-Flächenpiessung an diesen Flächen beim Spannen schriebenen Schwierigkeiten, ohne Aufsicht eine ab- und damit die Abnutzung dieser Flächen während solut genaue Aufnahme zu erreichen, entgegen,
des Betriebes ist aber außerordentlich hoch. Außer- Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten

dem ist ein Hängenbleiben von Verunreinigungen 35 Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen nicht mit Sicherheit zu vermeiden. Wenn die und diese Vorrichtungen auch für selbsttätiges geMöglichkeit besteht, die Aufnahmeflächen vor dem naues Arbeiten ohne Beaufsichtigung geeignet zu Einspannen mechanisch oder auch von Hand zu machen.

säubern, gestatten die bekannten Aufnahmevorrich- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

tungen ein ausreichend genaues Arbeiten. Beim 40 löst, daß die genaue Festlegung des aufzunehmenautomatischen Aufspannen von Werkzeugen oder den Teils in allen Richtungen aHein durch EinWerkstücken ohne Beaufsichtigung sind jedoch ganz schieben von querschnitts- und formgleichen Indexbesondere Vorsichtsmaßnahmen notwendig, um die bolzen in hierzu formschlüssig ausgebildete, eben-Auflageflächen der Vorrichtung mit Sicherheit vor falls querschnitts- und formgleiche Bohrungen erVerunreinigung zu schützen. Die Aufgabe liegt bei- 45 folgt, wobei die Indexbolzen an ihren vorderen spielsweise vor bei selbsttätigen Maschinenfließ- Kanten eine Anschrägung mindestens im Ausmaß reihen, bei denen die Werkstücke bzw. deren Auf- der Differenz zwischen vorbestimmter und genauer nahmevorrichtungen von einer zur anderen Arbeits- Lagebestimmung aufweisen.

stelle transportiert und dort in genau vorbestimmter Während bei den bekannten Vorrichtungen die

Lage neu verriegelt werden müssen. Man sieht 5° Flächen, die die Lage des festzulegenden Teils behierzu im allgemeinen an jeder Arbeitsstelle prisma- stimmen, aufeinander zu bewegt und dann aufeintische Schienen vor, die in Transportrichtung ver- andergedrückt werden, werden bei der erfindungslaufen und auf die der Werkstückträger hinunter- gemäßen Vorrichtung diese Flächen lediglich in gesenkt wird, nachdem die Schienen durch Bahn- Flächenrichtung verschoben, da sie sich, bevor sie räumer gesäubert worden sind. 55 zur Berührung kommen, bereits in fluchtender Lage

Eine derartige Vorrichtung zeigt z. B. die deutsche befinden. Die zur genauen Lagefestlegung dienenden Patentschrift 876 024. Die ungefähre Lage des Teils Indexbolzen gemäß der Erfindung sind querschnittswird durch Anschlag od. dgl. in etwa festuelcgt. und formplcich ausgebildet, haben also nicht die Sodann wird der Werkzeugträger durch senkrecht bekannte konische Ausbildung, so daß sie durch von oben oder von unten in entsprechende Bohrun- ⁶° diese nahezu scharfkantige Ausbildung alle Schmutzgen des Werkzeugträgers hineingeschobene Index- teilchen, die an ihnen haften, abstreifen und die in bolzen in Längsrichtung, d. h. in Richtung der der Bohrung befindlichen Fremdkörper durch diese Transportbewegimn zwischen den einzelnen Arbeits- Bolzen weggeschoben werden. Die auf den nur leicht ganzen, sowie seitlich hierzu fixiert und anschließend abpcschrügtcn Kanten der Indexbolzen oder der durch mechanische oder hydraulische Spannelemente 65 Bohrungen haftenden Fremdkörper, z. B. Späne, nach unten gegen die prismatischen Schienen ge- werden beim Eintritt des Bolzens in die Bohrung drückt. abgeschert bzw. zerschnitten und können ebenfalls

Die Höhenlage des Werkstückes und damit die nich,t zwischen die Flächen gelangen. Prinzipiell be-

finden sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sämtliche der Lagefestlegung dienenden Flächen in ihrer Arbeitsstellung innerhalb von Bohrungen und sind deshalb einer Verschmutzung während der Bearbeitung des Werkstückes entzogen.

Durch die genaue Lagefestlegung wird bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung das Werkstück von der ungefähren Lagefestlegung abgehoben, so daß es frei über dem Arbeitstisch schwebt und eine Verbindung mit dem Arbeitstisch nicht mehr vorhanden ist. Damit entfällt die Notwendigkeit, eine Prismenführung zu verwenden. Es können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Transportmaschinen einfachster und billigster Ausführung, z. B. gezogene Stangen, auf dem Arbeitstisch zur Anwendung kommen.

Um die Schnittwirkung der scharfen Kanten zu erhalten und den Verschleiß der Indexbolzen und zugehörigen Bohrungen im betrieb gering zu halten, sind die Indexbolzen und die Innenflächen der Bohrungen oder der darin vorgesehenen Buchsen gehärtet.

Die Anschrägung der Bolzen an ihren vorderen Kanten braucht nur so groß zu sein, daß das Spiel zwischen der ungefähren und genauen Lagefestlegung überbrückt wird.

Das Spiel der beweglichen Indexbolzen in ihren Führungen kann dadurch ausgeschaltet werden, daß das festzulegende Teil gegen die Indexbolzen senkrecht zu deren Achse angedrückt wird. Dies kann zum Teil durch andere zu den ersteren senkrechte Indexbolzen, außerdem durch besondere Druckbolzen oder durch zusätzliche Spannelemente erfolgen.

Falls die Teile noch besonders gespannt werden, erfolgt dieses Spannen erst, nachdem die Teile durch Einschieben der Indexbolzen und gegebenenfalls Andrücken der Druckbolzen ihre vorgeschriebene Lage eingenommen haben. Bei entsprechend kräftiger Ausbildung der Indexbolzen kann, wenn bei der Bearbeitung nicht allzu hohe Kräfte erzeugt werden, auf besondere Spannelemente verzichtet werden.

Die Bewegung der Indexbolzen, der Druckbolzen und der Spannelemente kann mechanisch erfolgen, wenn möglich durch ein einziges Bewegungsorgan. Wenn.die verschiedenen Elemente räumlich weiter auseinanderliegen, wird wegen der leichteren Steuerung und Kraftübertragung beispielsweise eine hydraulische Bewegungseinrichtung verwendet.

Durch die Erfindung ist es möglich, an einer Maschine mit nur einer Werkstück- und nur einer Werkzeugaufnahmevorrichtung fortlaufend und selbsttätig Werkstücke in mehreren Arbeitsgängen zu bearbeiten, indem jedes selbsttätig in seiner Lage genau festgelegte Werkstück hintereinander mit den ebenfalls selbsttätig aufgenommenen Werkzeugen bearbeitet wird. Außerdem wird das Anwendungsgebiet der selbsttätigen Maschinenfließreihen wesentlich erweitert, da diese Anlagen bei Anwendung der erfindungsgcmäßen Vorrichtung zur Lagefestlegung und Einspannung auch zur Feinstbearbeitung von Werkstücken herangezogen werden können.

In einfachster Weise kann verhindert werden, daß bei unrichtiger Lage des Werkzeuges oder des Werkstückes eine Bearbeitung einsetzt. Hierzu ist lediglich eine elektrische Kommandoeinrichtung erforderlich, die die Maschine abstellt und die Störstelle anzeigt, wenn einer der Indexbolzen wegen grober Verschmutzung, z. B. durch dazwischenliegende starke Späne oder völlig falsche Lage des Teils, nicht in seine zugehörige Bohrung eintreten kann.

Die Indexbolzen mit ihren Führungen können am festzulegenden Teil, an der feststehenden Aufnahmevorrichtung oder an beiden Teilen angeordnet sein. Die zugehörigen Bohrungen befinden sich dementsprechend an der feststehenden Aufnahmevorrichtung, an dem festzulegenden Teil oder an ίο diesen beiden Teilen.

Bei Maschinen, bei denen der Herantransport der Werkstücke bzw. Werkslückträger an die Arbeitsstelle durch hin und her bewegte Transporteinrichtungen erfolgt, werden die herangebrachten Teile durch die horizontal eingeschobenen Indexbolzcn um einige hundertstel Millimeter von den Transporteinrichtungen abgehoben, da die Lage des Werkstückes ja unabhängig von der Auflage auf diesen Schienen sein soll. Die Indexbolzen sind zu diesem Zweck mit einer entsprechenden Schräge ausgestattet.

Im folgenden wird die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur Lagefestlegung und Einspannung an Hand der in den Zeichnungen dargcstellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Fig. 1 bis 3 stellen eine Aufnahmevorrichtung für Werkzeuge dar; im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung durch die Drehachse der Arbeitsspindel nach der Linie A-B in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie C-D in Fig. L

F i g. 3 die Gesamtanordnung der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 in einer Werkzeugmaschine; Fig. 4 bis 6 zeigen eine Vorrichtung zur Lagefestlegung der Werkstückträger in selbsttätigen Maschinenfließreihen; im einzelnen zeigt

Fig. 4 einen Schnitt nach der LinieE-F in Fig. 5, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie G-II in Fig.4,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie/-ΑΓ in Fig. 5;

F i g. 7 zeigt in gleicher Darstellungsart wie F i g. 4 eine abgewandelte Ausbildungsform der Vorrichtung nach Fig. 4 bis 6.

In den Fig. 1 bis 3 ist die Arbeitsspindel mit 1, das in seiner Lage festzulegende Werkzeug mit 2 bezeichnet. In die Bohrung 3 des Werkzeuges 2 ragt mit Spiel ein Vorzentrieransatz4 der Arbeitsspindel 1 zur ungefähren Lagefestlegung hinein. In der Arbeitsspindel 1 ist koaxial ein Betätigungsglied 5 verschiebbar gelagert, das durch einen Druckkolben 6 bewegt wird und an seinem dem Werkzeug zugewandten Ende als Pyramidenstumpf 7 ausgebildet ist. Zur ungefähren Lagefestlegung des Werk-Zeuges 2 dienen Anschläge 8 und 9 sowie eine Paßfeder 10, die am Werkzeug 2 befestigt ist und mit einer Nut 11 des Vorzentrieransatzes 4 zusammenarbeitet. Zur genauen Lagefestlegung wird das Werkzeug 2 auf den Vorzcntrieransatz 4 aufgeschoben und das Bctätigungsglicd 5 durch Beaufschlagung des Druckkolbens 6 nach innen in die Arbeitsspindel 1 hineingezogen. Dabei werden zuerst die drei Indexbolzen 12 in die mit Buchsen 13 versehenen Bohrungen des Werkzeuges 2 eingeschoben. Diese Indexbolzen sitzen mit ihren inneren schräg abgeschnittenen Enden auf den Seitenflächen des Pyramidenstumpfes 7 auf. Durch die Indexbolzen wird das Werkzeug 2 in allen Richtungen und Frei-

heilsgrüden genau festgelegt. Anschließend werden die urei Spannbolzen 14 nach außen geschoben und spannen üas Werkzeug 2 fest. Die Spannbolzen sind an ihren äußeren Luden abgeschrägt und drücken gegen entsprechende Keilllächen 15 des Werkzeuges 2, wobei sie dieses in axialer Richtung gegen die Indexbolzen 12 drücken, so daß sowohl deren Spiel in ihren Führungen als auch das Spiel der Indexbolzen in den Bohrungen 13 ausgeschaltet wird. Die Arbeitsspindel 1 ist in üblicher Weise in einem Gehäuse 16 gelagert und wird durch ein Zahnrad 17 angelrieben. Eine Vorschubeinrichtung für das Werkzeug ist der Deutlichkeit halber nicht dargestellt, kann aber in bekannter Weise angebracht werden.

In den Fig. 4 bis (■> ist die Anwendung der Erfindung zur Lagefestlcgung der Werkstückträger in einer selbsttätigen Maschinenfließreihe gezeigt. Die Werkstückträger 18 weisen Spannschrauben 19 zur Befestigung der Werkstücke 20 auf. Der Werkstückträger 18 muß. wie aus Fig. 6 ersichtlich, von der Arbeitsslelle 1 zur Arbeitsstelle II transportiert und an der neuen Arbeitsstelle wieder genau zentriert und feslgespannt werden. Die Werkstückträger 18 gleiten während des Transportes auf zwei Gleit- as schienen 21; ihre Bewegung wird durch zwei Transporlleisten 22 bewirkt, die mit beweglichen Anschlägen 23 versehen sind. Werden die Gleitschienen 22 in F i g. 6 nach rechts bewegt, nehmen sie die Werkstückträger bei ihrer Bewegung mit. während die Anschläge 23 bei der Bewegung nach links unter die Werkstückträger gedrückt werden und keine Bewegung derselben bewirken. Die Anschläge 23 werden durch Federn nach oben gedrückt. Durch die Anschläge 23 und die Gleitschienen 21 wird der Werkstückträger 18 ungefähr in die richtige Lage gebracht. Anschließend werden die horizontal angeordneten Indexbolzen 24 seitlich in den Werkstückträger eingeschoben, der dabei etwas von den Gleitschienen 21 abgehoben wird. Gleichzeitig werden die senkrecht angeordneten Indexbolzen 25 in den Werkstückträger von unten eingeschoben und drücken ihn nach oben. d. h. seitlich gegen die Indexbolzen 24, wodurch deren Lagerspiel ausgeschaltet wird. Anschließend wird der Werkstückträger 18 durch den Druckbolzen 26 seitlich gegen die Indexbolzen 25 gedrückt und damit festgespannt.

Entsprechend Fig. 7 können die Indexbolzen 24 und 25 auch im Innern des Werkstückträgers angeordnet sein und aus diesem heraus in entsprechende Bohrungen des feststehenden Gestells 27 hineingeschoben werden.

Um das Fortschieben bzw. Abscheren von Sehmutzleilen oder Spänen noch zu unterstützen, können die Indexbolzen mit einer Ledermanschette oder einem Kolbenring ausgerüstet sein.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Lagcfestlegung und Einspannung \on Werkzeugen, Werkzeugträgern, Werkstücken und Werkstückträgern, bei der das aufzunehmende Teil in seiner ungefähren Lage vorbeslimmt und unter Zuhilfenahme von Indexbolzen genau festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die genaue Festlegung des aufzunehmenden Teils (2: 18) in allen Richtungen allein durch Einschieben von querschnitts- und formgleichen Indexbolzen (12; 24; 25) in hierzu formschlüssig ausgebildete, ebenfalls querschnitts- und formgleiche Bohrungen

(13) erfolgt, wobei die Indexbolzen (12; 24; Z5) an ihren vorderen Kanten eine Anschrägung mindestens im Ausmaß der Differenz zwischen vorbestimmter und genauer Lagebestimmung aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuspannende Teil (2) durch den oder die zuletzt eingeschobenen Indexbolzen (12) gegen die oder einen Teil der vorher eingeschobenen Indexbolzen (12) senkrecht zu dessen bzw. deren Achse angedrückt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuspannende Teil (2) nach Einschicben aller Indexbolzen (12) durch einen oder mehrere Druckkolben (6) gegen den oder die zuletzt eingeschobenen Indexbolzen (12) senkrecht zu dessen bzw. deren Achse angedrückt svird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuspannende Teil (2) nach Einschieben aller Indexbolzen (12) und gegebenenfalls nach Andrücken des oder der Druckkolben (6) durch besondere Elemente (14) festgespannt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuspannende Teil (2) beim Spannen gegen die oder einen Teil der Indexbolzen (12) senkrecht zu deren Achse angedrückt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexbolzen (12) an der festen Spannvorrichtung, die zugehörigen Bohrungen (13) in dem einzuspannenden Teil (2) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexbolzen (12) an dem einzuspannenden Teil (2), die zugehörigen Bohrungen (13) in der festen Spannvorrichtung angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einzuspannenden Teil (2) sowohl Indexbolzen (12) als auch Bohrungen (13) und an der festen Spannvorrichtung die zugehörigen Bohrungen (13) und Indexbolzen (12) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Indexbolzen (12), gegebenenfalls der Druckkolben (6) und die Betätigung der Spannelemente

(14) nacheinander durch eine einzige Einrichtung erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 9, gekennzeichnet durch einen in eine Bohrung (3) des einzuspannenden Teils (2) mit Spiel hineinragenden Vorzentrieransatz (4), aus dem zur Zentrierung mindestens drei Tndexbolzen (12) radial oder spitzwinklig zur Achse des Vorzentrieransatzes (4) in entsprechende Bohrungen des einzuspannenden Teils (2) hineingeschoben sowie mindestens drei Spannbolzen radial oder in gleicher Weise spitzwinklig an die Innenwand der Bohrung (3) des einzuspannenden Teils (2) andrückbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch

gekennzeichnet, daß die Spannbolzen (14) an ihren äußeren Enden abgeschrägt sind und gegen entsprechende, bei dem Festspannen ein axiales Andrücken des einzuspannenden Teils (2) gegen die Indexbolzen (12) bewirkende Keilflächen (15) am einzuspannenden Teil (2) drücken.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Indexbolzen (12) und der Spannbolzen (14) durch ein koaxial in dem Vorzentrieransatz (4) axial verschiebbar gelagertes, als Pyramidenstumpf (7) ausgebildetes Betätigungsglied (5) erfolgt, auf dessen Seitenflächen die · inneren Enden der Indexbolzen (12) und der Spannbolzen (14) aufliegen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Einspannung von Werkstückträgern in selbsttätigen Maschinenfließreihen, bei der die Werkstücke durch Mitnahme in der einen Richtung der Bewegung zweier oder mehrerer horizontal hin und her bewegter Transportschienen von einer zur anderen Arbeitsstelle transportiert und dort durch Anschläge vorzentriert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (18) durch mindestens drei, vorzugsweise vier senkrecht zur Transportrichtung in den Werkstückträger (18) horizontal eingeschobene Indexbolzen (24) in seiner Höhe und in Längsrichtung fixiert wird, wobei er durch eine geringfügige Schräge an den Indexbolzen (24) von den Gleitschienen (21) etwas angehoben wird und gleichzeitig durch mindestens zwei senkrecht zur Transportrichtung vertikal in den Werkstückträger (18) eingeschobene, gegen den Grund der zugehörigen Bohrungen drückende Indexbolzen (25) seitlich fixiert und seitlich gegen die ersten Indexbolzen (24) gedrückt wird, und daß nach Einschieben aller Indexbolzen (24, 25) durch einen parallel zu den horizontalen Indexbolzen (24) wirkenden Druckbolzen (26) seitlich gegen die vertikalen Indexbolzen (25) gedrückt wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, gekennzeichnet durch eine Kommandoeinrichtung, durch die die Maschine stillgesetzt und die Störstelle angezeigt wird, wenn einer der Indexbolzen (12; 24; 25) nicht in die zugehörige Bohrung (13) eintreten kann.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexbolzen (12) mit einer Ledermanschette oder einem Kolbenring ausgerüstet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 209 612/14