DE19617927A1

DE19617927A1 - Stützelement

Info

Publication number: DE19617927A1
Application number: DE19617927A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kohlert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-05
Filing date: 1996-05-05
Publication date: 1997-11-13
Also published as: US5915679A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stützelement mit einem in einem Gehäuse gelagerten Stützbolzen mit pneumatischer Anstellung und hydraulischer Klemmung zum Abstützen von labilen Werkstücken beim Spannvorgang auf Werkzeugmaschinen.

Stützelemente werden in Vorrichtungen eingesetzt zum Spannen von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen. Zum Spannen von labilen Werkstücken sind meist mehr als drei Auflagepunkte erforderlich. Die dazu verwendeten Stützelemente sind beweglich ausgeführt und müssen so an das labile und damit verspannungsempfindliche Werkstück herangeführt werden, daß dieses nicht verspannt oder verrückt wird. Das kann nur mit Hilfe einer einstellbaren Kraft erfolgen. Andererseits muß das das Werkstück festsetzende Stützelement in dieser Lage während des ganzen Bearbeitungsvorganges festgehalten werden.

Es sind Stützelemente bekannt, bei denen der Stützbolzen über Schrauben, Keile, Federn oder Hydraulik festgesetzt wird. Die Abklemmung erfolgt dann über Dehnbänder oder Kolben. Meist geschieht dieses mechanisch.

Gerade bei labilen Werkstücken ist eine wiederholbare, feinfühlige Einstellung der Anlegekraft gefordert, die mit den bekannten Stützelementen nicht erbracht werden kann. Es ist ferner erforderlich, daß jedes Stützelement einzeln einstellbar und jederzeit nachstellbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde das Stützelement in seinem Aufbau so zu gestalten, daß es mit von Hand regulierbarer Kraft auf jedes Werkstück einstellbar ist und daß es feinfühlig an das Werkstück heranfahrbar und danach festsetzbar ist. Dieser Vorgang ist jederzeit wiederholbar, im Bedarfsfall auch während des Bearbeitungsvorganges.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche bestimmt.

Die Erfindung wird anhand der Fig. näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Element;

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der Drosseleinrichtung;

Fig. 3 zeigt die Klemmeinrichtung;

Fig. 4 zeigt den Stützbolzen im Querschnitt und

Fig. 5 zeigt den Klemmechanismus.

In Fig. 1 ist das Stützelement mit seinen Funktionsteilen dargestellt. Der Stützbolzen 1 ist in einem Gehäuse 9 geführt. Der Stützbolzen 1 hat einen kreisförmigen Querschnitt und dementsprechend ist im Gehäuse 9 eine Gehäusebohrung 17 eingebracht, in der der Stützbolzen 1 gelagert ist. Zwischen der Gehäusebohrung 17 und dem Stützbolzen 1 ist ein kleines Spiel vorgesehen, so daß der Stützbolzen 1 in der Gehäusebohrung 17 reibungsfrei bewegbar ist, also einen schwimmenden Zustand einnimmt. Dieser schwimmende Zustand ist für den Bewegungsablauf maßgebend. Der Stützbolzen 1 wird pneumatisch angetrieben. Hierzu ist im Gehäuse 9, etwa mittig, ein Pneumatikanschluß 4 vorgesehen. Der Stützbolzen 1 wird im Gehäuse 9 durch die oberhalb des Pneumatik-Anschlusses 4 in der Gehäusebohrung 17 liegende Führung 5 und durch die unterhalb liegende Führung 6 in seiner Lage bestimmt. Das Spiel zwischen der Gehäusebohrung 17 und dem Stützbolzen ist so gewählt, daß die einströmende Luft nach oben und unten durchströmen kann und so den Stützbolzen in einen schwimmenden reibungsarmen Zustand versetzt. Im Prinzip entspricht das einem Luftlager. Die nach oben durch die Führung 5 gleitende Luft hat die Aufgabe den Stützbolzen zu führen und gleichzeitig die Führung und damit die Gehäusebohrung 17 von Kühlmitteln und Schmutz frei zu blasen, d. h. die Luft strömt oben aus dem Gehäuse aus. Die nach unten durch die Führung 6 gleitende Luft erfüllt zwei Aufgaben, erstens führt sie den Stützbolzen 1 beim Bewegungsablauf und zweitens leitet sie den Bewegungsablauf ein.

Die Einleitung des Bewegungsablaufes geschieht dadurch, daß die durch die Führung 6 gleitende Luft unter den Stützbolzen 1 auf dessen Fläche 2 im Raum 12 wirkt. Damit baut sich ein Staudruck im Raum 12 auf, durch den der Stützbolzen 1 nach oben getrieben wird. Die am Anschluß 4 zugeführte Luftmenge muß, um dieses zu bewirken, größer sein, als die Luftmenge, die oben aus dem Gehäuse entweicht. Durch die Luftmenge wird aber auch der Bewegungsablauf bestimmt, d. h. auch die Geschwindigkeit mit der der Stützbolzen nach oben bewegt wird. Diese Geschwindigkeit ist aber abhängig von der Labilität des zu spannenden Werkstückes 16. Um dieses zu berücksichtigen ist erfindungsgemäß eine Drossel 3 vorgesehen. Durch diese Drossel 3 kann der Luftdruck der auf die Stützbolzenfläche 2 wirkt geregelt werden.

In dem Stützbolzen 1 ist mittig in Längsrichtung der Stützbolzenachse 14 eine Bohrung 18 eingebracht. Diese Bohrung 18 ist im Prinzip eine Sackbohrung, d. h. daß sie von unten eingebracht ist und oben im Kopf des Stützbolzens innen liegend endet. Im Bereich des oberen Bohrungsteiles ist, wie Fig. 2 zeigt, die Drossel 3 wirksam. Diese Drossel 3 besitzt eine hohle Düsennadel, die in die Bohrung 18 am Kopfende hineinragt. Die Drossel 3 bildet somit mit ihrer Düsennadel einen Luftabführkanal nach außen. Dieser Kanal ist in seinem Querschnitt veränderbar durch die Drosselschraube 13. Somit ist die aus der Drossel 3 ausströmende Luftmenge bestimmbar und damit die Geschwindigkeit mit der der Stützbolzen 1 aus dem Gehäuse heraus bewegt wird. Die Drossel 3 ist am Kopf des Stützbolzen 1 angeordnet, und zwar in einem solchen Winkel zur Stützbolzenachse 14, daß sie außerhalb des Wirkungsbereiches des Stützbolzens beim Spannen liegt, so daß das Anlegen des Stützbolzens gegen das Werkstück 16 unbeeinflußt ist.

Gemäß Fig. 4 ist die Innenbohrung 18 im Stützbolzen 1 über einen bestimmten Bereich erweitert. In diesem Bereich ist eine Feder 19 angeordnet. Diese Feder 19 ist einmal am Gehäuse 9 unten befestigt und zum anderen am Stützbolzen 1 am Ende der Bohrungserweiterung. Durch diese Feder wird bewirkt, daß der Stützbolzen im entspannten Zustand wieder in seine Ausgangslage zurückgeholt wird.

Der Stützbolzen 1 ist reibungsarm und freibeweglich im Gehäuse 9 geführt. Dementsprechend muß er, wenn er die Arbeitsstellung erreicht hat, festgesetzt werden. Dieses wir durch den hydraulisch betätigten Kolben 7 bewirkt. Dieser Kolben 7 wirkt senkrecht zur Achse 14 des Stützbolzen 1. Der Kolben 7 wirkt mit großer Kraft auf den Stützbolzen 1, so daß dieser über seine Länge gegen die Innenwandung 8 der Gehäusebohrung 17 gepreßt wird. Der Kolben 17 ist zweckmäßig so ausgeführt, daß er den Stützbolzen 1 bis über dessen Mitte hinaus umfaßt. Zweckmäßig wird er in Form eines konkaven Prisma 15 gestaltet. Der Kolben 7 ist ferner so im Gehäuse 9 geführt, daß er auf Querkräfte, die vom Stützbolzen 1 herrühren können, nicht reagiert. Er ist auf der Fläche 11 abgestützt. Dieses kann noch durch Federn und Druckstücke 10, die ihn zusätzlich nach unten auf die Fläche 11 drücken, verstärkt werden. Während des Spannzustandes ist der Kolben 7 einem hydraulischen Druck ausgesetzt und damit festgesetzt. Der Kolben 7 kann als einfach wirkender Kolben ausgebildet sein, dann muß er im entspannten Zustand zurückgeholt werden, was zweckmäßig über Rückholfedern erfolgt. Er kann auch als doppelt wirkender Kolben ausgebildet sein, womit er hydraulisch rückfahrbar ist.

Ist ein Werkstück 16 eingelegt, so wird Luft über den Pneumatik-Anschluß 4 in das System gegeben. Diese Luft strömt in die Führungen 5 u. 6, damit ist der reibungsarme Bewegungsablauf für den Stützbolzen gewährt. Die nach unten durch die Führung 6 gleitende Luft dringt unter den Stützbolzen 1 in den Druckraum 12 und wirkt auf die Druckfläche 2. Damit wird der Stützbolzen 1 nach oben aus dem Gehäuse heraus bewegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit ist über Drossel 3 einstellbar, in dem ein bestimmter Teil der Druckluft über die Düsennadel der Drossel 3 nach außen abgeleitet wird. Sobald der Stützbolzen 1 am Werkstück 16 anliegt, wird minimal zeitverzögert der Kolben 7 hydraulisch beaufschlagt und gleitet in Richtung auf den Stützbolzen zu und preßt diesen gegen die Innenwandung 8 der Gehäusebohrung 17. Der Stützbolzen 1 ist damit festgesetzt, die Druckluft kann nun abgeschaltet werden. Zum Entspannen wird der Hydraulikdruck weggenommen und Kolben 7 freigesetzt, womit der Stützkolben 1 durch die Federkraft der Feder 19 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.

Claims

1. Stützelement mit einem in einem Gehäuse gelagerten Stützbolzen zum Abstützen von labilen Werkstücken beim Spannvorgang auf Werkzeugmaschinen, Maschinentischen oder Paletten, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (9) eine Gehäusebohrung (17) eingebracht ist, in der ein Stützbolzen (1) gelagert ist, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist, als der Innendurchmesser der Gehäusebohrung (17), daß zwischen Stützbolzen (1) und Gehäusebohrung (17) zwei Luftführungen (5 und 6) gebildet sind, die etwa von der Mitte der Gehäusebohrung (17) sich nach oben und unten längs des Stützbolzen (1) erstrecken, daß zwischen diesen beiden Luftführungen (5 und 6) ein Pneumatik-Anschluß (4) in das Gehäuse (9) eingebracht ist und daß die einströmende Luft durch die Luftführungen (5 und 6) abgeleitet wird, wobei die durch die Luftführung (5) geleitete Luft aus dem Gehäuse (9) oben entweicht und die durch Luftführung (6) geleitete Luft unter den Stützbolzen (1) in den Stauraum (12) dringt und damit einen Druck auf den Stützbolzen ausübt und diesen nach oben aus dem Gehäuse heraus bewegt.

2. Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stützbolzen (1) eine Sackbohrung (18) in Achsrichtung (14) eingebracht ist, die nach unten offen ist und daß im Kopfteil des Stützbolzen (1) eine Drossel (3) angeordnet ist, die mit einer hohlen Düsennadel in die Sackbohrung (18) hineinragt und damit einen Luftaustritt für die einströmende Luft bildet und daß mittels einer Drosselschraube (13) der Düsennadelquerschnitt einstellbar ist.

3. Stützelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (3) mit der Drosselschraube (13) in einem Winkel so in den Stützbolzen eingebracht ist, daß sie außerhalb des Wirkungsbereiches der Spannfläche des Stützbolzen liegt.

4. Stützelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zur Längachse (14) des Stützbolzen (1) ein Hydraulikkolben (7) in dem Gehäuse (9) geführt ist, daß dieser Hydraulikkolben (7) gegen den Stützbolzen (1) preßbar ist und daß nach Beaufschlagung des Hydraulikkolben (7) der Stützbolzen (1) gegen die Innenwandung (8) der Gehäusebohrung (17) gedrückt und damit festgesetzt ist.

5. Stützelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des Hydraulikkolben (7) in Form eines konkaven Prisma (15) ausgebildet ist und um den Stützbolzen (1) herumgreift.

6. Stützelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben mit einer geringen Zeitverzögerung, nach dem Anlegen des Stützbolzen (1) gegen das Werkstück (16), gegen den Stützbolzen gefahren wird.

7. Stützelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (7) durch zwei federbelastete Druckstücke (10) nach unten auf die Gehäuseführungsfläche (11) gedrückt ist.