DE19705688A1 - Bearbeitungspalette für die spanabhebende Bearbeitung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Palette für die Aufspannung von Werkstücken zwecks spanabhebender Bearbeitung dieser Werkstücke in einem Bearbeitungszentrum. Eine dementsprechende Palette (auch Aufspannplatte) ist mit dem Gegenstand der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden DE 43 41 743 A1 bekannt geworden. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift soll voll inhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfaßt sein.

Bei der älteren Patentanmeldung war Gegenstand, daß eine in X-Y-Richtung orientierte Palette auf einer entsprechenden Spannvorrichtung eingespannt wurde und diese Palette eine Reihe von Haltevorrichtungen trug, in welchen die zu bearbeitenden Werkstücke eingespannt waren. Eine derartige in X-/Y-Richtung orientierte Palette ist jedoch nicht zur Verwendung auf Rundtischen, Karussell-Drehbänken oder allgemein zur drehenden Bearbeitung von Werkstücken geeignet.

Es ist darüber hinaus ebenfalls bekannt, eine Palette mittels randseitig angebrachter Pratzen zu spannen. Diese verschiedenen Arten des Einspannens nach dem Stand der Technik weisen aber einen gravierenden Nachteil auf. Es kommt nämlich, insbesondere bei der spanabhebenden Bearbeitung, zu Temperaturerhöhungen. Beim Stand der Technik ist es häufig der Fall, daß keine Kompensation für diese Temperaturerhöhungen vorgesehen ist. Dies bedeutet, daß die Palette sich undefiniert verformt, insbesondere ausbeult. Diese Verformungen sind nicht berechenbar und führen somit zu Ungenauigkeiten.

Selbst wenn die Aufnahme der Palette in sich etwas nachgiebig gestaltet wird, um die Wärmedehnung zu kompensieren, treten bei den bekannten Ausführungsformen Ungenauigkeiten auf. Dies liegt daran, daß nicht klar ist, in welche Richtung sich die Wärmedehnung ausgewirkt hat.

Wenn hier von Wärmedehnung gesprochen wird, so ist darunter ebenfalls zu verstehen, daß sich die Palette bei einer Abkühlung zusammenzieht.

Derartige Wärmedehnungen können nicht vernachlässigt werden. Je nach dem verwendeten Material und der Größe erreichen sie beachtliche Werte. Es ist z. B. bei bestimmten Aluminium­ legierungen bekannt, daß Werkstücke mit einer Länge von 1 m bei einer Temperaturänderung von lediglich 10°C eine Längen­ änderung von ca. 8/100 mm aufweisen. In sehr vielen Anwendungsfällen kann dann aufgrund der Längenänderung nicht mehr mit der erforderlichen Genauigkeit gearbeitet werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine aus der DE 43 41 743 A1 bekannte Palette so weiterzubilden, daß sie drehbar ausgebildet ist und ein hochgenaues lagenrichtiges Bearbeiten der Werkstücke gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Wesentlich hierbei ist, daß die Palette an einer Stelle praktisch spielfrei aufgenommen wird. Dies wird durch eine spielfreie Einspannstelle erreicht. Die weiteren vorgesehenen Einspannstellen weisen ein konstruktiv vorgegebenes Spiel auf.

Unter spielfrei ist hier nicht zu verstehen, daß die Ein­ spannstelle überhaupt kein Spiel aufweist; dieser Begriff ist so auszulegen, daß diese Einspannstelle ein möglichst geringes Spiel aufweisen soll, während bei den anderen Einspannstellen von vornherein aufgrund konstruktiver Maßnahmen ein Spiel ermöglicht wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die spielfreie Einspannstelle als nullpunkt-orientierte Einspann­ stelle ausgebildet und im Drehzentrum der entsprechend drehbar ausgebildeten Palette angeordnet. Dieses Drehzentrum liegt bevorzugt etwa in der Mitte der Palette.

Zunächst wird darauf hingewiesen, daß unter einer nullpunkt- orientierten Einspannstelle ein Einzugsnippel verstanden wird, wie er in der P 43 41 743 offenbart ist, wobei wichtig ist, daß die Mittenlängsachse dieses Einzugsnippels genau zu der Mittenlängsachse der Bohrung fluchtet, in welcher der Einzugsnippel sitzt. Ferner ist bei der vorliegenden Erfindung wichtig, daß gerade diese nullpunkt-orientierte Einspannstelle mit dem Drehzentrum dieser Palette zusammenfällt, so daß diese Palette immer genau zentrisch eingespannt wird.

Wichtig ist nun, daß auf dem Bearbeitungstisch nun weitere Einspannungen dieser Rundpalette erfolgen, wobei in radialem Abstand von der mittigen, nullpunkt-orientierten Einspannstelle weitere Einspannstellen angeordnet sind. Hierbei wird es bevorzugt, wenn diese Einspannstellen auf einem gleichen Radius liegen. Diese Einspannstellen sind bevorzugt gleichmäßig am Außenumfang verteilt angeordnet. Werden beispielsweise vier Einspannstellen verwendet, dann liegen diese auf der gleichen Radiuslinie und sind zueinander im Winkel von 90° versetzt.

Bei der Verwendung von sechs Einspannstellen sind diese im Winkel von 60° zueinander versetzt.

Wichtig bei den am Außenumfang angeordneten Einspannstellen und den zugeordneten Einzugsnippeln ist, daß diese Einzugsnippel in Umfangsrichtung spielfrei in den zugeordneten Bohrungen in der Rundpalette gehalten werden, während in radialer Richtung, also zu spielfreien Einspannstellen hin, ein Ausgleichs spiel gewährleistet ist. Dieses Ausgleichsspiel kann bis zu einem Betrag von +2/10 bis -2/10 mm gehen und z. B. durch Anschläge begrenzt werden.

Wenn nun ein entsprechendes Werkstück auf dieser Rundpalette eingespannt wird, dann ist durch die entsprechende Einspannung dafür gesorgt, daß dieses Werkstück genau auf der Rundpalette zentriert wird. Wichtig ist ferner, daß die am Außenumfang der Rundpalette angeordneten Einzugsnippel mit der Antriebsdrehscheibe verspannt sind - und zwar alle zusammen in einer einzigen Drehscheibe - so daß der Drehantrieb der Rundpalette über die am Außenumfang gleichmäßig angeordneten Einzugsnippel erfolgt.

Diese Einzugsnippel wirken dann sowohl als Zentrierteil sowie als Antriebsteil, weisen aber kein Spiel in Umfangsrichtung auf. Der Antrieb ist somit hochgenau.

Bei einer entsprechenden Temperaturerhöhung des Werkstückes wird nun durch die in radialer Richtung auswärts und einwärts sich verstellenden Einzugsnippel gewährleistet, daß das Werkstück sich gleichmäßig in radialer Richtung ausdehnt oder zusammenzieht, so daß also in keiner Richtung ein stärkeres zusammenziehen erfolgt als in einer anderen Richtung. Es erfolgt also ein gleichmäßiges Wachsen des Werkstückes oder ein entsprechendes Schrumpfen, wodurch immer eine hochgenaue Bearbeitung des Werkstückes möglich ist. Diese hochgenaue Bearbeitung ist besonders bei zirkularen Arbeitsvorgängen wichtig. Soll beispielsweise ein Schneckengang an einem derartigen Werkstück angebracht werden, dann ist gewährleistet, daß der Schneckengang genau gleichmäßig in allen Richtungen angebracht wird, weil das Werkstück sich genau zentrisch mit der Rundpalette dreht. Es wird hierbei vorausgesetzt, daß die Einspannung des Werkstückes auf die Rundpalette im wesentlichen spielfrei und nullpunkt-orientiert erfolgt.

Wird eine derartige Rundpalette auf einer Karusselldrehmaschine verwendet, und dreht man auf einem darauf befestigten Werkstück, z. B. den Außen- und den innendurchmesser, dann ist aufgrund der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung dafür gesorgt, daß der vorher gedrehte Innendurchmesser mit dem später zu drehenden Außendurchmesser genau zusammenfluchtet, weil das Werkstück genau nullpunkt-orientiert in der mittleren Einspannstelle der Rundpalette zentriert ist und demzufolge auch bei einem temperaturbedingten Wachsen des Werkstückes in radialer Richtung stets der innendurchmesser einer Bohrung mit einem entsprechenden Außendurchmesser des Werkstückes genau fluchtet.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Draufsicht auf eine Rundpalette nach der Erfindung;

Fig. 2 Draufsicht auf eine Palette zur Verwendung mit einem Rundtisch.

In Fig. 1 ist eine Rundpalette 1 dargestellt, die in Pfeilrichtung 14 um die als Drehzentrum ausgebildete Einspannstelle 3 drehbar angetrieben ist. Die mittige Einspannstelle ist nullpunkt-orientiert, das heißt, es ist ein Einzugsnippel in diesem Mittelpunkt vorhanden, welcher Einzugsnippel mit einem unter die Unterseite der Rundpalette 1 herausragenden Teil in einem zugeordneten Schnellspannzylinder aufgenommen wird. Der Schnellspannzylinder dreht sich mit einer Antriebsscheibe mit, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Ferner trägt die Antriebsscheibe eine Reihe von weiteren Schnellspannzylindern, welche mit den zugeordneten Einzugsmitteln zusammenwirken, die an den Einspannstellen 4, 5, 8, 9 angeordnet sind.

In diesen Einspannstellen sind also jeweils ebenfalls Einzugsmittel angeordnet, die mit zugeordneten Schnellspannzylindern zusammenwirken, die auf der Antriebsdrehscheibe befestigt sind.

In nicht näher dargestellter Weise trägt die Rundpalette 1 eine Reihe von Paßbohrungen 12, die auch als Paßausnehmung 13 ausgebildet sein können, wobei in den Paßbohrungen 12 nicht näher dargestellte Einspann- und Haltewerkzeuge vorhanden sind, welche ein nicht näher dargestelltes Werkstück spannen und tragen. Hierbei ist es nicht notwendig, daß die gesamte Oberfläche der Rundpalette 1 bearbeitet ist, es kann hierbei vorgesehen werden, daß nur einzelne wenige Stellen der Oberfläche der Rundpalette bearbeitet sind, um an diesen Stellen entsprechende Haltewerkzeuge paßgenau zu befestigen, um damit eine hochgenaue Befestigung und Orientierung des zu bearbeitenden Werkstückes auf der Rundpalette 1 zu gewährleisten.

Ebenso können Sondervorrichtungen auf der Rundpalette 1 befestigt werden.

Wichtig ist nun, daß aufgrund des Drehzentrums der Rundpalette 1 im mittigen Einzugsnippel im Bereich der Einspannstelle 3 nun eine absolut zentrische Drehung der Rundpalette 1 erfolgt und eventuelle Temperaturunterschiede nun dazu führen, daß sich die am Außenumfang auf einer Radiuslinie angeordneten Einspannstellen 4, 5, 8, 9 in radialer Richtung verschieben können.

Wichtig hierbei ist, daß die in den Einspannstellen 4, 5, 8, 9 angeordneten Einzugsnippel einen Ausgleichsbund aufweisen, der für ein Spiel in radialer Richtung (den Pfeilrichtungen 6, 7, 10, 11) sorgt, während in zirkularer Richtung (in Richtung einer Umfangslinie) ein Spiel nicht zugelassen ist.

Auf diese Weise kann die Rundpalette in radialer Richtung wachsen, verformt sich aber nicht in einer Ebene senkrecht hierzu, so daß immer eine hochgenaue Bearbeitung des darauf lagernden Werkstückes gewährleistet ist.

Die gleiche technische Lehre läßt sich aus der Fig. 2 entnehmen, wo eine quadratische Palette 2 angeordnet ist, die einem Rundtisch zugeordnet ist, wobei der Rundtisch zusammen mit der Palette 2 wiederum in Pfeilrichtung 14 drehbar angetrieben ist. Das Drehzentrum ist hier wiederum in der Einspannstelle 3 und die Einspannstellen 4, 5, 8, 9 erlauben wiederum ein Spiel in radialer Richtung (Pfeilrichtung 6, 7, 10, 11) nicht aber in Umfangsrichtung.

Bezugszeichenliste

1

Rundpalette

2

Palette (für Rundtisch)

3

Einspannstelle (Nullpunkt)

4

Einspannstelle (Ausgleich)

5

Einspannstelle (Ausgleich)

6

Ausgleichsrichtung

7

Ausgleichsrichtung

8

Einspannstelle (Spiel)

9

Einspannstelle (Spiel)

10

Ausgleichsrichtung

11

Ausgleichsrichtung

12

Paßbohrung

13

Paßausnehmung

14

Pfeilrichtung

Claims (7)

1. Bearbeitungspalette, insbesondere für die spanabhebende Bearbeitung auf Rundtischen, mit mindestens zwei Einspann­ stellen (3; 4, 5, 8, 9) zur Befestigung an einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einspannstelle (3) spielfrei ausgebildet ist, während jede andere Einspannstelle (4, 5, 8, 9) aufgrund konstruktiver Maßnahmen Spiel aufweist.

2. Bearbeitungspalette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spielfreie Einspannstelle (3) im wesentlichen in der Mitte der Palette (1, 2) angeordnet ist.

3. Bearbeitungspalette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel der Einspannstellen (4, 5, 8, 9) nur in Richtung der spielfreien Einspannstelle (3) vorhanden ist.

4. Bearbeitungspalette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spielbehafteten Einspann­ stellen (4, 5, 8, 9) auf einem gemeinsamen Radius um die spiel­ freie Einspannstelle (3) angeordnet sind.

5. Bearbeitungspalette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die spielbehafteten Einspannstellen (4, 5, 8, 9) gleichmäßig über den Umfang des Kreises, auf dem sie liegen, verteilt sind.

6. Bearbeitungspalette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel der spielbehafteten Einspannstellen (4, 5, 8, 9) durch konstruktive Maßnahmen an der Palette (1, 2) und/oder dem die Palette tragenden Teil erreicht wird.

7. Bearbeitungspalette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzung des Spiels vorgesehen ist.