DE19826328C1 - Schnell-Paß-System für Bauteile von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Abstract

Das paßgenaue Positionieren und Verbinden zweier Bauteile von Maschinen in horizontaler Lage, beispielsweise von schnell zu wechselnden Werkstückeinspannvorrichtungen auf Bohr-Fräs-Bearbeitungszentren, erfolgt mittels zweier Paßsystembolzen, die in Paßbuchsen gleichen Achsabstandes ragend, eingepaßt und positioniert werden. DOLLAR A Mit dem Schnell-Paß-System wird das paßgenaue Positionieren ausschließlich mittels paßgenauer Bolzen und Paßbuchsen als Gegenstück realisiert. DOLLAR A Im gleichen Abstand, am Umfang der Paßsystembolzen (3 und 4) versetzte Paßführungsstege (7) sind, kegelstumpfartig zueinander verlaufend, angeordnet. DOLLAR A Sie bilden zentrierende Positionierteile (11), welche in Kegel-Positionierbohrungen (8) der Paßbuchsen (5 und 6) positioniert sind. DOLLAR A Die Paßbuchsen (5 und 6) sind als axialfedernde, Achstoleranzen ausgleichende, Stahlbuchsen mit am Umfang und parallel zueinander versetzt angeordneten schlitzartigen schmalen Ausnehmungen (9) ausgebildet. DOLLAR A Das spezielle Anwendungsgebiet sind Anwendungsfälle, die ein schnelles, problemloses Verbinden und Positionieren auf Bohr- und Fräs-Bearbeitungszentren erfordern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zusatzpatent und geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Gegen­ standes aus.

Ergänzt wird der im Hauptpatent DE 197 39 460 C1 definierte Gegenstand, der für ein paßgenaues wiederholbares Positionieren und Verbinden von jeweils zwei, mit einer ebenen Fläche plan aneinanderliegender Bauteile von Werkzeugmaschinen oder Werkstücken, beispielsweise für Werkstückspannvorrichtungen und Paletten von Bohr- Fräs-Bearbeitungszentren ausgebildet, mit jeweils zwei in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnete Paßsystembolzen in zwei adäquat parallel angeordnete und gleichdimensionierte Paßbohrungen oder Paßbuchsen ragend positioniert und von mindestens einem dritten Systembolzen in der eingepaßten Fügeposition miteinander befestigt, ist.

Gegenüber diesem Gegenstand bezweckt die Erfindung die Lösung erfinderisch so weiter­ zuentwickeln, daß horizontalen Anwendungsfällen mit Bedarf nach einem schnellwechseln­ den, vertikal gerichteten Aufsetzen oder Abheben der Werkstückeinspannvorrichtungen auf die oder von den Paletten entsprochen werden kann, ohne daß die Vorteilhaftigkeit, insbesondere des geringen Elemente- und Raumbedarfes, für das Einpassen und Positionieren verloren geht.

Aus dem Patent DE 37 13 023 C2 ist eine Vorrichtung zum Spannen und Positionieren von horizontal angeordneten Paletten auf Palettenspanntischen bekannt, wobei die Positionie­ rung über, eine stumpfkegelige Form aufweisende Indexbolzen in, eine entsprechende koni­ sche Aufnahmebohrung aufweisende, Indexbuchsen erfolgt.

Eine vertikal gerichtete axiale elastische Durchfederung der miteinander positionierten und verbundenen Indexbolzen und Indexbuchsen erfolgt über den hohlliegenden Mittelbe­ reich des Indexbolzen-Flansches. Eine radialgerichtete Federung und beliebige Achsver­ stellung der Indexbuchse gegenüber einer Null- oder Mittenlage ist über ziehharmonikaartig angeordnete Ringnuten an der Indexbuchse selbsttätig einstellbar.

Auch aus der EPA 0712 684 A1 sind kegelstumpfartige Indexbolzen bekannt, die in entspre­ chende konische Aufnahmebohrungen von Indexbuchsen ragend, positioniert sind. Beide sind zudem ergänzend in, aus flexiblen Werkstoff bestehende, Ummantelungen angeord­ net, die ihrerseits in entsprechend vorbereiteten Bohrungen der Palette und des Paletten­ tisches aufgenommen sind.

Beide Lösungen verfügen über radialgerichtete selbsteinstellbare Federungen, so daß eine genaue Positionierung der oberen Platte auf einer darunter liegenden Platte in einer wieder­ holbaren, genau definierten Null- oder Mittenlage zueinander, ausgeschlossen ist.

Die obere Platte ist auf der darunter liegenden Palette nicht, ebenflächig aufliegend, positio­ nierbar.

Die Ausbildung der Indexbolzen-Indexbuchsenverbindung und die Ausbildung der Flanschanordnungen an den Indexbolzen und an den Indexbuchsen bedingen instabile Abstandslagen der positionierten und miteinander verbundenen Platten und Paletten.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, die Art und die Ausbildung der jeweils zwei Paßbolzen und der zwei Paßbuchsen zu opti­ mieren. Gleichzeitig sollen axialgerichtet Toleranzen in Funktionsverbindung und Positio­ nierstellung ausgeglichen werden, so daß die Platten der Spannvorrichtungen auf den Paletten in jedem Fall stabil und ebenflächig in wiederholbar genau definierter Null- oder Mittenlage zueinander positionierbar sind.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß am Umfang der Paßsystembolzen angeordnete, erhaben vorstehende Paßführungsstege, zentrie­ rende Positionierteile bildend, in Kegel-Positionierbohrungen von axialgerichtet federn­ den Paßbuchsen ragend, toleranzausgleichend positioniert sind. Die Federung der Paß­ buchsen ist so ausgebildet, daß die Federwirkung ausschließlich in Achsrichtung der Paßbuchsen, gegen die Paßsystembolzen gerichtet, eintritt. Radiale und schräggerich­ tete Federwirkungen, die zu Ungenauigkeiten der Paßbolzenpositionierungen führen, sind ausgeschlossen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in dem Patentanspruch 2 bis 5 angegeben.

Diese weitergehenden Ausgestaltungen ergänzen die dargestellten Vorteile der erfinderischen Lösung bezüglich einer

• - optimierten Ausbildung und Anordnung der Positionierteile der Paßsystembolzen in einer Mittenlage einer Palette
• - die axiale Federung unterstützende Ausbildung von Ausnehmungen an den Paßbuchsen
• - Lösbarkeit von Paßbuchsen aus Platten von Werkstückeinspannvorrichtungen
• - der Positionier- und der Lösevorgänge der Platte von Werkstückeinspannvorrichtungen auf oder von Paletten

Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren weitere Ausgestaltung sind in den Figuren dar­ gestellt und werden im folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 eine Teilansicht einer Verbindung von Platte und Palette mit Paßsystembolzen und Paßbuchsen im Mittenschnitt

Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung A nach Fig. 1

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Palette mit Paßsystembolzen.

Die in Fig. 1 dargestellte horizontale Positionierung und Verbindung einer Platte 1 einer Werk­ stückeinspannvorrichtung auf einer Palette 2 eines Bohr-Fräs-Bearbeitungszentrums besteht im wesentlichen aus zwei Paßsystembolzen 3 und 4, die mit ihren Positionierteilen 11 in die Paß­ buchsen 5 und 6 ragen und mit diesen in Funktionsverbindung stehen. Die Paßsystembolzen 3 und 4 sind rohrförmig ausgebildet und mit einem Schaft in Paßbohrungen der Palette 2, in einem genau definierten Abstand zueinander, fest aufgenommen. Die pilzförmigen Positionier­ teile 11 sind kegelstumpfartig ausgebildet. Diese Ausbildung beschränkt sich auf im gleichen Abstand am Umfang der Positionierteile 11 versetzt angeordnete, erhaben vorstehende, Paß­ führungsstege 7, die kegelstumpfartig zueinander verlaufend angeordnet sind.

Der in einer Mittenlage der Palette 2 als Mittenbolzen positionierte Paßsystembolzen 3 und des­ sen Positionierteil 11 sind, bezogen auf Länge und Durchmesser, größer dimensioniert als der in einem definierten Abstand zur Mittenlage, in einer Rundlage, als Richtbolzen auf der Palette 2 positionierte Paßsystembolzen 4 und sein Positionierteil 11.

Die Paßbuchsen 5 und 6 sind mit Kegel-Positionierbohrungen 8 ausgestattet, die dem Kegelwinkel, der Länge und dem Durchmesser der Positionierteile 11 entsprechen. Die Paßbuchsen 5 und 6 sind als, axial federnde, Achstoleranzen der Positionierteile 11 ausgleichende Stahlbuchsen mit radialgerichteten am Umfang und parallel zueinander versetzt angeordnete schlitzartige schmale Ausnehmungen 9 ausgebildet.

Der Kegelwinkel beträgt beispielsweise 20 Grad.

Die mit enger Passung in Bohrungen der Platte 1 eingebrachten Paßbuchsen 5 und 6 sind mittels axial angeordneter Abdrückschrauben 10 aus den Bohrungen herauslösbar angeordnet.

Die in Fig. 2 dargestellte Paßbuchse 5 ist beispielsweise mit jeweils drei nach innen ragende, am Umfang angeordnete, um 120° versetzte, Ausnehmungen 9, die als halbkreis­ förmige radial austretende schmale Spalte ausgebildet sind, ausgestattet. In einem geringen Abstand zu diesen Ausnehmungen sind, dünne Wände bildend, um 60° versetzt, weitere gleiche drei Ausnehmungen angeordnet.

Die Anzahl der nebeneinander angeordneten Lagen von Ausnehmungen 9 und die Quer­ schnittsmaße der zwischen den Ausnehmungen 9 verbleibenden Wände und Materialquer­ schnitte bestimmen die axialgerichtete Elastizität der Paßbuchsen 5 und 6.

Die in Fig. 3 dargestellten Paßsystembolzen 3 und 4 sind als Mittenbolzen und Richtbolzen auf einer waagerechten Palette 2 eines Bohr-Fräs-Bearbeitungszentrums angeordnet. Am Umfang des kegelig zentrierenden Positionierteiles 11 des Paßsystembolzens 3 der in der Mittenlage der Palette 2 zur Anwendung kommt, sind drei oder mehr, im gleichen Abstand versetzt zueinander erhaben vorstehende Paßführungsstege 7, kegelstumpfartig zueinander verlaufend angeordnet. Am Umfang des in der Randlage der Palette 2 angeordneten Paßsystembolzen sind, rechtwinklig zur Richtung zum Paßsystem­ bolzen 3 am Umfang des Positionierteiles 11, um 180° versetzt, zwei Paßführungsstege 2 angeordnet.

Die definiert gleichen Abstandsmaße zwischen den Paßsystembolzen 3 und 4 auf der Palette 2 und zwischen den Paßbuchsen 5 und 6 in der Platte 1 der Werkstückspannvorrich­ tungen ermöglichen gemeinsam mit der axialen Federwirkung der Paßbolzen 5 und 6 eine flexible, genaue und schnell wiederholbare Positioniereinstellung und Funktionsverbindung.

Die Federkraft ist so bestimmt, daß die genaue Positionierung gegeben ist, wenn die Platte 1 ebenflächig auf der Palette 2 aufliegt.

In der positionierten Stellung der Paßsystembolzen 3 und 4 mit den axial unter Federkraft stehenden und gespannten Paßbuchsen 5 und 6 werden durch Festschrauben von beispielsweise vier Befestigungsschrauben 12 die Platte 1 mit der darunter angeordneten Palette 2 fest verbunden.

Bezugszeichenliste

1

Platte (einer Werkstückeinspannvorrichtung)

2

Palette

3

Paßsystembolzen

4

Paßsystembolzen

5

Paßbuchse

6

Paßbuchse

7

Paßführungsstege (an Paßsystembolzen)

8

Kegel-Positionierbohrung (der Paßbuchsen)

9

Ausnehmungen (an Paßbuchsen)

10

Abdrück-Schraube (an Paßbuchsen)

11

Positionierteil (am Paßsystembolzen)

12

Befestigungsschrauben

Claims (5)

1. Schnell-Paß-System nach DE 197 39 460 C1 für ein paßgenaues wiederholbares Positio­ nieren von jeweils zwei mit einer ebenen Fläche plan in definierter Lage vollflächig horizontal aufeinander liegender Bauteile von Werkzeugmaschinen, beispielsweise für Werkstückeinspannvorrichtungen und eine Palette eines Bohr-Fräs-Bearbeitungszentrums, die mit zwei in einem bestimmten Abstand in Paletten aufgenommene Paßsystembolzen in zwei zugehörigen Paßbuchsen, eingepaßt und positioniert sind, dadurch gekennzeichnet,
daß im gleichen Abstand am Umfang der Paßsystembolzen (3 und 4) versetzt angeordnete, erhaben vorstehende Paßführungsstege (7), kegelstumpfartig zueinander verlaufend, angeordnet, einen kegeligen zentrierenden Positionierteil (11) bilden, und
daß die mit Kegel-Positionierbohrungen (8) ausgestatteten Paßbuchsen (5 und 6) als axialfedernde Stahlbuchsen mit am Umfang und parallel zueinander versetzt angeordnete schlitzartigen schmalen Ausnehmungen (9) ausgebildet sind.

2. Schnell-Paß-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paßsystembolzen (3), als Mittenbolzen in der Mittenlage einer Palette (2) posi­ tioniert, mit mehr als drei Paßführungsstegen (7) und ein Paßsystembolzen (4) als Richtbolzen in einem definierten Abstand zur Mittenlage einer Palette (2) positioniert, mit zwei einander gegenüberliegenden Paßführungsstegen (7) ausgestattet ist.

3. Schnell-Paß-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) als in mindestens zwei Lagen übereinander angeordnete, um 120° versetzt, von Umfang nach innen ragende, kreissegmentförmige Spalte, gleicher Breitendimensionierung, bei gleich dimensionierter Wanddickenausbildung und Materialquerschnitte im Zentrum der Paßbuchse (5 und 6).

4. Schnell-Paß-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßbuchsen (5 und 6) mittels axial angeordneter Abdrückschraube (10) aus der Platte (1) von Werkstückeinspannvorrichtungen lösbar sind.

5. Schnell-Paß-System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierteil (11) des Paßsystembolzen (3) und die entsprechende Paß­ buchse (5) in Mittenlage der Palette (2), bezogen auf Länge und Durchmesser, größer dimensioniert sind als das Paßführungsstege (7) tragende Positionierteil (11) des Paßsystembolzen (4) und die entsprechende Paßbuchse (6) in der Randlage der Palette (2).