DE3240662A1

DE3240662A1 - Vorrichtung zur lagefixierung von werkstuecktraegern auf werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3240662A1
Application number: DE19823240662
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr.-Ing. DDR-8036 Dresden Draßdo; Peter DDR-8045 Dresden Klengel; Frank Dr.-Ing. DDR-8046 Dresden Mehnert; Horst-Heinrich Dr.-Ing. DDR-8020 Dresden Stollberg
Original assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Current assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1982-11-04
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DD205108B1; DD205108A1; JPS58109237A; FR2517580A1; GB2113578A; GB2113578B; CH657802A5

Description

Vorrichtung zur Lagefixierung von Werks tüclcträgern auf Werkzeugmaschinen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um bewegliche Werkstückträger auf Werkzeugmaschinen exakt fixieren zu können,

Bs sind die unterschiedlichsten Pixiereinrichtungen im Einsatz. So ist beispielsweise in der DD PS 122 336 eine Indexvorrichtung zur Lagefixierung von Werkstückträgern auf Werkzeugmaschinen offenbart, bei der am Werkstückträger zwei Indexbolzen angeordnet sind, die in je eine Fixierbuchse am Arbeitstisch eingesetzt werden. Hierbei ist das freie Ende des Indexbolzens kugelförmig gestaltet und greift mit seinem größten Durchmesser in die Toleranzen eines Bewegungssitzes der jeweiligen Fixierbuchse ein. Da hierbei mit zusätzlichen Grobpositionierzylindern gearbeitet werden muß, ist doch ein verhältnismäßig großer Aufwand zu treiben.

In der DD PS 88 8?4 ist eine Arretiereinrichtung für Werkstückträgereinheiten an Werkzeugmaschinen offenbart, bei der der Indexbolzen an seinem einen Ende als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet ist, in dem ein Druckmedium angeordnet ist, Dieses ruft "ae± Druckbeaufschlagung in der Endstellung des Indexbolzens in der Gegenführung ein Anliegen der Mantelfläche des Indexbolzeris in der Gegenführung hervor. Der Indexbolzen selbst ist mittels eines Druckübersetzungskolbens direkt mit dem Druckraum für die Bolzenbewegung verbunden. Diese Einrichtung vermeidet zwar das Zwischenstadium einer Grobpositionierung, da das Passungsspiel gröber gehalten werden kann, bedingt jedoch ebenfalls einen verhältnismäßig hohen Aufwand.

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In der DD PS 122 93^ ist eine Vorrichtung zur Lagefixierung von Werkstückträgern offenbart, die mit um 90 versetzten, •waagerecht angeordneten, walzenförmigen Passungskörpern arbeitet» Diese Einrichtung kommt zwar ohne Hydraulik aus, benötigt aber dafür wieder einen hohen mechanischen Aufwand

Die Erfindung hat das Ziel, eine Vorrichtung zur Lagefisiorung von ¥erkstückträgern auf Werkzeugmaschinen einzusetzen, di© mit verhältnismäßig einfachen mechanischen Mitteln ein© wie=· derholte, exakte ebene oder räumliche Fixierung von beweglichen Werkstückträgern auf einer Werkzeugmaschine ermöglicht»

Die in der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen beschriebenen Mangel lassen sich darauf zurückfuhren„ daß eine Fixierung entweder unter Zuhilfenahme zusätzlicher Elemente, -wie Hydraulik oder dergleichen, oder nur mit einem erhöhten mechanischen Aufwand erfolgen kann.

Um diese Mängel zu beseitigen, liegt der Erfindung üx@ Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lagefixierung-von Werkstückträgern auf Werkzeugmaschinen, wobei die Fixiereleinen— te um 90 versetzt zueinander angeordnet sind, zu schaffen, die ohne zusätzliche Einrichtungen eine schnelle, spielfreie und gleichzeitig mehrdimensionale, d, h_o in allen notwendigen Richtungen erfolgende, wiederholt exakt© Fixierung gestattet, wobei sich die Fixierkräfte selbständig steigernd bis zur notwendigen Höhe aufbauen und bis zur Lösung unverändert erhalten sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in Fixierklemmeinheiten auf der Werkzeugmaschine Fixierelemente paarweise so angeordnet sind, daß zur Einfahrrichtung eines Werkstückträgers mindestens ein Paar Fixierelemente parallel

- f-L

und mindestens ein Paar Fixiereleraente rechtwinklig dazu liegen. Die Fixierelemente sind dabei als einarmige Hebel, deren Enden abgerundet sind, auf einer Grundplatte der Fixierklemmeinheit unter der Virkung 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 jweiligen 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 ¥erkstüclcträgers in auf der Werkzeugmaschine angeordneten Fixierklemmeinheiten gewährleistet.

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

Auf einer ¥elle, die als Schwenkwelle für die Fixierelemente dient, sind 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 besitzt außerdem einen rechtwinklig an ihm fost angebrachten Hobel, dessen freies Ende mit einer Bohrung versehen ist.

BAD ORIGINAL

Die jeweils freien Enden zweier gegenübex'liegender Hebel dor Mitnehmer sind mittels einer Feder verbunden«, <-

Im Schwenkbereich, des freien Endes eines Mitnehmers ist an jedem Schwenklager ein exzentrischer Anschlag ein- und feststellbar angeordnet.

Die abgerundeten Enden der Fixierelemente können auch mit je einer Rolle ausgerüstet sein.

Die Vorrichtung ist außerdem so gestaltet, daß in der Fixier— klemmeinheit der Verstellrichtung-,,für die Zu- und Abführung der Werkstückträger an einem Mitnehmer eine hydraulische Zylinder - Kolben - Einheit zusätzlich angelenkt ist"₀

Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise auch so gestaltet, daß die Haltekraft zur Fixierung ausschließlich von dar Absenkbewegung des ¥erkstückträgers aufbringbar ist, wobei am End·= punkt der Absenkbewegung, d» h, bei Streckstθllung der Fixierelemente und Sehwenkwinkel q/L = Null, auch die maximale Haltekraft F erreicht ist.

Durch die elastische Gestaltung des Fixieranschlages ist auch während des Fixiervorganges innerhalb einer Fixierklemraeinheit 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 ¥erkstückträgers aus der erforderlichen Höhe gar nicht, oder nur mit einem unzumutbaren Aufwand durchführbar ist, ein Schließen der Fixierelemente zu erreichen«, Das kann entweder durch Atiheben der ganzen Fixierklemraeinheit, oder, was wesentlich günstiger- ist, nur durch das Anheben. einer Hubplatte innerhalb der Fixierklemmeinheit geschehen«, Diese Bewegung kann auch anteilmäßig 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 rait 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

F_ß = (2 sin cL + k yu -~ ) ρ gebildet ist,

Dabei bedeuten: F = Ilaltekraft beim Fixieren,

F = Betätigungskraft,

oC = Öffnungs- bzw. Schwenkwinkel der

Fixierelemente, R = Fixierelementradius, L = Fixierelemontwirklänge und /U = Reibungskoeffizient.

Die Erfindung soll nachstehend in Ausführungsbeispielen 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

Fig. 'J'' oine pz^inzipielle Anordnung der Lösung mit einer Hubplatte.

An der Unterseite eines auswechselbaren ¥erkstückträgers 1 sind drei Fixieranschläge 2; 2¹; 2^M (Fig. 1) fest angeordnet, die je einen Haltearm 3 besitzen, dessen freies Ende verstärkt und an der Unterseite mit einer Fläche k versehen ist, aus der ein Nocken 5 mit Anlageflächen 6 herausragt. Der Verkstückträger 1 ist in den Richtungen 7; 8; 9 jeweils hin und zurück bewegbar.

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Auf der Yerkzeugtnaschine 10 sind entsprechend der Anzahl d©r Fixier anschlage 2; 2'; 2" Fixierklemmeinheiten 11; ti·; 11" fest angeordnet, von denen eine für die FersteHrichtung 7 und zwei für die Vorstellrichtung: 8 vorgesehen sind» Die Fixierklerameinheiten 11; 11'; 11" bestehen jeweils aus einer Grundplatte 12 mit einem hochgezogenen K^nd, der an zwei inneren, gegenüberliegenden Seiten mit Anlageflachen 13 ausgerüstet ist» Zwischen den Anlageflächen 13 sind aixf d©r Grundplatte 12 Fixiere !entente \h als einarmige Hebel schwenkbar angeordnet, die eine Wirklang© L haben und an ihren Enden mit einem Radius R abgerundet sind_o

Die Grundplatte 12 ist an ihren Stirnseiten durch Klemmleisten 15 auf der Verkzeugmaschine 10 gesichert» An den Seiten=· flächen der Grundplatte 12 sind jeiiieils zwei Lager 1.6 fest angeordnet, die die Schwenklagor für die Fixierelemente \h bilden.

Zu einem Fixierelement \h gehören weiterhin eine"Velle 17_f auf deren beiden Enden seitlich vom Fixierele-ment ih je ein Mitnehmer 18 mit einem Hebel 19» der* im Drehpunkt rechtwinklig am Mitnehmer 18 fest angebracht ist«, Die Verbindung von Fixierelement 1^ und Mitne-hraer 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 Hobel 19 auf einer Seite dex" Grund» platte 12 sind mit einer Feder 23 verbunden, die in den Bohrungen 22 eingehenkt ist.

"Im Kreuzungspunkt des Mitnehmers 18 mit dom Hebel 19 ist eine Bohrung vorgesehen, die die Velle 17 aufnimmt, wodurch das FdLxierelement 1^ und die Mitnehmer 18 mit ihren Hebeln 19 mittels zweier Lager 16 mit der Grundplatte 12 schwenkbar verbunden sind,

Im Schwenkbereich dos noch froion Endes dor Mitnehmer 18 ist an jedem Lager 1b ein exzentrischer Anschlag 2^ ein- und feststellbar angeordnet.

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Die Fixierklemmeinheit 11 der Verstellrichtung 7 besitzt 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.

Dio Ausführung gemäß Fig. 3 beruht auf dem gleichen Prinzip. Auf der Werkzeugmaschine 10 sind entsprechend der Anzahl der Fixieranschläge 2; 2¹; 2" in je einer Ansenkung Fixierklemmeinheiten 31; 31'; 31" angeordnet. Diese Fixierklemmeinheiten 31; 31'» 31" bestehen aus einem Grundkörper 32, der mit einem Zylindermantel 33 fest verbunden ist. Im Grundkörper 32 ist ein rechteckiger Durchbruch 3^ vorhanden, in dem eine Hubplatte 35 auf und ab bewegbar ist. Die Hubplatte 35 ist deshalb mit einem Hohlkolben 3O verbunden.

An den Längsseiten der Hubplatte 35 ist für jedes Fixierelement lh 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 ih ist in der Hubplatte 35 in einer Sackbohrung ein Piston 39 mit einer Feder ko angeordnet. In einer Abschlußplatte h\ des Zylindermantels 33 ist innerhalb des Zylinders ein feststehender Kolben kz 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 1^ anschlägt. Das diesem gegenüberliegend© Fixierelement 1^ wird box der Einfahrt niodoxY^odrückt und üboirfahren. Dann wird dor Werkstückträger 1 in Richtung 9 bewegt, d. h., or wird abgesenkt. Dabei berühren zunächst dio Flächen k dor Fixioranschläge 2 dio froion Kndon dor Fixiex^elomente ih, die mittels der Federn 23 oder kQ von der Grundfläche dor Grundplatte 12 bzw.

des Grundkörpors32 um den Winkel oC go schwenkt sind',' wobei diese Schwenkung durch die exzentrischen Anschläge Zh begrenzt wird.

Bei der -weiteren Absenkung des Werkstückträger 1 beginnen sich die Fixierelemente 14 zu schließen, unä_s wenn der Winkel Oi- Null geworden ist, d«, h_o die Absenkbewegung beendet ist, sind dia Fixierelemente %h an den Anlageflachen 6 der Fixieranschläge 2 zur Anlage eelcominoa, wodurch der Werkstückträger 1 mit der Werkzeugmaschine 10 vorspannt la ta Gleichzeitig stützen sich die anderen Enden dor Fixiorolemente 1*» an den Anlageflachen I3 der Gx-undp latte. 12 bzw» im Durchbruch 3^ des Grundkörpers 32 ab_o In dieser Strecken-Stellung der Fixierelemente lh erreicht die Haltekraft F der Fixierung ihren Maximalwert»

Da zur mehrdimensionalen Fixierung für j eck Richtung mindestens eine Fixierkletnmeinheit 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_o h_o während des Absonkons dos Werkstückträger 1 in der Fixierklemmeinheit 11 noch eine kleine Korrekturbewegung in der zur jeweiligen Einheit 11 orthogonalen Richtung durch die elastische Gestaltung dor Fixieranschläge 2 möglich ist«

Zur Lösung der ¥orkstückträger 1 aus den. Fixierklemmeinheiten 11 braucht der Werkstückträger 1 nur angehoben werden. Die Fixierelemente lh lösen sich von den Anlage?lachen 6 des Nockens 5 iind geben den Werkstückträger 1 wieder frei, weil durch die Wirkung der Federn 23 und 4o die Fixierelemente 1*1 wieder bis zum Anschlag der Mitnehmer 18 an den Anschlag Zh wieder geschwenkt werden«,

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- χ¹ α

Xn der Fixiorkloinrtieinheit 11 für die Verstellrichtung 7 wird
nach dem Anheben des Werkstückträgers 1 mittels der Zylinder-Kolben-Einheit 25 das jetzt die Ausfahrrichtung sperrende
Fixierelement \k gesenkt, bis der Schwenkwinkel O^ Null ist. Die Auswechselung dos Werkstückträgers 1 ist damit durchführbar.

Bei einer Ausführung nach Fig. 3 wird an Stelle des Werkstückträger 1 die Hubplatte 35 in der Verstellrichtung 9 innerhalb der Fixiorklemmoinheit 31 angehoben. Auch hier erfolgt
zunächst eine Berührung der freien Enden der Fixierelemente
14, die durch die Federn 4o um den Winkel 06 geschwenkt sind, mit der Fläche k 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 1 mit der Fixierklemmeinheit 11 und damit der
Werkzeugmaschine 10 vorspannen.

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

Claims

-γ.

Erfindungsanspruch

ij Vorrichtung zur Lagefixierung von Werkstückträgern auf Werkzeugmaschinen, wobei Fixierelemente um 90 versetzt zueinander angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch^ daß in Fixierklemmeinheiten (ti), auf der Werkzeugmaschine Fixiereleraente (1*0 paarweise so angeordnet sindj, daß '.aur Einfahrrichtung (7) eines Werkstückträgers (1) mindestens ein Paar Fixiorelemente (f*i) parallel und mindestens, ein. Paar Fixierelomente (1*0 rechtwinklig dazu liegen, wobei die Fixiere!©mente (i4) als einarmig© Hebel, deren Enden abgerundet sind_t auf einer Grundplatte (12) einer Fixierklemmeinheit (11) unter der Wirkung von Federn (15.) so an« geordnet sind, daß die gegenüberliegenden Enden der Hebel (1*O schräg nach oben zeigen und ihr.Abstand voneinander so viel größer ist als die als Anschlagflächen (6) ausgebildeten Begrenzungsflächen eines ÜTockens (5).voneinander entfernt sind, daß bei abgesenktem Werkstückträger (1) die erst nach oben stehenden Enden der Hebel (i.*f) an den Anschlagflächen (6) zur Anlage gebracht sind,, wobei ein Fixioranschlag (z) mit seinem Nocken (5) so gestaltet ist, daß in der jeweiligen Fixierrichtung eine sehr große und in. den anderen Ilichtungen nur eino geringe Federsteif e-des Fixieranschlages (2) vorhanden ist, so daß eine spielfrei© und gleichzeitig mehrdimensionale Fixierung des Werkstück=· trägers (1) in auf der Werkzeugmaschine (1O) angeordneten Fixierklenmieinheiten (11) gewährleistet ist.

2_a Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fixierklemraeinheiten (ii) aus jeweils einer Grundplatte (12) mit an zwei gegenüberliegenden Seiten innen

■11'

angeordneten Anlageflächen (13) und an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei Lager (16) als Schwenklager für die Filterelemente (i4) außen angeordnet sind, wobei auf einer ¥olle (17) an beiden Seiten eines Fixierelementes (1*0 ein Mitnehmer (18) angeordnet ist, der jeweils mittels eines Bolzens (21) und einer Distanzbuchse (20) mit dem Fixierelement (i4) verbunden ist, und jeder Mitnehmer (18) einen rechtwinklig an ihm fest angebrachten Hebel (19) besitzt, von denen jeweils die freien Enden zweier gegenüberliegender Hebel (19) mittels einer Feder (23) verbunden sind, und im Schwenkbereich des freien Endes der Mitnehmer (18) an jedem Lager (16) ein exzentrischer Anschlag (2**) ein- und feststellbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Punkt 1und 2, gekennzeichnet dadurch, daß in der Fixierklemmeinheit (11) der Verstellrichtung (7) an einem Mitnehmer (18) eine hydraulische Zylinder-Kolben— Einheit (25) zusätzlich angelenkt ist.

k. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Haltekraft zur Fixierung ausschließlich von der Absenkbewegung des Verkstückträgers (i) aufbringbar ist, wobei am Endpunkt der Absenkbewegung, d. h. bei Streckstellung der Fixierelemente (14) und Schwenlcwinkel CC .= Null, auch eine maximale Haltekraft F erreicht ist.

5. Vorrichtung nach Punkt 1 bis h_t gekennzeichnet dadurch, daß die Detätigungskraft im Verhältnis zur Haltekraft sehr klein ist, wobei das Verhältnis von den Abmessungen der

Fixierelemente (1^) abhängig und nach der Beziehung F_ß = ( 2 sin OC + k /u ---) _F

gebildet ist.

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6. Vorrichtung noch Punkt 1 und k, gekennzeichnet dadurch, daß der Annäherungsweg vom Werkstückträger (i) zur
kletnmeinheit (3I ) auch in einen kleineren Weg dos Werk= stückträgers (1) und einen größeren ¥eg einer Hubplatte (35) der Fixierklemmeinheit (31) teilbar ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen