DE9003679U1 - Befestigungsvorrichtung für ein Werkstück - Google Patents

Description

SPARING·RÖHL·HENSELgR

PATEN7j^NtVÄl_TE .* !,/;· · EUROPEAN fiÄTEf/li A&tgr;&idiagr;&ogr;&EEgr;&Ngr;&Egr;&Ugr;« * []''..

DipL-ing. Helmut Marsch (1934-1979) Retheistraße 123 DipL-ing. Klaus Sparing Postfach 140 268 Dr. rer. nat Wolf Horst Röhl D-4000 Düsseldorf 1 Dr. rer. rtaL Daniela Henseler

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Befestigungsvorrichtung für ein Merkstück

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein Werkstück auf einem Arbeitstisch einer Maschine zum Bearbeiten oder Vermessen, insbesondere einer Maschine zum Schneiden durch Elektroerosion.

Bei einer derartigen Bearbeitung wird das zu bearbeitende Werkstück auf einem festen Tisch am Boden eines Arbeitsgefäß«*s, das die Arbeitsflüssigkeit aufnimmt, befestigt. Das Gefäß kann auf einer Vorrichtung zur Bewegung entlang sich kreuzender Achsen angeordnet und durch eine numerische Steuerung der Maschine in der Arbeitsebene längs eines vorgegebenen Weges beweglich sein. Die Werkzeugelektrode ist an einer Säule, die sich von dem Maschinenbett erhebt, montiert; sie kann auf eine Draht-

elektrode einwirken, die zwischen zwei Arbeitsköpfen gespannt und senkel recht oder schräg zur ßearbeitungsebene eingefädelt ist und deren Neigung und mechanische Spannung im Verlauf üer Bearbeitung durch numerische Steuerung entsprechend vorgegebenen Befehlen verändert werden können.

Umgekehrt kann der Tisch und daher das Werkstück feststehend

und das Elektrodenwerkzeug zur Bewegung entsprechend einem vorgegebenen Weg in der Bearbeitungsebene ausgebildet sein. Jede andere gemischte Lösung, die eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück erzeugt, ist ebenfalls möglich. Das Werkstück muß mit großer Präzision in b^zug auf ein Bezugssystem der Maschine positioniert wercl'n.

Dies trifft auch für andere numerisch gesteuerte Bearbeitungsoder Meßtechniken zu.

Dies ist ebenfalls auf den Fall anwendbar, in dem las Werkzeug oder das Meßurgan auf dem Arbeitstisch befestigt ist und ^f)as zu bearbei-

tende Werkstück an der Säule des Maschinenbettes befestigt ist.

Bei bestimmten bekannten Vorrichtungen wird das Werkstück mittel Trägerplatten positioniert, die an Ständern, beispielsweise aus Granit, befestigt sind, die selbst e~ ouen des Arbeitsgefäßes befestigt sind. Diese Platten definieren die Bearbeitungsfläche. Sie umfassen eine ochulter, die in c":r gleichen Ebene angeordnet ist und das zu befestigende Werkstück trägt. Dieses wird gleichzeitig durch Trägeranschläge aufgehängt, die auf einen oder mehrere Stangenträger geschraubt sind, die ebenfalls auf den Schultern der Platten ruhen. Die Plätten und die Stangen umfassen Öffnungen, die die Befestigung der Stangen und des Werkstücks an den Platten, diejenige der Trägeranschljge an den Stangen erleichtern und es ermöglichen, das Werkstück durch Schrauben, Klammern oder Halter festzulegen, die selbst mit cOn Stangen oder Platten verschraubt sind.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung wird das Werkstück nicht mehr auf Schultern und/oder Anschlägen oder Klammern angeordnet, sondern durch Spannen gehalten. Die Plattenträger sind mit Traversen versehen, die mit in regelmäßigen Intervallen angeordneten Bohrungen versehen sind. Ein Zwischenstück oder Adapter ermöglicht das Verbinden des Trägers de*: zu fixierenden Werkstücks an einer der Traversen, die in Bezugsposition auf den Plattenträgern der Maschine montiert sind. Ein geeignetes Element von bekanntem Typ (Backe, Rahmen, Prisma oder Befestigungsflansch beispielsweise) erlauben das Klammern oder Spannen des Werkstücks in Position gemäß drei Bezugskoordinatenachsen. Der Adapter ist an seiner Unterseite mit einer Nut versehen. Die Form derselben ermöglicht es ihm, längs Bezugstraversen zu gleiten. Der Adapter wird auf diesen Traversen in Position gehalten und durch geeignete Organe bekannter Art fixiert. Das zu fixierende Werkstück wird im allgemeinen in dem Adapter nach einer präzisen Justierung eingespannt, die außerhalb der Maschine in tf.ner Vorjustierstation vorgenommen wird.

Bei all diesen bekannten Systemen wird das Werkstück durch vorstehende Organe (Keile, Klammern, Schrauben, Adapter) fixiert, die über dl· Bearbeitungsfläche hinausragen, die durch die Oberseite des Plattentr-irjer", definiert wird. Sie stellen euf die:·" Weise Hindernisse und damit eine Kollisionsgefahr während d^r numerisch gesteuerten Relati vL> < wegungen /wi^rhpn s,j hrj»jrhp j tenders Werkstück und Wer^/eu^ ö.?.r. Deswei ter p.^ri reduzieren sie die Zugang 1ichkeit /u Führungen und Einspritzdüsen.

Ein wt'Uurer Nachteil der bnk.jnnt.en Systeme besteht darin, daß die yendue Justierung eines Werkstücke jedesmal komplizierte Operationen erfordert, insbesondere wenn das Werkstück durch Spannen zu hai teil ist. Die Unterseite des Werkstücks, d.h. diejenige, die dazu bestimmt ist, an der dem oberen Kopf der Maschine abgewandten Seite angeordnet zu werden, muß im allgemeinen derart justiert werden, daß sie genau parallel zur Ebene (X, Y) der Maschine verläuft. Der eine ihrer Ränder ist im allgemeinen mit einer Achse der Maschine ausgerichtet, beispielsweise der X-Achsn. Desweiteren muß mit Exaktheit ihre Vertikalseite (d.h. die Position in der Z-Achse der Maschine) justiert werden. Diese Operationen dauern sehr lange, weshalb es nicht ökonomisch ist, sie direkt an der Maschine auszuführen. Daher wird ein getrennter Vorj^sUerplatz vorgesehen, d<=r es ermöglicht, das Werkstück zu positionieren, indem es mit einem Adapter gespannt wira, oder indem es bei großen Werkstücken auf Spanntraversen außerhalb der numerisch gesteuerten Maschine geklammert wird. Elemente simulieren hierbei die Basis der Maschine zur Vornahme der notwendigen Messungen zur Kontrolle der Justierung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, die Bearbeitungsfläche gänzlich freizuhalten, d.h. jegliches Kollisionsrisiko mit dem oberen Bearbeitungskopf der Maschine zu eliminieren, und zwar auch insbesondere während der Bearbeitung der Ränder des Werkstücks, wobei der freie Zugang zu den Organen des Bearbeitungskopfes, wie Führungen und Einspritzdüsen, wie sie an einer Drahtelektroerosionsmaschine vorhanden sind, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß die Befestigungsvorrichtung auch ein schnelles Anordnen des zu bearbeitenden oder zu vermessenden Werkstücks mit sehr großer Präzision erlaubt, und zwar insbesondere direkt auf der Maschine ohne Vornahme einer Vorjustierung, ohne das Werkstück in einem Werkzeug oder Adapter vorher getrennt spannen und es von einer externen Station in seine definitive Position in der Maschine transportieren zu müssen.

Eine Bezugsschiene, im allgemeinen in Form eines parallelepipedischen Rechtecks, wird mit geeigneten, bekannten Mitteln an einem Arbeitstisch befestigt. Sie kann insbesondere auf Säulen, beispielsweise aus Granit, befestigt sein, die auf dem Arbeitstisch montiert und mit einer Nut versehen sind, in der die Schiene verschiebbar ist und in einer vor-

gegebenen Position befestigt werden kann. Ihre Position wird im all j'Mtie i nen derart justiert, daß ihre Unterseite in der die Koordinatenachsen X und Y der Maschine definierten Ebene angeordnet ist, vorzugsweise indem der Unterrand ihrer mit einer Nut versehenen seitlichen Fläche mit der X- oder Y-Achse der Maschine ausgerichtet wird. Diese Positionierung kann für inner, beispielsweise im Moment der Montage der Maschine, vorgenommen werden.

Die seitlichen Nuten, die parallel zur Unterseite der Schienen verlaufen, besitzen im allgemeinen einen gleichbleibenden Querschnitt, der irgendein Profil aufweisen kann. Er ist gleich für alle beweglichen Schienen und Gie Bezugsschiene, wenn gewünscht wird, Kulissenelemente zu verwenden, die sämtlich den gleichen beweglichen Fingertyp besitzen. Dieses Profil ist derart ausgebildet, daß es mit einem vorgegebenen Fingerprofil zusamenarbeitet, damit die Finger leicht durch eine transversale Bewegung in die Nuten eingeführt und herausgeführt werden können, d.h. ohne daß es notwendig ist, sie von einem Ende der Gleitbahn her einzuführen. Die Nut und der Finger müssen desweiteren derart profiliert sein, daß der Finger in einer präzisen Position auf dem Randbereich der Nut festgelegt werden kann.

Gemäß 6&idiagr;&Ggr;&igr;6&Ggr; bcSGndSrS bSVOrZüytön AüSführüTiySf&udiagr;&pgr;&Tgr;&igr; bcSitzt die

untere Begrenzungsfläche der Nut eine schräge Anlagefläche. Wenn auf den Finger eines Kulissenelementes nach unten eingewirkt wird, gleitet er längs der schrägen Fläche und bewegt sich auf diese Weise gegen die Flanken der Nut vorwärts. Die Seitenfläche des Kulissenelementes, von der der Finger vorsteht, wird auf diese Weise gegen die Schiene gezogen, wodurch eine Befestigung in präziser Position des Kulissenelementes sichergestellt wird.

Kulissenverbindungselemente erlauben das Montieren von beweglichen Schienen senkrecht zur feststehenden Schiene derart, daß ihre Unterseiten in der Bezugsebene (X, Y) sind. Sie erlauben auf diese Weise das Montieren von beweglichen Schienen senkrecht zu den ersten beweglichen Schienen, mobilen, hierzu paralleln Schienen.

Die Kulissenelemente können auch zur Abstützung von großen Werkstücken und Klamrnerblocken dienen, wobei deren Oberseite mit geeigneten Öffnungen versehen ist. Verbindungs- oder Ausfütterungsteile können vorgesehen sein, um die Klammern anzuheben, wenn das zu befestigende Werkstück zu hoch ist. Halterungen jeglichen geeigneten Profils können auf diesen EIe-

menten montiert werden, und zwar entweder über für die Klammern vorgesehene Stellen oder· durch seitliches Verschrauben. Man kann auf diese Weise Werkstücke irgendwelcher Form halten, sei es durch Spannen, Klammern oder durch Anlage an einem Anschlag, der an diesen Elementen vorgesehen ist. Es kann sich um nichtparallelepipedische Werkstücke, wie beispielsweise Zyilinder, handeln. Auf diese Weise können die Kulissenelemente der erfin-

JSmOiJCM vOmCin/Ung äüCii uäZü V6rW6riu6i. «cPucn, &pgr;&bgr;&Ggr;&Kgr;3 lüCKc ZU &igr; iXic-

ren, die keine plane Basis haben oder die keine Seitenfläche besitzen, die genau senkrecht zu einer planen Basis verläuft.

Der abnehmbare Trägeranschlag umfaßt eine Schulter zum höhenmäßigen Justieren des zu fixierenden Werkstücks und zum Anordnen derart, daß dessen Grundfläche sich in der Bezugsebene befindet. In dem Fall, in ·. dem die Grundfläche des Werkstücks einen geradlinigen Rand aufweist, kann ';: dieser Rand in einem Winkel angeordnet werden, der durch die Schulter des Trägeranschlags gebildet wird, und ist auf diese Weise mit Präzision mit einer der Bezugsachsen der Maschine ausgerichtet.

;, Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen Reiterbacken

einen Randbereich auf der Seite des Gelenks eines Backenteils ebenso wie eine Ausnehmung auf, die einen Randbereich an der gegenüberliegenden Seite 7 bildet; diese Randbereiche werden mit Präzision der gleichen Ebene angeordnet, wobei diese Ebene parallel zu ihrer Fläche ist, die dazu bestimmt I ist, der Bezugsschiene zugewandt zu sein. Desweiteren befindet sich diese I Ebene im gleichen Abstand von dieser Fläche für beide Backen eines glei-5 chen Paares. Auf diese Weise erlaubt es in dem Fall, in dem ein Werkstück

&igr;«' eine Fläche senkrecht zu seiner Grundfläche aufweist, das Profil von Bak-

I ken, diese derart anzuordnen, daß diese Fläche genau parallel zu der Flä-

I ehe der Schiene verläuft, die die Nut trägt. Wenn das Werkstück einen

P rechter" Winkel aufweist, kann es mit Präzision entsprechend dem Bezug-

£ Sachsensystem der Maschine positioniert werden.

I Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Backe dazu die-

I nen, zwei Werkstücke zu spannen, wobei eines in Anlage an dessen Ausneh-

I mung gelangt, während das andere durch das Backenteil gepreßt wird. Meh-

\ rere derartiger Backen können in Reihe auf der gleichen Schiene montiert

I werden und verschiedene Werkstücke von unterschiedlichen Formen und Ab-

I messungen spannen. Der Abstand zwischen zwei Backen kann um 13 mn bis

§ praktisch zur Länge der Schiene variieren. Da sie sehr wenig Platz ein-

&psgr; nehmen, kann man auf diese Weise die gesamte Länge der Schienen, die zur

Arbeitsfläche angeordnet sind, verwenden, um eine maximale Anzahl vor, Werkstücken zu positionieren.

Es können auch andere Kulissenelemente unterschiedlicher Typen verwendet werden, die jedoch immer den Finger und den Anschlag aufweisen, die sie längs einer Schiene in einer präzisen Position festlegen, etwa ein Element ohne Auf 1aneanschlag, jedoch mit einem Zentrierauge, um die Drahtelektrode einer Elektroerosionsmaschine auszurichten, oder mit einem Organ, das es ermöglich!", beispielsweise ein dünnes Werkstück zwischen einem Auflageanschlag und einer Klammer einzuklemmen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1a, 1b und 1c zeigen schematisch das seitliche Spannen eines Werkstücks zwischen zwei Backen mit einer erfindungsgemäßen Fixiervorrichtung.

Fig. 2a bis 2h betreffen Ausführungsformen der Nut und des beweglichen Fingers, der mit einem festen Anschlag zusammenarbeitet, wie sie erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind.

Fig. 3a und 3b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verbindungselementes, das zwischen zwei senkrecht zueinander angeordneten Schienen montiert wird.

Fig. 4a bis 5b betreffen verschiedene Klammerelemente, die vorteilhaft im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbar sind.

Fig. 5c zeigt schematisch ein Kulissenelement mit einem Zentrierauge.

Fig. la zeigt ausschnittweise eine Schiene 1, einen abnehmbaren Anschlag 2 und zwei Backen 3 und 4, von denen eine, die Backe 3, sich in einer Stellung zum Eiifädeln in die Nut 5 der Schiene 1 befindet. Die Basis der Schiene 1 befindet sich in einer Bezugsebene (X, Y). Der Anschlag 2 ist an seiner Basis durch eine doppelte Schulter 10 und 11 verlängert und besitzt einen Finger 9, der genügend klein ist, um von der Frontseite her in die Nut 5 eingeführt zu werden. Es genügt, eine Schraube 12 zu betätigen, um den Finger 9 gegen den Anschlag 10 abzusenken, bis der Finger 9 und der Anschlag 10 den Abschnitt 13 der Schiene I fest einspannen, wodurch der Anschlag 2 an dieser Stelle der Schiene 1 festgelegt wird. Die

ODerseite 14 des Anschlags 11 befin^t sich dann in der Verlängerung der Grundfläche der Schiene 1, d.h. in der Bezugsebene (X, Y), (vergleiche auch Fig. 1b). '.&tgr;&igr; die Lebensdauer des Kopfes der Schraube 12 zu verlängern, ist dieser vorzugsweise tief ausgenommen.

Jede der Backen 3 und 4 umfaßt ein Backenteil 7, das um ein Gelenk 15 schwenkbar ist. Ein Steg 6, dessen Profil korrespondierend zu cier^jenigen der Nut 5 ausgebildet ist, ermöglicht es den Backen 3, 4, längs der letzteren verschoben zu werden. Die Länge der Schrauben 16, die den Steg 6 mit der Backe 3 bzw. 4 verbinden, wird derart eingestellt, daß letztere mit der Seitenfläche der Schiene 1 in Kontakt gelangt, wenn der Steg 6 sich in Eingriff mit der Nut 5 befindet. Die Backen 3 und 4 besitzen eine Ausnehmung 8, die zur Aufnahme einer der Kanten des zu spannenden Werkstücks dient. Sie besitzen ferner an dem das Gelenk 15 tragenden Winkel eine Kante 19 in der gleichen Ebene wie die Fläche 18 der Ausnehmung 8, wobei diese Ebene parallel zur Stirnseite der Schiene 1, die die Nut 5 tragt, verlauft.

In Fig. 1b sind dieselben Elemente wie in Flg. 1a beim Spannen e:nes Werkstücks 20 dargestellt.

Die Backe 4 ist bereits in die Nut 5 eingeführt und in dieser ir:**.e!3 einer Schraube 27 festgelegt. Das Werkstück 20 stützt sich an der Schulter 11 des Anschlags 2 und gegen die Fläche 18 der Ausnehmung 8 der Backe 4 ab. Dann wird die Backe 3 in die Nut 5 eingeführt und gegen das Werk stuck 20 mittels der Schraube 27 festgelegt. Eine Kante des Werkstücks 20 gelangt, auf diese Weise in Eingriff mit dem Randabschnitt 19 der Backe 3. Durch Betätigung des Backenteils 7 der Backe 3 mittels der Schraube 25 wird das Werkstück 20 zwischen der Ausnehmung 8 der Backe 3 und dem Bakkenteil 7 der Backe 4 eingespannt. Die Grundfläche des Werkstücks 20 stutzt sich auf der Fläche 14 des Anschlags 2 ab, der sich in der Ebene (X, Y) und damit in der Bezugsebene befindet. Das Werkstück 20 wird auf diese Weise in seiner Höhe justiert. Zwei Kanten u»s Werkstücks 20 gelanqon jn Finqrjff mit &eeacgr;&ogr;&eegr;\ Rwitoprplrh 19 pjnpr «1pr B^rk^n tinn ncr Flärhp 18 '',< ' AiMr- ' 'jfi'j H <\&igr;·&igr; /&igr;&pgr;&Iacgr;'&tgr; "fi fi<i<k< >; &Iacgr;I <■ H.i'h*= 1/ &Iacgr;<?', W<^rk ot.ijck', 20, 'I]" \\ⁱ .'■ K-iM'-fi /"f I; &igr; H'|ot. , i',t »ii)f &Iacgr;&igr; "v? W'¹;'," 'j'-rMU IMmIIH /u ff⁽ⁱr V:it< >ni.i'lii '/} <\< < v ( j <--r-, r. \ f)jp K'iritr ;v '">"'■ W't k', rijrk . ','(), <\i" 'jf.mH n'.-iin mit

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der Tiefe der Ausnehmung 8), der Abstand zwischen der Fläche 17 des Werkstücks 20 und der Schiene 1 und daher der Achse X vollständig bekannt, dies ist der Abstand 1.

fig. ic zeigt das Werkstück 20 noch dem Spann«*?: ■■,;-.- Anschlag 2 ist leicht entfernt durch einfaches Lösen der Schraubt' 12 und Herausnehmen * des Anschlags L äui <Jer Nut 5. Der Z* i seven raum zwischen der Fläche *·7 des * Werkstücks 20 und der Schiene 1 (mit der Breite 1) ist für eine derartige transve -ale Bewegung des Anschlags 2 ausreichend. Wenn t Abmessungen des Anschlags 2 kleiner als der Abstand 1 sind, wird der Anschlag 2 durch das Werkstück 20 gegen die Serene 1 gespannt. Desweiteren ist der An- L schlag 2 genvgond klein (oder der Abstand 1 genügend groß), damit genügend * Platz zwischen dem Werkstück 20 und der Schiene 1 zum Lösen des Fingers 9 4 des Anschlags 2 aus der Nut 5 ist, um den Anschlag 2 freizugeben. Die Ar- | beitsfläche ist auf diese Weise gänzlich frei. Ohne irgendein Hindernis i hat man Zugang zu Bearbeitungs- oder Meßorganen für das Werkstück 20. \

Irgendeine Einstellung der Ausrichtung ist nicht notwendig. Der i Rand 22 des Werkstücks 20 befindet sich in der Bezugsebene (X, Y); er ist parallel zur Achse X ausgerichtet und besitzt einen Abstand 1 zu dieser. f Der Fehler in bezug auf die Bezugskoordinaten der Maschine ist kleiner als | 10&mgr;&pgr;&igr;. &Igr;

Wenn das Werkstück 20 groß ist, kann man zwei Paare von Backen T verwenden, die an den vier Ecken des Werkstücks 20 positioniert werden, ^ und gegebenenfalls weitere Anschläge 2 zwischen den beiden Backen eines ;; Paares vorsehen. Man erreicht auf diese Weise ein Spannen eines Werkstücks in vier Backen in wenige- als 5 min., wobei die Positionierung mit der '\ vorstehenden Präzision vorgenommen wird- *

Die Fig. 2a und 2b zeigen eine Ausführungsform der Nut 5 der Schiene 1 und des Fingers 9 von abnehmbaren Kulissenelementen, die beson- '\ ders bevorzugt sind. Die Form des Fingers 9 ist derart, daß er transversal in die Nut 5 eingeführt werden kann und daß dann, wenn auf ihn ein Zug nach unten durch Anziehen der Schraube 12 ausgeübt wird, der Finger 9 bezüglich der geneigten Fla'he 23 des Rande:; der Nut 5 gezogen wird, d.h.
sowohl g^gen den Arne Id^ 10 als auch gegen die Flanken der Nut 5, wie in
Fig. 21) dargestellt, ist. Dies hat eine doppelte Konsequenz: der Anschlag
10 wird gegen di<> Grund'lache der Schiene 1 gedrückt und der Körper 24 des
abnehmbaren und verschiebbaren Elements wird gegen die Seitenfläche 21 der
'.<;hieri<> &igr; gedrückt. Der finger '^: kann -in welchem KuI iss< nelement arch im-

mer montiert seine Befestigung in der Nut 5 und sein Entfernen hieraus sehr leicht, sicher und sehr schnell ermöglichen. Es ist nicht notwendig, ihn von einem Ende der Nut 5 her einzuführen; er kann transversal an irgendeine Stelle 4er Nut 5 geschoben werden. Er kann ^i als abnehmbarer Anschlag wirken, der es ermöglicht, das festzuspannende Wc.kstück höhenmäßig zu justieren, als auch als ein Verbindungselement zum Montieren von zwei zueinander senkrechten Schienen oder eines uberbrückungselementes oder eines eine Zentrieröffnung tragenden Reiters wirken.

Die Flsnk?· der Nut ^r der Schiene 1 haben Trapezform; ein derartiges Profil ist besonders orteiihaft, da es die Herstellung der Schiene erleichtert und deren Kc .-sn senkt Während der Herstellung ^iner Schiene «us rostfreiem Stahl mit einer :m Schnitt rechteckig-n Nut von klassischem Profil (vergleiche Fig. ^c;, ist _s srhwierig und teuer, die Hinters'/hneidungen 26 herzustellen. Im Gegensatz dazu ist es, wie die Figuren 2d bis 2f zeigen, möglich, eine Nut mit trapezförmigen Flanken in beispielsweise drei ^:rässchritten, herzustellen. Andere polygonale Formen sind ebenfalls in Betracht zu ziehen. Sie müssen nicht zwingend symmet-.',sch in bezug zur Mittelebene der Schiene 1 sein.

Desweiteren erlaubt es diese Herstellungsmethode, Abstützflächen mit einer schräg einwärts gerichteten Neigung 23 zu erhalten, und ;' vorstehend hat man die Rolle gesehen, die letztere beim Festlegen der Elemente mit dem Finger in der Nut spielt. Sie erlaubt auch in bestimmten &ldquor; Ausführungsformen eine präzise Fixierung von Backen gegenüber der Schiene

unter Vermeidung eines transversalen Spiels. Die horizontalen Bereiche 29

können die Rolle der Anlagefläche für bestimmte Typen von Fingern spielen, ' wie in Fig. 2g dargestellt ist.

Fig. 2g stellt den Schnitt eines Elementes dar, das zwei An v schlage 28 aufweist, die auf der einen und anderen Seite eines beweglichen

Fingers 9 angeordnet sind. Letzterer kann vom gleichen Typ sein wie der-

jenige, der in den Figuren 2a und 2b dargestellt ist. Der Schnitt er-

R streckt sich in einer Vertikal ebene, die durch einen der Anschläge 28

verläuft. Das Element 24 weist nicht mehr den Anschlag 14 du^". Wenn der

Finger 9 längs der unteren Neigung 23 gedrück^f wird, indem die Schraube 12

betätigt wird (in Fig. 2g nicht dargestellt), &psgr; langen die Anschläge 28 in Eingriff mit der oberen Stützfläche 20, währpnd der Körper 24 gegen die Schiene 1 gedrückt wird. Diese Variante besitzt einen groß &pgr; Vorteil, si'· besitzt kpino Anschl-iy mehr, die an der Grundfläche der Schiene vorste

- &iacgr;&ogr; -

hen. Die Bezugsebene ist auf diese Weise ebenfalls gänzlich von Hindernissen frei. Sämtliche Befestigungsorgane befinden sich in der Nut.

Es ist ferner möglich, daß sich der Finger an der oberen Schrägfiache abstützt, während sich ■*· Anschläge an den unteren Abstützflächen 29 abstützen.

Fig. 2>. zeigt eine dritte mögliche Variante.. Hierbei besitzt das abnehmbare Element 24 einen Anschlag 50, der an seiner Oberseite verlängert ist. Wenn der Finger 9 entlang der unteren Schiff lache 23 gedruckt wird, indem die Schraube 12 betätigt wird, gelangt der Anschlag 50 in Eingriff mit der Oberseite der Schiene 1; der Körper 24 des Elements wird hierdurch gegen die Stirnseite der Schiene 1, die die Nut 5 trägt, gedruckt. Diese Variante kann ebenfalls sehr zufriedenstellend sein, wenn gewünscht wird, eine Auskragung in bezug auf die Ebene, Gie durch die Grundfläche der Schiene 1 definiert wird, zu vermeiden.

Fig. 3a zeigt ausschnittweise eine Bezugsschiene 1, die auf zwei Pfeilern 30 aus Granit befestigt ist, die parallel auf dem (nicht dargestellten) Arbeitstisch einer numerisch gesteuerten Maschine angeordnet sind. Nur der Pfeiler 30 ist dargestellt. Die Kante 31 der Grundfläche 32 der Schiene 1 ist mit Präzision entsprechend einer der Bezugsachsen der Maschine ausgerichtet. Bei diesem Beispiel handelt es sich hierbei um die X-Achse. Die Grundfläche 32 stimmt mit der Bezugsebene übere-in, die durch die X-Achse und eine weitere Bezugsachse, hier die Y-Achst, definiert wird.

Eine Schiene 37 soll senkrecht zur Schiene 1 an dieser befestigt werden. Die Grundfläche eines Verbindungselementes 33 ist durch zwei Schultern 35 und 36 verlängert. Es weist ferner zwei Finger auf, von denen einer, nämlich der Finger 34, in Fig. Zt sichtbar ist. Die Finger und die Schulter 35 spielen die gleiche Rolle wie der Finger 9 und die Schulter 10 des Anschlags 2 gemäß Fig. 1 oder des Elements 24 gemäß Fig. 2.

Fig. 3b zeigt die Elemente von F'i~. 3a zusammengebaut. Die Grundfläche der Schiene 37 wird in Anlage an den Anschlag 36 des Verbindur: jselements 33 gebracht. Die Grundfläche befindet sich daher in rj°r gl< ich^n Ebene wie die Oberseite des Anschlags 36. Die Schiene 37 wi.d ir, dl'-3er Position durch BeMtK^n der ^r,^r.h rauben 40 und 41, die mit. Orqanc^n

C / I in rl ^R iac JorhlnHnnnrt! mont r T] ir-. &Ggr; i n/-i>- I < f &ldquor;~ 1 ,&ldquor;&ldquor;&ldquor;&ldquor; K~t..^l...» &Pgr;

werden die finger 34 des V' &tgr;&bgr; &igr; ndunqselements 33 in die Nut 5 d^r Beinschiene 1 einqöfijhrt und festgestellt, indem di^£: Schrauben 38 und 39. wie

im / &Lgr;&iacgr;&idiagr;&Ggr;&Tgr;&EEgr;&Ggr;&Kgr;'&pgr;&Igr;&igr;.&idiagr;&Mgr;&Iacgr; &igr;&igr;&pgr;. I I¹J. ,' !.1'¹V.Iu &igr;'¹I)(¹Ii. &Igr;;&iacgr;>&iacgr;.,&iacgr;&idiagr; i'jt. w^rdon, IH r Anschlag 35 qn [.jngt. in An 1 <i«je unler die jchienc 1. Die ULerseKe des Aribcliloys 36 isL in der Verlängerung derjenigen des Anschlags 35 und befindet sich daher ebenfalls nun in der Bezugsebene ebenso wie <Ue Grundfläche der Schiene 37.

Wie die Bezugsschiene 1, weist die Schiene 37 zwei Längsnuten 4Z und 43 im Bereich der Seitenflächen auf. Durch die Verbindung mit der Schiene 1 werden diese nicht beeinträchtigt. Wenn es jedoch wünschenswert ist, ein Werkstück zu befestigen, das Zuflucht nimmt zu Backen oder zu Klammerblocken, die im rechten Winkel angeordnet sind, ist es vorteilhaft, eine Schiene 37 zu verwenden, die eine Nut 42 vom gleichen Profil aufweist, die im gleichen Abstand von der Grundfläche der Schiene 37 wie die Nut 5 der Schiene 1 angeordnet ist.

Die Figuren 4 und 5 beziehen sich auf verschiedene abnehmbare KuI issenelemente, die sämtlich wenigstens mit einem Finger 9 oder 34 versehen sind, df-r mit einem Anschlag (10 oder 35) zusammenarbeitet, um ein schnelles AnI -ingen und Abnehmen bezüglich der Schier<;n zu ermöglichen. wie vorstehend beschrieben, genügt es, den Finger in die Nut transversal einzuführen dzw. herauszunehmen und die Schraube oder Schrauben (12 oder 38 und 39) anzudrehen oder zu lösen, um auf die Position des vertikal beweglichen Fingers einzuwirken.

Das im Zusammenhang mit Fig. 3a beschriebene Element 33 umfaßt Offnungen, die es ihm ermöglichen, Klammern 44 und 45 zu befestigen, um ein Werkstück zu halten, das sich auf dem Anschlag 36 abstützt. Beilageblöcke 46 können zwischen dem Element 33 und den Klammern 44 und 45 angr · ordnet sein (Fig. 4s und 4b). Zum Halten eines zu bearbeitenden dünnen Werkstucks 50 können ein oder mehrere Anschlagelemente 49 (Fig. 4c und 5b) verwendet werden.

Um ein zylindrisches Werkstück 54 zu halten, kann man den gleichen Klammerblock 33, wie er vorstehend beschrieben wurde, mit einer Halterung 51 verwenden, die direkt mit diesem verschraubt ist. Die eine der planen und kreisförmigen Grundflächen 55 des Werkstücks 54 wird vertikal gegen das Element 33 durch Einspannen zwischen der Halterung 51 und dem Anschlag 36 gehalten (Fig. 5a).

Ein während der Bearbeitung verwendetes Organ, wie die Zentrieren 60, kann auf einem Reiter 56 befestigt werden, der selbst mit einem üter eine Schraube 12 beweglichen Finger 9 und einem Anschlag 10,

wie vorstehend beschrieben, versehen ist.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele zeigen, daß es zum Fixieren eines zu bearbeitenden oder zu vermessenden Werkstücks in einer Bezugshöhe genügt, ddß es eine plane Fläche längs einer seiner Ränder oder wenigstens auf eimern Toil seiner Grundfläche derart umfaßt, daß sie sich ajf der Schulter von verschiedenen an der Vorrichtung vorgesehenen Reitern abstutzen kann. Dies ermöglicht das Justieren des Werkstücks längs einer der Bezugsachsen der Maschine, im allgemeinen der vertikalen Z-Achse, und es mit Präzision in bezug auf eine Bezugsebene zu orientieren, im allgemeinen die horizontale Ebene (X, Y), die durch die beiden anderen Achsen X und Y der Maschine definiert werden. Auf diese Weise lassen sich auch gut Werkstücke fixieren, deren beide benachbarten Flächen einen rechten Flächenwinkel bilden, wie beispielsweise bei Zylindern.

Die Vorrichtung ist daher zum Befestigen eines auf piner numerisch gesteuerten Maschine zu bearbeitenden oder zu vermessenden Werkstücks, nachdem dieses entsprechend den Bezugskoordinaten der Maschine ausgerichtet ist, äußerst geeignet, weil das Werkstück nur geringen Beanspruchungen hierdurch ausgesetzt wird. Die Schienen und die verschiedenen Typen an Reitern werden aus einem genügend robusten und festen Material hergestellt, um ein Aufspannen von schweren Werkstücken zwischen den Schienen der Vorrichtung zu ermöglichen, wobei diese auf den Anschlägen der Reiter ruhen, oder indem sie durch Spannen gehalten werden, rostfreier Stahl mit guter Festigkeit ist beispielsweise geeignet.

Bestimmte Vorteile der Vorrichtung wurden bereits vorstehend erwähnt. Sie ermöglicht es, die zu bearbeitende Fläche gänzlich frei für den Zugriff durch Organe des Bearbeitungs- oder Meßkopfes zu halten, der sehr nahe oder in Kontakt mit dieser Fläche steht. Es ist nicht mehr notwendig, das Remontieren des Kopfes zu steuern. Man kann problemlos die Ränder des Werkstücks bearbeiten. Jegliches Risiko der Kollision mit Hindernissen, wie die verschiedenen Werkzeugelemente, die über den Schienen von bekannten Vorrichtungen montiert sind, wird eliminiert.

Bei bestimmten Ausführungsformen befinden sich sämtliche Befestigungsorgane in der Nut der Schienen. Auf diese Weise werden alle Hindernisse oder Vorsprünge unter der Grundfläche der Schienen, d.h. unter der Bezugsfläche, beseitigt.

Die Montage und Demontage der verschiedenen Elemente, die zum Festlegen des Werkstücks dienen, ist schnell und leicht.

Die Ausrichtung des Werkstücks entsprechend den Bezugskoordinaten der Maschine wird ohne jede Justierung realisiert. Es genügt, die Position der Bezugsschiene ein für allemal einzustellen. Es ist nicht notwendig, eine Vorjustierungsstation zu verwenden, wo ein bedeutender Zeitverlust durch Handarbeit und ein entsprechender Platzbedarf entsteht.

Die in die Schienen der Vorrichtung eingebrachten Nuten können entsprechend bestimmter Ausführungsformen mit einfachem Schnitt allein durch beispielsweise drei aufeinander folgende Fräsungen realisiert werden.

Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist ihr modularer Aufbau, ihre Flexibilität und ihre Entwicklungsfähigkeit: nur wenige Arten von Kulissenelementen, die untereinander kombiniert werden können, sind ausreichend, um Werkstücke sehr unterschiedlicher Abmessungen und Formen zu halten. Zahlreiche Werkstücke sehr unterschiedlicher Formen und Abmessur gen können in Serie auf der gleichen Schiene montiert werden, zumal die Backen der Vorrichtung nur einen geringen Platzbedarf besitzen. Die Vorrichtung kann auf allen Maschinentypen montiert werden. Man kann andere Reitertypen entwickeln, die geeignet sind, Werkstücke mit besonderen Formen oder verschiedene Organe zu halten, bevor sie in Beörbeitungs- oder Meßbereichen fixiert werden. Die verschiedenen Elemente der Vorrichtung können mit denjenigen von konventionellen Systemen kombiniert werden. Die Vorrichtung ermöglicht es ferner, das Werkstück auch durch Einspannen zwischen Backen, etwa durch Klammern oder durch Kombination des Einspannens durch Backen und durch Klammern oder durch Einspannen zwischen einem Anschlag und einer Klammerhalterung oder durch Spannen und Anliegen gegen einen Anschlag zu halten.

Claims (17)

ANSPRÜCHE

1. Befestigungsvorrichtung zum Positionieren eines Werkstücks entsprechend dem Bezugssystem einer numerisch gesteuerten Maschine zum Bearbeiten oder Messen und zum Halten in Position, umfassend

- eine feststehende Bezugsscniene mit wenigstens einer seitlichen Nut und einer Unterseite, die in der durch zwei Bezugsachsen der Maschine definierten ßezigsebene positioniert ist.

- Reiter, die Organe aufweisen, die mit der Nut zum Verschieben und zum Festspannen längs der Bezugsebene ausgebildet sind, wobei die Reiter ein Backenteil zum seitlichen Halten jes Werkstücks aufweisen und

- abnehmbare Trägeranschläge, umfassend

a) einen Finger zum Eingriff mit der Nut der längs letzterer verschiebbar und feststellbar ist und mit einem aus der Nut entsprechend einer transversalen Bewegung zu letzterer herausziehbaren Profil versehen ist, wenn das zu befestigende Werkstück gespannt ist, und

b) einen Anschlag zum Stützen des Werkstücks vor und während des Spannens, der derart ausgebildet ist, daß seine Überseite sich in der Bezugsebene befindet, wenn die Trägeranschläge längs der Schiene festgelegt sind.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Schiene auf der Grundfläche der Maschine so positioniert ist, daß die seitliche Nut der Bezugsschiene parallel zu einer der Koordinatenachsen des Bezugssystems der Maschine verläuft.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zweite mobile Schiene zum parallele^ oder senkrechten Montieren zur Bezugsschiene vorgesehen ist, die einen Querschnitt mit gleicher Geometrie wie die Bezugsschiene aufweist und mit wenigstens einer seillichen Nut des gleichen Profils wie diejenige der Bezugsschiene versehen ist.

4. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verbindungselement zum Halten einer mobilen Schiene senkrecht zur feststehenden Schiene oder an einer anderen mobilen Schiene derart vorgesehen ist, daß seine Unterseite in der gleichen Ebene wie die Unterseite der bereits in Bezugsposition befindlichen Schiene ist.

5. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, rch gekennzeichnet, daß wenigstens eine mobile Schiene senkrecht zur

feststehenden ß^zugsschiene oder an einer anderen in ßezugsposition befindlichen mobilen Schiene derart befestigt ist, daß die seitlichen Nuten sich in einer Ebene parallel zur Bezugsebene befinden.

6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein Kulissenelement ist, das einen nach oeiden Seiten verlängerten Anschlag an seiner Unterseite und wenigstens zwei Finger aufweist, die sich von einer Seitenfläche aus erstrecken, wobei der Anschlag und die finger derart ausgebildet sind, daß die Finger in der Nut einer Schiene verschiebbar und festlegbar sind, wehren der Anschlag an die Unterseite der Schiene in Anlage gelangt.

7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein Kulissenelement ist, da: wenigsten: einen Finger, der sich von einer der Seitenfläche hiervon erdrückt und in der Nut der Schiene verschiebbar und fectiegbar :st, und zwei Anschi-j'je aufweist, die auf der einen und anderen Seite des Fingers in einer Ebene parallel zu der Nut angeordnet sind und beim Festlegen des Verbindungselemente gegen eine Anlagefläche in einem der Randbereiche der Nut der Schiene in Anlage gelangen.

8. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein Kulissenelement ist, das wenigstens einen sich von einer der Seitenflächen aus erstreckenden Finger, der in der Nut der Schiene verschiebbar und festlegbar ist, und wenigstens eine Anschlag umfaßt, der seine Unterseite verlängert und mit der Unterseite der Schiene beim Festlegen In Eingriff gelangt.

9. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Randbereiche der Nut eine schräge Anlagefläche aufweist.

10. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger, die die KuIissenolemente wie die abnehmbaren [ r .i'jf-r.)' ■' M'j'j" und '])'■ V'-r i)\ u'inwj'.i -I'writ ■ aufweisen, derart profili'-rt. 'iri'I, '!&iacgr;(·, ', ,'■ f]ijr'h <\\\<- t r .jrr, /fr ',o J '· (',< &mgr;<·']<&igr;&ggr;,'} /ur Nut. &igr; &eegr; <\<r V.hj'h'- in '!i<-v· <·&Igr; r &igr; f uhr t,,jr uri'l -nr, <\, <-vr he r ,lU'.nrhrril/'ir &mgr;&pgr;&Iacgr;, l"i'Jit. i-id'j', d"r fill &ngr; r ■/dl'·&Igr;&Lgr;;>&iacgr;&Ggr; uri'l (in· l'r.i/i'., ion in d'-r flui. f' '. Ueybar ·, iri'J. wenn r-ine K |r &bull;Mint' r -i^f' ^)Uf &Iacgr;&iacgr; I I i-fricnt.f· ,luvjouh». wir-;, d i'.- dj'- Mfi'j'-f &psgr;-'jr-n <\\c ·,· lir ■)']'■ Auf I 'i'J<-l I .' .'&igr;'· 'Ir U' k t. .

11. Bestigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenelemente mit einer ihrer Seitenflächen gegen die Seitenfläche der die Nut aufweisenden Schiene ziehbar sind.

M. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch IG ode* ü, dadurch gekennzeichnet, deß die Ku!isienelemente wenigstens einen festen Ansc! *g und wenigstens einen bezüglicn des Anschlags beweglichen Finger auft^isen, der den Anschlag gegen die Unter- oder Oberseite der Schiene oder eine Abstüt?. 3che in einem c*t Randbereiche der Nut durch Festi^n in der Nut spannt.

13. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekc^:&mdash;sichnet, daß die Flanken der in der Schiene angebrachten Nut eine Trapezform besitzen.

14. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kulissenelement an seiner Oberseite Öffnungen zur Aufnahme von Klammern oder Klammerhalterungen zum Halten eines Werkstücks durch Klammern aufweist.

15. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kulissenzubehör mit einem Finger gemäß Anspruch 10, einem Anschlag an der Seite, an der der Finger vorsteht, zur Anlage an einer Anlagefläche auf der Schiene beim Festlegen des Fingers in der Nut der Schiene und eine Zentrieröse umfaßt, die seine Oberseite an der dem Finger und dem Anschlag abgewandten Seite verlängert.

16. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kulissenzubehörteil mit einem Finger gemäß Anspruch 10, einem Anschlag, der seine Unterseite zu der Seite, wo der Finger vorsteht, verlängert und an der Unterseite der Schiene durch Festlagen des Fingers in der Nut der Schiene in einer vorgegebenen Position anliegt, und eine Schulter aufweist, die zur gegenüberliegenden Seite vorsteht und in einem Anschlag endet, der in der gleichen Ebene wie der erste Anschlag sich erstreckt, wobei durch die Schulter eine Klammer zum Halten der Grundfläche eines Werkstücks geringer Dicke in der Bezugsebene

17. Befestigungsvorrichtung rwich einem der Ansprüche 10 bis 16, K'kenrv'ictifKH, d<iß 'lie Klemmkmft zum Festlegen der Kuli

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