DE9203992U1 - Vorrichtung zum Ankuppeln eines Werkstückes oder eines Werkzeuges an eine Werkzeugmaschine, insbesondere einer Elektrode an eine Funkenerosionsmaschine - Google Patents

Description

Hirschmann GmbH
Kirchentannenstraße 9
7239 Fluorn-Winzeln 1

Vorrichtung zum Ankuppeln eines Werkstückes oder eines Werkzeuges an eine Werkzeugmaschine, insbesondere einer Elektrode an eine Funkenerosionsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum Ankuppeln eines Werkstückes oder eines Werkzeuges an eine Werkzeugmaschine, insbesondere einer Elektrode an eine Funkenerosionsmaschine.

Mit derartigen Vorrichtungen können z. B. Werkzeugelektroden sehr exakt mit hoher Wiederholgenauigkeit an einer Funkenerosionsmaschine befestigt und ausgerichtet werden.

Die Erfindung geht von dem System H für Senkerodiermaschinen der Anmelderin aus, wie dieses zum Beispiel im Katalog 3890 der Firma Hirschmann GmbH 7239 Fluorn-Winzeln 1 beschrieben ist.

Nach diesem System weist die Kupplungsvorrichtung einerseits eine Spanneinrichtung, nachstehend Spanner genannt, der mit der Funkenerosionsmaschine verbunden ist, und andererseits einen die Elektrode halternden Träger auf, der mit dem Spanner mittels eines zentralen axialen Spannzapfens kraftschlüssig, drehfest und in seiner Relativlage exakt reproduzierbar kuppelbar ist. Die exakte Reproduzierbarkeit wird

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bei diesem System dadurch erreicht, daß die Kupplungsteile von Spanner und Träger kreuzförmig angeordnete, senkrecht zueinander stehende, deckungsgleiche prismatische Nuten aufweisen, in welche Zentrierrollen derart eingelegt sind, daß sie mit den einander zugeordneten prismatischen Nuten des Spanners und des Trägers jeweils in Linienberührung stehen.

Ähnliche Systeme sind zur Zentrierung von Werkstückträgern, also Paletten, bekannt.

Bei diesen Systemen erfolgt die Ausrichtung des Trägers oder der Palette in der zur Axialrichtung senkrecht stehenden X-Y-Ebene und in Axial-, also Z-Richtung ausschließlich mittels der Zentrierrollen, welche die prismatischen Nuten beider Kupplungsteile, also des Trägers und des Spanners, linienförmig berühren. Die linienförmige Berührung führt zwangsläufig zu einem relativ hohen Flächendruck, der bei Überbelastung zu Ungenauigkeiten im &mgr;-Bereich führen kann. Auch wirken sich Verschmutzungen oder Beschädigungen der Zentrierrollen auf die Einstellgenauigkeit und damit die Reproduzierbarkeit negativ aus. Da gerade bei Funkenero- (?% sionsmaschinen extrem hohe Genauigkeiten in der Positionierung der Elektrode oder des Werkstückes gefordert werden, soll mit vorliegender Erfindung die Präzision noch verbessert werden.

Gelöst wird ' diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung erfolgt die Ausrichtung des Trägers oder der Palette in der X-Y-Ebene in an sich bekannter Weise mittels der in die prismatischen Nuten

eingelegten Zentrierrollen. Die Ausrichtung in Axial- also Z-Richtung erfolgt dagegen mittels exakt bemessener Anlageflächen der Kupplungsteile, welche beim Einkuppeln nach Positionierung in X-Y-Richtung aneinander anliegen. Realisiert ist diese Erfindungsidee dadurch, daß die prismatischen Nuten nicht in eine starre Fläche eingearbeitet sondern von federnden Backenpaaren gebildet sind. Beidseitig dieser Backenpaare sind die Anlageflächen angeordnet.

Beim Kupplungsvorgang, bei welchem die Kupplungsteile axial ^;■-·■■ gegeneinander gefahren werden, erfolgt zunächst eine Lage- Orientierung in Drehrichtung - also in der X-Y-Ebene mittels der zunächst noch nicht gespreizten Backenpaare. Werden die Kupplungsteile gegen die Federwirkung der Backenpaare weiter gegeneinander gefahren, kommen deren axiale Anlageflächen miteinander zur Anlage, wodurch die Orientierung in Z-Richtung erfolgt. Da die Anlageflächen verglichen mit den Anlagelinien der Zentrierrollen groß sind, ergibt sich ein wesentlich geringerer Flächendruck.

Konstruktive Einzelheiten der Kupplungsteile, insbesondere der Backen, sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Besonders vorteilhaft läßt sich der erfindungsgemäße Vorschlag bei der bekannten Vorrichtung realisieren, bei welcher der Werkzeugträger mit einem zentralen axialen Spannzapfen an einem Spanner mit zentraler Spannzapfenaufnahme verriegelbar ist, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Träger im Grundriß die Form eines Quadrates hat. Bei einer derartigen Konstruktion können die federnden Backenpaare in den Eckbereichen der Palette diametral zueinander mit diagonal verlaufenden prismatischen Nuten angeordnet werden. Gegenüber einer kreisscheibenförmigen Palette wird bei dieser Anordnung bei gleichem Platzbedarf die

Genauigkeit und die Belastbarkeit auch in der X-Y-Ebene erhöht, da bei gleichem Platzbedarf der Abstand der auf der Diagonalen angeordneten und in den Backenpaaren befindlichen Zentrierrollen gegenüber dem Abstand der bei einer Rundpalette angeordneten Zentrierrolle um den Faktor \i2 größer ist. Zweckmäßigerweise sind derartige federnde Backenpaare in allen vier Eckbereichen der quadratischen Palette paarweise diametral zueinander angeordnet.

Die Ausbildung der prismatischen Nuten an derartigen federnden Backenpaaren bedingt weiterhin einen Reinigungseffekt, da beim Eintauchen der Zentrierrollen in die hierbei aufzuspreizenden Backenpaare etwaige oberflächliche Verschmutzungen beseitigt werden.

Um auch die axial orientierten Anlageflächen von die Präzision verschlechternden Schmutzpartikeln freizuhalten, ist es gemäß Anspruch 7 empfehlenswert, diesen Reinigungsdüsen zuzuordnen, über welche beim Ankuppeln Druckluft eingeblasen wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten (p. Ausführungsbeispiels, das in den Zeichnungen dargestellt ist, im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Figur 1 Seitenansicht von Palette und Palettenspanner im ausgekuppelten Zustand,

Figur 2 Seitenansicht von Palette und Palettenspanner im eingekuppelten Zustand,

Figur 3 Aufsicht der Palette gemäß Figur 1,

Figur 4 Untenansicht des an einer Funkenerosionsmaschine angebrachten Palettenspanners,

Figur 5 Ausschnitt einer vergrößerten Seitenansicht

der Kupplungsteile von Palette und Palettenspanner im ausgekuppelten Zustand und

Figur 6 Anordnung gemäß Figur 5 im eingekuppelten

Zustand.

Die aus den Figuren 1 und 2 erkennbare Kupplungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Palettenspanner 10 und einer Palette 30. Der Palettenspanner 10 ist bestimmungsgemäß an einer Funkenerosionsmaschine befestigt, deren Pinole 40 in der Zeichnung angedeutet ist. Innerhalb des Kupplungsteils 11 des Palettenspanners 10 ist eine Spann- und Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, mit welcher der Zapfen 31 mit seiner Spannut 31a eingespannt und verriegelt werden kann.

Die Palette 30 trägt auf ihrer Arbeitsseite das gestrichelt dargestellte Werkzeug oder Werkstück, im Regelfall eine spezielle Elektrode 20. Wie die Aufsicht gemäß Figur 3 erkennen läßt, ist die Palette 30 im Grundriß guadratisch. In ihren Eckbereichen sind diametral zueinander und diagonal verlaufend prismatische Nuten 32, 32' und 33, 33' vorgesehen, welche der exakten Positionierung der Palette 30 bezüglich des Palettenspanners 10 dienen. Zu diesem Zweck sind, wie genauer die Aufsicht in Figur 4 erkennen läßt, in entsprechende Nuten 12, 12', 13, 13' des Kupplungsteiles 11 am Palettenspanner 10 Zentrierrollen 14, 14', 15, 15' eingesetzt, welche mit versenkten Schrauben 14a, 15a, 14'a und 15'a an dem Kupplungsteil 11 befestigt sind. Beim Ankuppeln der Palette 30 tauchen diese Zentrierrollen 14, 14', 15 und

15' in die prismatischen Nuten 32, 32', 33, 33" ein. Ihre Linienberührungen mit den exakt bearbeiteten Prismenflächen der Nuten bewirken eine eindeutige und reproduzierbare Ausrichtung der an der Palette 30 befestigten Elektrode 20 zunächst in Drehrichtung, also in der X-Y-Ebene.

Wie aus den vergrößerten Darstellungen gemäß Figur 5 und 6 deutlicher erkennbar ist, sind die prismatischen Nuten, in Figur 5 mit 32 bezeichnet, von Paaren federnder Backen oder Zungen 34 gebildet. Die Federwirkung wird dadurch erzielt, -■-'■■' daß in die Oberfläche der Palette 30 auf der Kupplungsseite Einschnitte 35 eingearbeitet sind, so daß, wie Figur 6 zeigt, die Zungen 34 beim Eintauchen der Zentrierrollen, hier der Zentrierrolle 15, auseinandergespreizt werden. Hierbei bleiben die Zentrierrollen 15 in Linienberührung mit den konischen Flächen 34a der Zungen 34. Die sich an die konischen Flächen 34a anschließenden vertikalen Flächen 34b bilden zusammen mit der Bodenfläche 34c einen Freiraum für die eintauchenden Zentrierrollen 15. Beidseitig der Zungen 34 bzw. der sich di-esen anschließenden Einschnitte 35 sind an der Palette Vorsprünge 37 ausgebildet, die in axiale-r Richtung die gleiche Länge haben wie die Zungen 34. Ihre /:-^:l\ freien Endflächen bilden die Anlageflächen 36, an welche sich am Ende des Einkuppelvorganges die Anlageflächen 16 des Palettenspanners 10 anlegen und die damit die Orientierung der Kupplung bzw. des an der Palette angebrachten Werkzeuges in axialer Richtung bewirken. Um ein unbehindertes Aufspreizen der Zungen 34 in Richtung des Doppelpfeiles S zu gewährleisten, ist die Oberfläche des Kupplungsteiles 11 in Nachbarschaft zu den Nuten 12, 12', 13, 13' mit einer Vertiefung 19 versehen. Soll auf eine derartige Vertiefung verzichtet werden, kann mit gleicher Wirkung die Zunge 34 gegenüber den Vorsprüngen 37 verkürzt sein.

Die gleitende Bewegung der Zentrierrollen 14, 14', 15, 15' gegenüber den Zungen 34 hat vorteilhafterweise einen Selbstreinigungseffekt, so daß 2wischen den Berührungsflächen befindliche und die Genauigkeit beeinträchtigende Schmutzpartikel beseitigt werden. Um auch die für die Positionierung in Z-Richtung maßgebenden Anlageflächen 16 und 36 von Verschmutzungen zu befreien, sind in die Flächen 16 mündende Reinigungsdüsen 17 vorgesehen, durch welche kurz vor dem Ankuppeln Druckluft eingeblasen wird. Zwischen bzw. auf den -'■ Anlageflächen 16 und 36 befindliche Schmutzpartikel können damit abgeblasen werden.

Diese Anlageflächen sind, um Ungenauigkeiten wegen Verschmutzungen kleinzuhalten, bewußt klein dimensioniert.

Anders als bei herkömmlichen Rundpaletten sind die der Zentrierung dienenden Zungen 34 mit den von diesen gebildeten prismatischen Ntften 32, 32', 33, 33' sowie die entsprechenden am Palettenspanner 10 vorgesehenen Zentrierrollen 14, 14', 15, 15' in den Eckbereichen des Quadrates diagonal angeordnet. Diese Anordnung hat gegenüber der Nuten-Zentrierrollenanordnung bei Rundpaletten gleicher äußerer Abmessungen den Vorteil, daß der maßgebende Abstand der Zentrierrollen vom Mittelpunkt um den Faktor v^2 vergrößert ist, wodurch gleichfalls Reproduzierbarkeit, nämlich Wechselgenauigkeit und Stabilität, erhöht werden.

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hirO38 Figurenlegende

10	12'	Palettenspanner
11	13'	Kupplungsteil
12,	14'
13,	15'	prismatische Nu
14,	15a
15,	, 15'a	Zentrierrollen
14a,
14'a		Schrauben
16		Anlageflächen
17		Reinigungsdüsen
18	Zapfenaufnahme
19	Vertiefung

20 Werkstück oder Elektrode

30	Palette
31	Spannzapfen
31a	Spannut
32, 32'
33, 33'	prismatische Nuten
34	Prismenbacken bzw. Zungen
34a	konische Fläche
34b	vertikale Fläche
34c	Bodenfläche
35	Einschnitte
36	Anlageflächen
37	Vorsprünge

40 Pinole der Funkenerosionsmaschine

S Spreizrichtung

Claims (7)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Ankuppeln eines Werkstückes oder Werkzeuges an eine Werkzeugmaschine, insbesondere einer Elektrode an eine Funkenerosionsmaschine mindestens bestehend aus einem Spanner, der mit der Werkzeugmaschine verbunden ist, und einem das Werkzeug oder Werkstück halternden Träger, der mit dem Spanner kraftschlüssig, drehfest und hinsichtlich seiner Relativlage exakt reproduzierbar kuppelbar ist, wobei die Kupplungsteile von Spanner und Träger deckungsgleiche prismatische Nuten aufweisen, in welche Zentrierrollen derart eingelegt sind, daß sie mit den einander zugeordneten prismatischen Nuten des Spanners und des Trägers jeweils in Linienberührung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Kupplungsteile, vorzugsweise an dem Träger (30), federnde Backenpaare (34) angeordnet sind, deren einander zugewandte Flächen prismatische Nuten (32, 32'; 33, 33') bilden, und daß beidseitig der Backen (34) in Axialrichtung (Z-Richtung) exakt bemessene Anlageflächen (36) vorgesehen sind, welchen gleichfalls in Axialrichtung (Z-Richtung) exakt bemessene Anlageflächen (16) am anderen Kupplungsteil, vorzugsweise am Spanner (10), zugeordnet sind, welche beidseitig der in die prismatischen Nuten (12, 12', 13, 13") des anderen Kupplungsteiles eingelegten Zentrierrollen (14, 14'; 15, 15') vorgesehen sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbacken auf der Kupplungsseite des Trägers (30) in Form von mit diesem einstückigen Zungen (34) ausgebildet sind, daß beidseitig der Zungen (34) axiale Vorsprünge (37) vorgesehen sind, deren axiale Endflächen die Anlageflächen (36) bilden, und daß zwischen den Vorsprüngen (37) und den Zungen (34) deren Federeigenschaft bewirkende Einschnitte (35) eingearbeitet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (37) die Zungen (34) in axialer Richtung überragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der prismatischen Nuten (12, 12'; 13, 13') des Spanners (10) zwischen den eingelegten Zentrierrollen (14, 14'; 15, 15') und den Anlageflächen (16) die Auslenkung der Zungen (34) bei angekuppeltem Träger (30) erlaubende Vertiefungen (19) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen bzw. Zungen (34) auf den

₍·-\ einander zugewandten Seiten an ihren äußeren Enden die

prismatischen Nuten (32, 32'; 33, 33') bildenden konischen Flächen (34a), an welchen die Zentrierrollen (14, 14'; 15, 15') beim Ankuppeln linienförmig anliegen, und im Anschluß an diese in bezug auf die Kupplungsebene vertikale Flächen (34b) aufweisen, welche einen die Zentrierrollen (14, 14'; 15, 15") teilweise aufnehmenden Raum bilden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Träger einen zentralen, axialen Spannzapfen aufweist, welcher in einer zentralen Aufnahme des Span-

ners verriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (30) im Grundriß die Form eines Quadrates hat und daß die auf der Kupplungsseite vorgesehenen Backenpaare mit den prismatischen Nuten (32, 32'; 33, 33') in den Eckbereichen des Trägers (30) diametral zueinander und diagonal verlaufend angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anlageflächen (16) des Span- _<-₌.. ners (10) Reinigungsdüsen (17) münden, die mit Druckluft

"·"'"' beschickbar sind.

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