AT527340A1 - Auflagevorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auflagevorrichtung welche dazu be- stimmt ist mit einer Kontaktfläche (7) eines Druckstücks (3) un- ter Druckkraft an einem Werkstück anzuliegen, wobei die das Druckstück (3) umfassende in sich starren Baugruppe, und eine weitere in sich starre Baugruppe der Auflagevorrichtung welche eine Basis (1) umfasst, während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der Auflagevorrichtung an einer Berührungsfläche (10) flächig an- einander anliegen, und dabei relativ zueinander durch Abgleiten an dieser Berührungsfläche (10) beweglich sind. Die Berührungs- fläche (10) ist eine ebene Fläche, welche normal zu der durch die Auflagevorrichtung zu übertragenden Druckkraft ausgerichtet ist.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Auflagevorrichtung welche dazu bestimmt ist mit einer Kontaktfläche unter Druckkraft an einem

Werkstück anzuliegen.

Wenn durch eine Auflagevorrichtung auf eine Werkstück eine erhebliche Druckkraft aufgebracht werden soll ist es üblich, den die Kontaktfläche zum Werkstück aufweisenden Teil der Auflagevorrichtung, welcher des weiteren als "Druckstück" bezeichnet wird, gegenüber der Basis der Auflagevorrichtung derart beweglich geführt zu halten, dass das Druckstück gegenüber der Basis verhältnismäBig Leicht um Achsen, welche normal zu der aufzubringenden Druckkraft ausgerichtet sind, zumindest um ein kleines Stück verschwenkbar ist. Damit soll erreicht werden, dass die kontaktierte Werkstückoberfläche nicht beschädigt wird, wenn es aus irgendwelchen Gründen zu einer leichten seitlichen Verschiebung zwischen dem Werkstück und der Basis der Auflagevorrichtung kommt, oder wenn die Werkstückoberfläche anfangs nicht genau parallel zur

Kontaktfläche des Druckstücks ausgerichtet ist.

Ein weithin bekanntes Beispiel für eine derartige Auflagevorrichtung ist die aus Schraube und Druckstück bestehende Baugruppe einer Schraubzwinge, bei welcher das Druckstück und die Stirnseite der Schraube durch eine Kugelgelenksverbindung aneinander gehal-

ten sind.

Die US 8025279 B2 zeigt eine Schraubzwinge bei welcher ein Druckstück nur über eine Schraubenfeder mit der Stirnseite der Schraube verbunden ist. Das kann für das beschädigungsfreie Halten eines Werkstücks mit empfindlicher Oberfläche gut funktionieren, ist aber für das gezielte genaue Umformen eines Werkstücks kaum anwendbar, da sich im Einsatzfall das Druckstück gegenüber dem Rest der druckaufbringenden Vorrichtung bezüglich keinem einzigen

Freiheitsgrad in einer genau definierten Position befindet.

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Auflagevorrichtungen mit Druckstücken, welche ausschließlich schwenkbar an weiteren Teilen der Auflagevorrichtung gehalten sind, sind beispielsweise in den Schriften DE 10064603 Al, DE 102016102011 B4, DE 102020131274 Al, DE 19751599 Al, DE 2747421 Al, EP 1967323 Bl, EP 2185315 Bl, EP 2442945 Bl, EP 3310529 BIL1, EP 461994 Bl und US 2190585 A gezeigt. Üblicherweise ist dabei auch ein auf Elastizität basierender Rückstellmechanismus vorgesehen, durch welchen das Druckstück in unbelastetem Zustand in

einer neutralen Mittelstellung gehalten wird.

Vor allem bei der Anwendung von Auflagevorrichtungen gemäß dem Stand der Technik an Richtmaschinen - also an Maschinen welche dazu dienen längliche oder flächige Werkstücke durch plastische Umformung in eine gewünschte Form zu bringen - hat sich gezeigt, dass auch jene Auflagevorrichtungen, welche mit schwenkbaren Druckstücken ausgestattet sind, störend oft Beschädigungen auf der Oberfläche der Werkstücke hinterlassen. Es wurde festgestellt, dass gleitende Relativbewegungen an der Kontaktfläche zwischen dem Druckstück der Auflagevorrichtung und den WerkstüCken mit diesen Beschädigungen in ursächlichem Zusammenhang ste-

hen.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine für das Aufbringen einer Druckkraft auf ein Werkstück dienende Auflagevorrichtung, welche eine Basis und eine gegenüber der Basis bewegbares Druckstück aufweist, dahingehend verbessert auszuführen, dass es im Betrieb an der Kontaktfläche zwischen dem Druckstück und dem Werkstück weniger zu gleitender Relativbewegung kommt als bei jenen Auflagevorrichtung gemäß dem Stand der Technik bei welchen das Druckstück gegenüber der Basis zumindest

bezüglich einem Freiheitsgrad streng definiert gehalten ist.

Für das Lösen der Aufgabe wird davon ausgegangen, dass die das Druckstück umfassende in sich starren Baugruppe, und die die Ba-

sis der Auflagevorrichtung umfassende in sich starre Baugruppe,

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während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der Auflagevorrichtung an einer Berührungsfläche flächig aneinander anliegen, und dabei relativ zueinander durch Abgleiten an dieser Berührungsfläche beweglich sind. Als erfindungsgemäße Weiterentwicklung zu diesem bekannten Prinzip wird vorgeschlagen, diese Berührungsfläche als ebene Fläche auszubilden, welche normal zu der bestimmungsgemäß durch die Auflagevorrichtung zu übertragenden Druckkraft ausge-

richtet ist.

Die von diesem Erfindungsgedanken weiterführenden Überlegungen haben klar gezeigt, dass es entgegen der spontanen Vermutung recht einfach ist, auch dann wenn zwischen der das Druckstück umfassenden Baugruppe und der die Basis umfassenden Baugruppe keine Kugelkopf-Verbindung besteht, eine sichere Halterung der beiden Baugruppen aneinander und eine Rückbewegung der Baugruppen zuei-

nander in eine mittlere Ausgangslage zu erreichen.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen veranschaulicht und

näher erläutert:

Fig. 1: zeigt in Schnittansicht mit achsparalleler Schnittebene eine beispielhafte vorteilhafte erfindungsgemäße Auflage-

vorrichtung im unbelasteten Zustand.

Fig. 2: zeigt die Auflagevorrichtung von Fig. 1 in gleicher An-

sicht im bestimmungsgemäß belasteten Zustand.

Die dargestellte beispielhafte Auflagevorrichtung weist eine Basis 1, einen Halteteil 2, ein Druckstück 3, einen Zentrierteil 4,

eine Schraube 5 und eine Druckfeder 6 auf.

Im bestimmungsgemäßen Einsatz ist die Auflagevorrichtung an einer größeren Vorrichtung (nicht dargestellt), typischerweise einer Richtmaschine montiert, und wird im Betrieb durch die größere Vorrichtung mit ihrer Kontaktfläche 7, welche die von der Basis 1 abgewandte Seite des Druckstücks 3 ist, stark an ein Werkstück

(nicht dargestellt) angedrückt. Die Richtung der Druckkraft fällt

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dabei mit der Richtung der strichpunktiert dargestellten Längsachse 9 der Auflagevorrichtung zusammen. Alle Gewinde der Aufla-

gevorrichtung liegen koaxial zu der besagten Längsachse 9.

An der größeren Vorrichtung (beispielsweise Richtmaschine) ist die Auflagevorrichtung gemäß vorliegendem Beispiel zu montieren, indem das vom Druckstück 3 abgewandt angeordnete Bolzengewinde 8 der Basis 1 mit einem Mutterngewinde in der größeren Vorrichtung

verschraubt wird.

Jene in sich starre Baugruppe von Teilen, welche die Basis 1 umfasst, umfasst zusätzlich zur Basis 1 auch den Halteteil 2, welcher mit der Basis 1 durch eine weitere Gewindeverbindung verbunden ist, und als Verbindungsstück zu jener weiteren, in sich starren Baugruppe dient, welche unter anderem das Druckstück 3

umfasst.

Die das Druckstück 3 umfassende in sich starre Baugruppe enthält neben dem Druckstück 3 noch den Zentrierteil 4 und die Schraube 5, welche durch eine Bohrung im Zentrierteil 4 hindurch geführt ist, und mit einem Mutterngewinde im Druckstück 3 in Gewindeein-

griff ist.

Der Zentrierteil 4 weist eine Außenfläche auf, welche eine zur Längsachse 9 koaxial angeordnete Kegelstumpfmantelfläche ist, deren Durchmesser sich mit Annäherung an die Kontaktfläche 7 des Druckstücks 3 hin ver]üngt. Diese Kegelstumpfmantelfläche wird durch die Mantelfläche einer zur Längsachse 9 koaxial liegenden Öffnung im Halteteil 2 umringt. Die Öffnung im Halteteil 2 hat eine Mantelfläche, welche ebenfalls als Kegelstumpfmantelfläche ausgebildet ist, und so bemessen und ausgerichtet ist, dass sie

flächig an der Mantelfläche des Zentrierteils 4 anliegen kann.

Eine elastische Druckfeder 6 liegt einerseits an einer von der Kontaktfläche 7 abgewandt liegenden Fläche des Druckstücks 3 an,

und andererseits an einer der Kontaktfläche 7 des Druckstücks zu-

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gewandt liegenden Fläche des Halteteils 2. Die Druckfeder 6 wirkt daher dahingehend, dass sie bei Abwesenheit anderer Einwirkungen die das Druckstück 3 umfassende in sich starre Baugruppe gegenüber der die Basis 1 umfassende in sich starren Baugruppe, in Richtung auf der durch Auflagevorrichtung auf ein Werkstück zu übertragenden Kraft verschiebt (in den Darstellungen also nach

oben hin).

Wenn die Auflagevorrichtung an keinem Werkstück anliegt, wird die das Druckstück 3 umfassende in sich starre Baugruppe gegenüber der die Basis 1 umfassende in sich starrte Baugruppe derart verschoben, dass die Kegelmantelfläche des Zentrierteils 4 satt an der zuvor beschriebenen kegelmantelförmigen Öffnungsfläche im Halteteil 2 anliegt, womit der Zentrierteil 4 und mit ihm die ganze Baugruppe welche das Druckstück 3 umfasst, koaxial zur Längsachse 9 positioniert ist. Die Auflagevorrichtung befindet

sich dann in dem Zustand gemäß Fig. 1.

Fig. 2 zeigt den Zustand der Auflagevorrichtung dann, wenn diese mit ihrer Kontaktfläche 7 mit einer Kraft an ein Werkstück angedrückt wird, welche größer ist als die durch die Druckfeder 6 ausgeübte Kraft. Dabei ist die das Druckstück 3 umfassende Baugruppe gegenüber der die Basis 1 umfassenden Baugruppe entgegen der Wirkung der Druckfeder 6 in Richtung auf die Basis 1 hin verschoben. Die beiden vorher besprochenen Kegelstumpfmantelflächen sind dabei axial so gegeneinander verschoben, dass sie einander nicht mehr berühren. Die das Druckstück 3 umfassende in sich starre Baugruppe, und die die Basis 1 umfassende in sich starre Baugruppe liegen an einer gemeinsamen ebenen Berührungsfläche 10 aneinander an, welche normal zu der durch die Auflagevorrichtung bestimmungsgemäß auf ein Werkstück zu übertragenden Druckkraft also normal zur Längsachse 9 - ausgerichtet ist. Da in dieser Position die beiden vorher besprochenen Kegelstumpfmantelflächen nicht mehr aneinander anliegen, ist die das Druckstück 3 umfas-

sende in sich starre Baugruppe gegenüber der die Basis 1 umfas-

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sende in sich starren Baugruppe normal zur Längsachse 9 verschiebbar, wobei nur die Reibungskraft an der Berührungsfläche 10

zu überwinden ist.

Durch passende Wahl der Materialien und Oberflächen jener Teile der Auflagevorrichtung, welche sich an der Berührungsfläche 10 berühren, ist einfach erreichbar, dass im Einsatzfall die das Druckstück 3 umfassende Baugruppe normal zur aufgebrachten Druckkraft gegenüber der die Basis 1 umfassenden Baugruppe gleiten kann, anstatt dass es zu einem Gleiten zwischen der Kontaktfläche 7 des Druckstücks 3 und der durch die Kontaktfläche 7 kontaktierten Oberfläche des in Bearbeitung befindlichen Werkstücks kommt. Damit werden in erfindungsgemäßer Weise Beschädigungen sowohl am Werkstück als auch an der Kontaktfläche 7 des Druckstücks 3 ver-

mieden.

Die gewünschten Gleiteigenschaften an der Berührungsfläche 10 sind beispielsweise erreichbar indem die dort anliegenden Teile aus oberflächenvergütetem Werkzeugstahl bestehen, und im Ideal-

fall auch etwas eingeölt sind.

Indem jene in sich starre Baugruppe, welche die Basis 1 umfasst, aus mindestens zwei miteinander zusammen zu fügenden Einzelteilen gebildet ist, und indem jene in sich starre Baugruppe, welche das Druckstück 3 umfasst, ebenfalls aus mindestens zwei miteinander zusammen zu fügenden Einzelteilen gebildet ist, ist die gesamte Auflagevorrichtung einfach zusammen zu bauen, obwohl sie ineinan-

der verhakte Baugruppen umfasst.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind vielerlei Abwandlungen zu der dargestellten Bauweise einer Auflagevorrichtung möglich. Ohne

Anspruch auf Vollständigkeit seien mehrere davon kurz erwähnt:

Anstatt an rotationssymmetrischen Flächen können die beiden be-

sagten Baugruppen auch an mehreren Paaren von ebenen Keilflächen

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zum Anliegen gebracht werden um ein Zentrieren der Baugruppen an-

einander zu erreichen.

Anstatt einer einzigen elastischen Druckfeder die in Axialrichtung drückt, können auch mehrere elastische Druckfedern verwendet

werden, welche von gegenüberliegenden Seiten her radial drücken.

Anstatt elastischen Druckfedern können auch elastische Zugfedern

verwendet werden.

Anstatt elastischen Federn können auch Permanentmagnete verwendet

werden.

Anstatt Paaren von Kegelstumpfmantelflächen oder mehreren Paaren von Keilflächen können auch Hakenverbindungen oder Verbindungen von zwei miteinander verketteten ringartigen Teilen verwendet werden um ein gänzliches Lösen der beiden Baugruppen zu verhindern und um ein Zentrieren der beiden Baugruppen zueinander im

belastungslosen Betriebszustand zu erreichen.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Auflagevorrichtung welche dazu bestimmt ist, mit einer Kontaktfläche (7) eines Druckstücks (3) unter Druckkraft an einem Werkstück anzuliegen, wobei die das Druckstück (3) umfassende in sich starren Baugruppe, und eine weitere in sich starre Baugruppe der Auflagevorrichtung, welche eine Basis (1) umfasst, während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der Auflagevorrichtung an einer Berührungsfläche (10) £flächig aneinander anliegen, und dabei relativ zueinander durch Abglei-

ten an dieser Berührungsfläche (10) beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass

die Berührungsfläche (10) eine ebene Fläche ist, welche normal zu der durch die Auflagevorrichtung zu übertragenden

Druckkraft ausgerichtet ist.

2. Auflagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die das Druckstück (3) umfassende in sich starren Baugruppe, als auch die die Basis (1) umfassende in sich starre Baugruppe jeweils aus mindestens zwei miteinander ver-

bindbaren Einzelteilen bestehen.

3. Auflagevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Druckstück (3) umfassende in sich starren Baugruppe und die die Basis (1) umfassende in sich starre Baugruppe bei unbelasteter Auflagevorrichtung durch eine oder mehrere elastische Federn welche Teil der Auflagevorrichtung sind und/oder durch einen oder mehrere Magnete welche Teil der Auflagevorrichtung sind, in einer definierte

Ausgangslage zueinander gehalten sind.

4, Auflagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Druckstück (3) umfassende in

sich starren Baugruppe, und die die Basis (1) umfassende in

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sich starre Baugruppe bei unbelasteter Auflagevorrichtung an zwei koaxial zueinander angeordneten Kegelstumpfmantelflächen

aneinander gedrückt sind.

Auflagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Druckstück (3) umfassende in sich starren Baugruppe, und die die Basis (1) umfassende in sich starre Baugruppe bei unbelasteter Auflagevorrichtung an

mehreren Paaren von Keilflächen aneinander gedrückt sind.

Auflagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Druckstück (3) umfassende in sich starren Baugruppe, und die die Basis (1) umfassende in sich starre Baugruppe bei unbelasteter Auflagevorrichtung an einer Paarung von zwei Haken oder an einer Paarung von zwei Ringen und/oder an einer Paarung von einem Haken und einem

Ring aneinander gedrückt sind.

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