CZ2008573A3

CZ2008573A3 - Upínací zarízení, upínací díl a centrovací deska

Info

Publication number: CZ2008573A3
Application number: CZ20080573A
Authority: CZ
Inventors: Sandmeier@Bruno
Original assignee: Erowa Ag
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-02-03
Also published as: TWI432283B; DK178906B1; NL1035885A1; JP5545921B2; IL193764A0; SK50872008A3; AT507131B1; CH699231A2; KR101466406B1; TW201004733A; DK200801282A; DE102008045620A1; PL386094A1; DE102008045620B4; GB2462132A; GB2462132B; BE1018487A3; CZ306390B6; SK288387B6; PL218491B1

Abstract

Upínací zarízení je provedeno se sklícidlem (1) pro pevné upnutí upínacího dílu (6), s prvními centrovacími elementy (3), usporádanými na sklícidle (1), které spolupracují s dalšími centrovacími elementy (9) usporádanými na upínacím dílu (6) tak, že upínací díl (6) je pri pevném upnutí na sklícidle (1) orientován ve smeru X a smeru Y, pricemž první centrovací elementy jsou tvoreny centrovacími cepy (3), které jsou urceny pro zasahování do dalších centrovacích elementu vytvorených jako centrovací otvory (9). Upínací zarízení obsahuje alespon tri centrovací otvory (9) a odpovídající pocet centrovacích cepu (3). Príslušný centrovací cep (3) je opatren dvema kónicky se sbíhajícími bocními plochami (3a, 3b) a príslušný centrovací otvor (9) je ohranicen dvema paralelne navzájem probíhajícími bocními stenami (9a, 9b), které jsou vytvoreny tak, že kónicky se sbíhající bocní plochy (3a, 3b) príslušného centrovacího cepu (3) na ne dosednou s prímkovým dotykem. Upínací díl (6) obsahuje základní teleso (7), na nemž je jednodílne vytvorená centrovací deska (8), opatrená alespon tremi centrovacími otvory (9), upevnena tak, že je v oblasti techto centrovacích otvoru (9) pružne elasticky poddajná ve smeru Z. Centrovací deska (8) je vytvorena jednodílne a obsahuje alespon tri centrovací otvory (9), a je opatrena alespon tremi otvory pro upevnení na základním telese (7) upínacího dílu (6).

Description

Upínací zařízení, upínací díl a centrovaci deska

Oblast techniky

Vynález se týká upínacího zařízení se sklíčidlem pro pevné upnutí upínacího dílu, s prvními centrovacími elementy uspořádanými na sklíčidle, které spolupracují s dalšími centrovacími elementy uspořádanými na upínacím dílu tak, že upínací díl je při pevném upnutí na sklíčidle orientován ve směru X a směru Y, přičemž první centrovaci elementy jsou tvořeny centrovacími čepy, které jsou určeny pro zasahování do dalších centrovacích elementů vytvořených jako centrovaci otvory. Vynález se dále týká upínacího dílu a centrovaci desky, určených pro použití u tohoto upínacího zařízení.

Taková upínací zařízení se používají pro polohově definované pevné upnutí nástrojů, obrobků nebo nosičů obrobků. Sklíčidlo je obvykle upevněno na pracovním stole obráběcího stroje nebo lisu, zatímco nosič nástroje je upevnitelný polohově přesně na sklíčidle a je rovněž opět uvolnitelný.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu EP 0 1 1 1 092 B2 je známé spojovací zařízeni pro neotočné a vyměnitelné spojení obrobku s obráběcím zařízením. Toto zařízení sestává ze dvou koaxiálních spojovacích ústroji a z unáŠecí desky umístěné mezi nimi. Jedno spojovací ústrojí je opatřeno jedním kruhovým, centricky uspořádaným unášecím čepem a jedním podélným, excentricky uspořádaným unášecím čepem. Centrický unášecí čep má plášťovou plochu ve tvaru komolého kužele, zatímco excentricky uspořádaný unášecí čep má dvě boční plochy probíhající paralelně s poloměrem, které probíhají se sklonem vůči ose otáčení spojovacího ústroji. Unášecí deska je opatřena středovým kruhovým otvorem, jakož i excentricky uspořádaným v podstatě oválným otvorem, přičemž tyto otvory ve tvaru a poloze korespondují s příslušným unášecím čepem. Na jednom spojovacím ústroji jsou uspořádány tři distanční čepy, jejichž povrchy vyčnívají ze spojovací plochy, a které při upnutém spojovacím zařízeni dosednou na povrch druhého spojovacího ústrojí. Unášecí deska je provedena z pružinové oceli, přičemž otvory, které jsou do ní zapuštěny, jsou přizpůsobeny oběma unášecím čepům tak, že unášecí deska je v upnutém stavu upínacího zařízení v oblasti těchto otvorů axiálně pružně zdeformována.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je upínací zařízení s upínacím sklíčidlem a s rozebíratelně na něm upevnitelným upínacím dílem vylepšit tak, aby upínací zařízení bylo necitlivé na znečištění, aby upínací díl mohl být opakovaně přesně upevněn ve sklíčidle, a aby mohly být centrovací elementy vyrobeny jednoduše a levně.

Uvedený úkol splňuje upínací zařízení se sklíčidlem pro pevné upnutí upínacího dílu, s prvními centrovacími elementy uspořádanými na sklíčidle, které spolupracují s dalšími centrovacími elementy uspořádanými na upínacím dílu tak, že upínací díl je při pevném upnutí na sklíčidle orientován ve směru X a směru Y, přičemž první centrovací elementy jsou tvořeny centrovacími Čepy, které jsou určeny pro zasahování do dalších centrovacích elementů vytvořených jako centrovací otvory, podle vynálezu, jehož podstatou je, že upínací zařízení obsahuje alespoň tři centrovací otvory a odpovídající počet centrovacích čepů, přičemž příslušný centrovací čep je opatřen dvěma kónicky se sbíhajícími bočními plochami a příslušný centrovací otvor je ohraničen dvěma paralelně navzájem probíhajícími bočními stěnami, které jsou vytvořeny tak, že kónicky se sbíhající boční plochy příslušného centrovacího čepu na ně dosednou s přímkovým dotykem.

Výhodné formy provedení a další provedení předmětu vynálezu jsou popsány v závislých nárocích 2 až 15.

Aby se zajistilo, že upínací díl je při pevném upnutí ve sklíčidle ustaven do správné polohy s vysokou absolutní, jakož i opakovatelnou přesností, jsou upraveny alespoň tri páry centrovacích elementů, které spolupracují tak, že upínací díl se při pevném upínání ustaví do správné polohy vůči sklíčidlu ve směru X a směru Y, jakož i z hlediska úhlové polohy kolem osy Z, přičemž dosednutím bočních ploch centrovacích čepů na boční stěny příslušného centrovacího otvoru s přímkovým dotykem se dosáhne vysoké necitlivosti na znečištění.

Aby se dosáhlo vysoké stability upínacího dílu upnutého ve sklíčidle, jsou s výhodou upraveny čtyři distanční čepy, které jsou umístěny relativně daleko vně.

V nároku 16 je dále nárokován upínací díl pro použití v upínacím zařízení vytvořeném podle jednoho z nároků 1 až 15. Další výhodná provedení upínacího dílu jsou definována v nárocích 17 a 18.

V nároku 19 je definována centrovací deska, která je zvlášť výhodným způsobem vhodná pro upevnění na základním tělese upínacího dílu pro použití v upínacím zařízení podle jednoho z nároků 1 až 15. Další výhodná provedení této centrovací desky jsou popsána v závislých nárocích 20 až 22.

Přehled obrázků na výkresech

V následujícím je blíže popsáno příkladné provedení upínacího zařízení podle vynálezu s odkazem na přiložené výkresy, na nichž znázorňují obr. 1 upínací zařízení ve schematickém vyobrazení v průběhu postupu centrování, obr. 2 upínací zařízení podle obr. 1 po vycentrování, obr. 2a ve zvětšeném měřítku detail z obr. 2, obr. 2b dva centrovací elementy v perspektivním vyobrazení, obr. 3 upínací zařízení sestávající ze sklíčidla a upínacího dílu a obr. 4 výhodné příkladné provedení centrovací desky.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr. 1, který schematicky v příčném řezu znázorňuje upínací zařízení, je blíže popsána činnost centrovacích elementů. Upínací zařízení obsahuje sklíčidlo 1_ a upínací díl 6. Sklíčidlo 1_ je opatřeno upínacím mechanismem pro pevné upnutí upínacího čepu uspořádaného na upínacím dílu 6., přičemž příslušné upínací prostředky nejsou znázorněny. Upínací díl 6 slouží všeobecně pro upnutí obrobků nebo nástrojů a může být polohově přesně a opakovatelně upevněn, popřípadě zafixován, ve sklíčidle U Jak sklíčidlo 1, tak i upínací díl 6., jsou opatřeny masivním základním tělesem 2, 7.. Sklíčidlo 1_ je opatřeno prvními centrovacími elementy ve formě centrovacích čepů 3_, zatímco upínací díl 6 obsahuje další centrovací elementy ve formě centrovacích otvorů 9. Ačkoli v předloženém příkladě je znázorněn pouze jeden centrovací čep 3. a jeden centrovací otvor 9, je sklíčidlo £ obvykle opatřeno čtyřmi centrovacími čepy 3 a upínací díl 6 odpovídajícím počtem centrovacích otvorů 9.

U předloženého příkladu jsou centrovací otvory 9. zapuštěny do centrovací desky i, jejíž funkce bude ještě blíže následně objasněna. Centrovací deska 8_ je prostřednictvím čepů 12 uspořádána v takovém odstupu od čelní strany 6a základního tělesa 7 upínacího dílu 6, že tato centrovací deska 8_ j e vychýlitelná ve směru k základnímu tělesu 7. Čelní strana 13 příslušného čepu 12 tvoří Z-doraz pro upínací díl 6, Základní těleso 2. sklíčidla 1 je opatřeno rovinnými dosedacími plochami 4, které jsou určeny pro dosednutí na čelní stranu 13 čepů 12. Příslušný centrovací Čep 3. je opatřen dvěma kónicky se sbíhajícími bočními plochami 3a, 3b, které dosednou na boční stěny 9a, 9b centrovací desky S, které bočně ohraničují příslušný centrovací otvor 9. Centrovací čepy 3. jsou vyrobeny z materiálu tvrdšího než centrovací deska 1. To má tu výhodu, že kónické boční plochy 3a, 3b centrovacích čepů 1 se opotřebují jen stěží, takže i při vysokém počtu postupů upínání není zhoršena polohová přesnost. Při případném opotřebení bočních stěn 9a, 9b centrovací desky íý pouze bude plocha - přímkový dotyk - přicházející do styku s centrovacími čepy 1 poněkud širší, což však nemá na polohovou přesnost žádný podstatný vliv.

Obr. 2 znázorňuje sklíčidlo 1_ společně s na něm upnutým upínacím dílem 6. Při upnutí upínacího dílu 6 na sklíčidle 1 vnikne vždy příslušný centrovací čep 1 do centrovacího otvoru 9. Přitom boční plochy 3a, 3b centrovacího čepu 3 dosednou na boční stěny 9a, 9b centrovací desky 8., které ohraničují centrovací otvor 9, čímž se centrovací čep 3_, popřípadě upínací díl 6, ustaví vůči sklíčidlu 1_. Tím, že jsou upraveny čtyři centrovací čepy 3 a odpovídající počet centrovacích otvorů 9, je upínací díl 6 při pevném upnutí na sklíčidle správně ustaven ve směru X a ve směru Y, jakož i z hlediska úhlové polohy kolem osy Z.

U zde znázorněného stavu, v němž obě kónicky se sbíhající boční plochy 3a, 3b centrovacího čepu 1 dosednou na stěny 9a, 9b. centrovací desky 8, které bočně ohraničují centrovací otvor 9, dojde k přímkovému dotyku mezi centrovacím čepem 3. a příslušnou boční stěnou 9a, 9b. Centrovací čepy 3. jsou za tím účelem dimenzovány tak, že centrovací deska i se příslušným centrovacím čepem i snadno vychýlí ve směru k základnímu tělesu 2 upínacího dílu 6, předtím, než distanční čepy 12 dosednou svou čelní plochou 13 na rovinné dosedací plochy 4 sklíčidla L Obr. 2a znázorňuje v příčném řezu ve zvětšeném měřítku, jak jedna boční stěna 3a centrovacího čepu 1 dosedne na stěnu 9a centrovací desky 8 bočně ohraničující příslušný centrovací otvor 9. Při pohledu na tento příčný řez dojde mezi boční plochou 3a centrovacího čepu 3. a boční stěnou 9a centrovacího otvoru 9. k bodovému dosednutí.

Obr. 2b znázorňuje v perspektivním vyobrazení centrovací Čep 3 zasahující do centrovacího otvoru 9. Šrafované čáry LI, L2 naznačují přímkový dotyk mezi centrovacím čepem 3. a stěnami 9a, 9b bočně ohraničujícími centrovací otvor 9. Takový přímkový dotyk má, na rozdíl od plošného dotyku, tu výhodu, že centrovací elementy, to jest centrovací čepy 1 a centrovací otvory 9_, jsou velmi necitlivé na znečištění, protože dojde k vysokému plošnému zatížení a případná nečistota se při zavádění centrovacího čepu 3. do centrovacího otvoru 9 odhrne, popřípadě odtlačí. V každém případě je tímto způsobem možné dosáhnout vysoké absolutní, jakož i opakovatelné přesnosti při centrování příslušného centrovacího čepu 3 vůči centrovacímu otvoru 9, a tudíž upínacího dílu 6 vůči sklíčidlu h Centrovací deska i je s výhodou vyrobena z nerezavějícího plechu, přičemž centrovací otvory 9 jsou s výhodou vylisovány přesnými lisovacími nástroji.

Tloušťka centrovací desky i je řádově v rozsahu od asi 0,8 do 1,5 mm. Taková centrovací deska 8 může být vyrobena poměrně levně. Boční plochy 3a., 3b centrovacích čepů jsou opracovány s vysokou přesností, zejména broušeny.

Obr. 3 znázorňuje výhodnou formu provedení upínacího zařízení sestávajícího ze sklíčidla 1 a z upínacího dílu 6 na něm upevnitelného. Sklíčidlo 1, sestává z válcového základního tělesa 2, na němž jsou uspořádány Čtyři centrovací čepy 3. vystupující ve směru Z. Jak tyto čtyři centrovací čepy 1, tak i Čtyři centrovací otvory 9 jsou uspořádány podél kružnice KI, K2 přesazené vůči sobě vždy o 90°. Jak je patrné, je každý centrovací otvor 9. na každé straně obklopen centrovací deskou 8.. Pro upnutí upínacího čepu uspořádaného na upínacím dílu (ý je sklíčidlo 1 obvykle opatřeno upínacím mechanismem, přičemž v předloženém příkladě není ani tento upínací mechanismus ani zmíněný upínací čep znázorněn. Do povrchu základního tělesa 2 jsou zapuštěny rovinné dosedací plochy 4, na které mohou distanční čepy 12 dosedat svou čelní stranou 13.

Upínací díl 6 obsahuje centrovací desku 8., která je prostřednictvím rozpěrek 15 upevněna na základním tělese 7. Rozpěrky 15 mohou být provedeny jako separátní elementy upevněné na základním tělese 7. Alternativně k tomu mohou být rovněž vytvořeny jednodílně se základním tělesem 7. Další alternativa spočívá v tom, že základní těleso 7 je opatřeno jednou v podstatě rovinnou čelní stranou, která je pouze v oblasti příslušných centrovacích otvorů 9 opatřena vybráními.

Vlastní upevnění centrovací desky 8 se provede prostřednictvím distančních čepů 12., jejichž čelní strana 13 slouží jako doraz pro upínací díl 6. Distanční čepy 12 jsou s výhodou opatřeny vnějším závitem, pomocí něhož se mohou upevnit ve vnitřním závitu příslušné rozpěrky 15. resp. základní desky 7.. Distanční čepy 12 jsou umístěny relativně daleko vně, aby se tím dosáhlo vyšší stability upínacího dílu 6 pevně upnutého na sklíčidle 1_. Distanční čepy 12 jsou s výhodou uspořádány ve vnější čtvrtině virtuální kružnice K3 proložené radiálně nejvíce vnějšími body upínacího dílu 6.

Podélné střední osy centrovacích čepů 1, jakož i centrovacích otvorů 9, probíhají paralelně s poloměry vůči ose Z1 sklíčidla 1_, popřípadě upínacího dílu 6 ve směru Z. V každém případě se uspořádáním centrovacích elementů, to jest centrovacích čepů 3. a centrovacích otvorů 9, umožní opakované přesné ustavení polohy upínacího dílu 6 vůči sklíčidlu 1 ve směru X a směru Y, jakož i z hlediska úhlové polohy kolem osy Z. Uspořádáním distančních čepů 12 popsaným způsobem, které dosednou na rovinné dosedací plochy 4 sklíčidla 1, se navíc umožní vysoce přesné ustavení polohy ve směru Z.

Obr. 4 znázorňuje jednodílně vytvořenou centrovací desku Aby bylo možno tuto centrovací desku 8. upevnit prostřednictvím distančních čepů 12. je vždy uprostřed mezi dvěma sousedními centrovacími otvory 9 zapuštěn do centrovací desky i otvor 16.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1 1

1. Upínací zařízení se sklíčidlem (1) pro pevné upnutí upínacího dílu (6), s prvními centrovacími elementy (3), uspořádanými na sklíčidle (1), které spolupracují s dalšími centrovacími elementy (9) uspořádanými na upínacím dílu (6) tak, že upínací díl (6) je při pevném upnutí na sklíčidle (1) orientován ve směru X a směru Y, přičemž první centrovací elementy jsou tvořeny centrovacími čepy (3), které jsou určeny pro zasahování do dalších centrovacích elementů vytvořených jako centrovací otvory (9), vyznačující se tím, že upínací zařízení obsahuje alespoň tři centrovací otvory (9) a odpovídající počet centrovacích čepů (3), přičemž příslušný centrovací čep (3) je opatřen dvěma kónicky se sbíhajícími bočními plochami (3a, 3b) a příslušný centrovací otvor (9) je ohraničen dvěma paralelně navzájem probíhajícími bočními stěnami (9a, 9b), které jsou vytvořeny tak, že kónicky se sbíhající boční plochy (3a, 3b) příslušného centrovacího čepu (3) na ně dosednou s přímkovým dotykem.

2. Upínací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že upínací zařízení obsahuje čtyři centrovací otvory (9) a odpovídající počet centrovacích čepů (3).

3. Upínací zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že centrovací otvory (9) jsou zapuštěny do jednodílné centrovací desky (8), která je alespoň v oblasti centrovacích otvorů (9) pružně elasticky poddajná ve směru Z.

4. Upínací zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že centrovací deska (8) je prostřednictvím čepů (12) upevněna na základním tělese (7) upínacího dílu (6).

5. Upínací zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že čepy (12) jsou opatřeny závitem a jsou zašroubovány do základního tělesa (7) upínacího dílu (6), a že čelní strana (13) příslušného čepu (12) tvoři Z-doraz pro dosednutí na sklíčidlo (1).

6. Upínací zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že příslušný centrovaci otvor (9) je bočně ohraničen boční stěnou (9a, 9b) pružně elasticky poddajnou ve směru Z.

7. Upínací zařízení podle jednoho z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že centrovaci deska (8) je vyrobena z nerezavějícího plechu.

8. Upínací zařízení podle jednoho z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že centrovaci deska (8) je vyrobena z materiálu měkčího než centrovaci čepy (3).

9. Upínací zařízení podle jednoho z nároků 3 až 8, vyznačující se tím, že centrovaci otvory (9) jsou vylisovány prostřednictvím přesných lisovacích nástrojů z centrovaci desky (8).

10. Upínací zařízení podle jednoho z nároků 3 až 9, vyznačující se tím, že centrovaci deska (8) má tloušťku maximálně 2 milimetry, zejména tloušťku od 0,8 do 1,5 milimetrů.

11. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že boční plochy (3a, 3b) centrovacích čepů (3) jsou opracovány s vysokou přesností, zejména broušeny.

12, Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že centrovaci elementy (3, 9) jsou rovnoměrně rozmístěny podél kružnice (KI, K2).

13. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že upínací díl (6) je opatřen centrovací deskou (8) uspořádanou s odstupem od jeho čelní strany, která je opatřena čtyřmi centrovacími otvory (9), přičemž každý centrovací otvor (9) je na každé straně obklopen centrovací deskou (8).

14. Upínací zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že sklíčidlo (1) je opatřeno základním tělesem (2), které je opatřeno rovinnými dosedacími plochami (4) pro dosednutí čepů (12).

15. Upínací zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že centrovací deska (8) je upevněna na základním tělese (7) upínacího dílu (6) prostřednictvím čtyř čepů (12) opatřených závitem, přičemž čelní strana (13) příslušného čepu (12) tvoři Z-doraz pro dosednutí na sklíčidlo (1).

16. Upínací díl (6) pro použití v upínacím zařízení vytvořeném podle jednoho z nároků 1 až 15.

17. Upínací díl (6) podle nároku 16, vyznačující se tím, že upínací díl (6) obsahuje základní těleso (7), na němž je jednodílně vytvořená centrovací deska (8), opatřená alespoň třemi centrovacími otvory (9), upevněna tak, že je v oblasti těchto centrovacich otvorů (9) pružně elasticky poddajná ve směru Z.

18. Upínací díl podle nároku 17, vyznačující se tím, že upínací díl (6) je vytvořen jako upínací prostředek obrobku.

19. Centrovací deska (8) pro upevněni na základním tělese upínacího dílu (6) pro použití v upínacím zařízení podle jednoho z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že centrovací deska (8) je vytvořena jednodílně a obsahuje alespoň tři centrovací otvory (9), a že je opatřena alespoň třemi otvory pro upevnění na základním tělese (7) upínacího dílu (6).

20. Centrovací deska (8) podle nároku 19, vyznačující se tím, že centrovací deska (8) je opatřena čtyřmi centrovacími otvory (9), které jsou uspořádány podél kružnice (K2) vůči sobě přesazené vždy o 90°, přičemž příslušný centrovací otvor (9) je bočně ohraničen dvěma navzájem paralelně probíhajícími bočními stěnami (9a, 9b).

21. Centrovací deska (8) podle nároku 19 nebo 20, vyznačující se tím, že vždy mezi dvěma sousedními centrovacími otvory (9) je do centrovací desky (8) zapuštěn upevňovací otvor (16).

22. Centrovací deska (8) podle jednoho z nároků 19 až 22, vyznačující se tím, že centrovací otvory (9) jsou vytvořeny prostřednictvím přesných lisovacích nástrojů.