AT527340A1 - support device - Google Patents
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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.The invention relates to a support device which is intended to bear against a workpiece with a contact surface (7) of a pressure piece (3) under pressure force, wherein the rigid assembly comprising the pressure piece (3) and a further rigid assembly of the support device which comprises a base (1) lie flat against one another on a contact surface (10) during the intended use of the support device and are movable relative to one another by sliding on this contact surface (10). The contact surface (10) is a flat surface which is aligned normal to the pressure force to be transmitted by the support device.
Description
Die Erfindung betrifft eine Auflagevorrichtung welche dazu bestimmt ist mit einer Kontaktfläche unter Druckkraft an einem The invention relates to a support device which is intended to be supported by a contact surface under pressure on a
Werkstück anzuliegen. workpiece.
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 If a support device is to apply a considerable pressure force to a workpiece, it is usual to keep the part of the support device which has the contact surface with the workpiece, which is further referred to as the "pressure piece", movably guided relative to the base of the support device in such a way that the pressure piece can be pivoted relatively easily relative to the base, at least a small distance, about axes which are aligned normal to the pressure force to be applied. This is to ensure that the contacted workpiece surface is not damaged if, for some reason, there is a slight lateral displacement between the workpiece and the base of the support device, or if the workpiece surface is not initially exactly parallel to the
Kontaktfläche des Druckstücks ausgerichtet ist. contact surface of the pressure piece is aligned.
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-A well-known example of such a support device is the screw and pressure piece assembly of a screw clamp, in which the pressure piece and the front side of the screw are held together by a ball joint connection.
ten sind. ten are.
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 US 8025279 B2 shows a screw clamp in which a pressure piece is connected to the front of the screw only via a coil spring. This can work well for holding a workpiece with a sensitive surface without damage, but is hardly applicable for the targeted, precise forming of a workpiece, since in the case of use the pressure piece cannot be distinguished from the rest of the pressure-applying device with regard to any
Freiheitsgrad in einer genau definierten Position befindet. degree of freedom is in a precisely defined position.
1 1
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 Support devices with pressure pieces which are held exclusively pivotably on other parts of the support device are shown, for example, in the documents 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 and US 2190585 A. Usually, a return mechanism based on elasticity is also provided, by means of which the pressure piece in the unloaded state in
einer neutralen Mittelstellung gehalten wird. a neutral middle position.
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-Especially when using support devices according to the state of the art on straightening machines - i.e. machines which are used to bring elongated or flat workpieces into a desired shape by plastic deformation - it has been shown that even those support devices which are equipped with pivoting pressure pieces often leave annoying damage on the surface of the workpieces. It was found that sliding relative movements on the contact surface between the pressure piece of the support device and the workpieces are causally related to this damage.
hen. 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 The object underlying the invention is to improve a support device for applying a pressure force to a workpiece, which has a base and a pressure piece that is movable relative to the base, in such a way that during operation there is less sliding relative movement at the contact surface between the pressure piece and the workpiece than in those support devices according to the prior art in which the pressure piece is at least
bezüglich einem Freiheitsgrad streng definiert gehalten ist. is strictly defined with respect to one degree of freedom.
Für das Lösen der Aufgabe wird davon ausgegangen, dass die das Druckstück umfassende in sich starren Baugruppe, und die die Ba-To solve the task, it is assumed that the rigid assembly comprising the pressure piece and the base
sis der Auflagevorrichtung umfassende in sich starre Baugruppe, sis of the support device comprising a rigid assembly,
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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-during the intended use of the support device, they lie flat against one another on a contact surface and are movable relative to one another by sliding on this contact surface. As a further development of this known principle, it is proposed to design this contact surface as a flat surface which is perpendicular to the pressure force to be transmitted by the support device as intended.
richtet ist. is directed.
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-The further considerations of this inventive idea have clearly shown that, contrary to spontaneous assumptions, it is quite easy to ensure a secure holding of the two assemblies together and a return movement of the assemblies towards each other, even if there is no ball head connection between the assembly comprising the pressure piece and the assembly comprising the base.
nander in eine mittlere Ausgangslage zu erreichen. each other to reach a middle starting position.
Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen veranschaulicht und The invention is illustrated by drawings and
näher erläutert: explained in more detail:
Fig. 1: zeigt in Schnittansicht mit achsparalleler Schnittebene eine beispielhafte vorteilhafte erfindungsgemäße Auflage-Fig. 1: shows a sectional view with an axially parallel cutting plane of an exemplary advantageous support according to the invention.
vorrichtung im unbelasteten Zustand. device in the unloaded state.
Fig. 2: zeigt die Auflagevorrichtung von Fig. 1 in gleicher An-Fig. 2: shows the support device of Fig. 1 in the same
sicht im bestimmungsgemäß belasteten Zustand. view in the intended loaded condition.
Die dargestellte beispielhafte Auflagevorrichtung weist eine Basis 1, einen Halteteil 2, ein Druckstück 3, einen Zentrierteil 4, The exemplary support device shown comprises a base 1, a holding part 2, a pressure piece 3, a centering part 4,
eine Schraube 5 und eine Druckfeder 6 auf. a screw 5 and a compression spring 6.
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 In its intended use, the support device is mounted on a larger device (not shown), typically a straightening machine, and is pressed tightly against a workpiece by the larger device with its contact surface 7, which is the side of the pressure piece 3 facing away from the base 1.
(nicht dargestellt) angedrückt. Die Richtung der Druckkraft fällt (not shown). The direction of the pressure force is
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dabei mit der Richtung der strichpunktiert dargestellten Längsachse 9 der Auflagevorrichtung zusammen. Alle Gewinde der Aufla-with the direction of the dash-dotted longitudinal axis 9 of the support device. All threads of the support
gevorrichtung liegen koaxial zu der besagten Längsachse 9. device are coaxial with the said longitudinal axis 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 The support device according to the present example is to be mounted on the larger device (for example, straightening machine) by connecting the bolt thread 8 of the base 1, which is arranged facing away from the pressure piece 3, with a nut thread in the larger device
verschraubt wird. is screwed.
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 The inherently rigid assembly of parts comprising the base 1 comprises, in addition to the base 1, also the holding part 2, which is connected to the base 1 by a further threaded connection and serves as a connecting piece to the further inherently rigid assembly, which, among other things, comprises the pressure piece 3
umfasst. includes.
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-The rigid assembly comprising the pressure piece 3 contains, in addition to the pressure piece 3, the centering part 4 and the screw 5, which is guided through a hole in the centering part 4 and is threaded into a nut thread in the pressure piece 3.
griff ist. handle is.
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 The centering part 4 has an outer surface which is a truncated cone surface arranged coaxially to the longitudinal axis 9, the diameter of which tapers as it approaches the contact surface 7 of the pressure piece 3. This truncated cone surface is surrounded by the surface of an opening in the holding part 2 which is coaxial to the longitudinal axis 9. The opening in the holding part 2 has a surface which is also designed as a truncated cone surface and is dimensioned and aligned such that it
flächig an der Mantelfläche des Zentrierteils 4 anliegen kann. can lie flat against the outer surface of the centering part 4.
Eine elastische Druckfeder 6 liegt einerseits an einer von der Kontaktfläche 7 abgewandt liegenden Fläche des Druckstücks 3 an, An elastic compression spring 6 rests on one side on a surface of the pressure piece 3 facing away from the contact surface 7,
und andererseits an einer der Kontaktfläche 7 des Druckstücks zu-and on the other hand on one of the contact surfaces 7 of the pressure piece.
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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 The compression spring 6 therefore acts in such a way that, in the absence of other influences, it displaces the rigid assembly comprising the pressure piece 3 relative to the rigid assembly comprising the base 1 in the direction of the force to be transmitted to a workpiece by the support device (in the illustrations, therefore, in the direction of
oben hin). upwards).
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 If the support device is not resting on a workpiece, the rigid assembly comprising the pressure piece 3 is displaced relative to the rigid assembly comprising the base 1 in such a way that the conical surface of the centering part 4 rests snugly against the previously described conical opening surface in the holding part 2, whereby the centering part 4 and with it the entire assembly comprising the pressure piece 3 is positioned coaxially to the longitudinal axis 9. The support device is located
sich dann in dem Zustand gemäß Fig. 1. then in the state shown in 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-Fig. 2 shows the state of the support device when its contact surface 7 is pressed against a workpiece with a force that is greater than the force exerted by the compression spring 6. In this case, the assembly comprising the pressure piece 3 is displaced in relation to the assembly comprising the base 1 against the effect of the compression spring 6 in the direction of the base 1. The two previously discussed truncated cone surfaces are axially displaced against each other so that they no longer touch each other. The rigid assembly comprising the pressure piece 3 and the rigid assembly comprising the base 1 lie against each other on a common flat contact surface 10, which is aligned perpendicular to the pressure force intended to be transmitted to a workpiece by the support device, i.e. perpendicular to the longitudinal axis 9. Since in this position the two previously discussed truncated cone surfaces no longer lie against each other, the truncated cone surfaces comprising the pressure piece 3 are displaced axially against each other so that they no longer touch each other.
sende in sich starre Baugruppe gegenüber der die Basis 1 umfas-rigid assembly compared to the one comprising the base 1
5 5
sende in sich starren Baugruppe normal zur Längsachse 9 verschiebbar, wobei nur die Reibungskraft an der Berührungsfläche 10 send rigid assembly normal to the longitudinal axis 9, whereby only the friction force at the contact surface 10
zu überwinden ist. to be overcome.
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-By appropriately selecting the materials and surfaces of those parts of the support device that touch at the contact surface 10, it is easy to ensure that, in use, the assembly comprising the pressure piece 3 can slide in relation to the assembly comprising the base 1 in a normal manner to the applied pressure force, instead of there being sliding between the contact surface 7 of the pressure piece 3 and the surface of the workpiece being processed that is in contact with the contact surface 7. In this way, damage to both the workpiece and the contact surface 7 of the pressure piece 3 is prevented in accordance with the invention.
mieden. avoided.
Die gewünschten Gleiteigenschaften an der Berührungsfläche 10 sind beispielsweise erreichbar indem die dort anliegenden Teile aus oberflächenvergütetem Werkzeugstahl bestehen, und im Ideal-The desired sliding properties at the contact surface 10 can be achieved, for example, by making the parts in contact there from surface-hardened tool steel, and in the ideal
fall auch etwas eingeölt sind. case they are also slightly oiled.
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-Because the rigid assembly comprising the base 1 is formed from at least two individual parts that can be joined together, and because the rigid assembly comprising the pressure piece 3 is also formed from at least two individual parts that can be joined together, the entire support device is easy to assemble, even though it can be fitted into one another.
der verhakte Baugruppen umfasst. which includes interlocked assemblies.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind vielerlei Abwandlungen zu der dargestellten Bauweise einer Auflagevorrichtung möglich. Ohne Within the scope of the inventive concept, many modifications to the illustrated design of a support device are possible. Without
Anspruch auf Vollständigkeit seien mehrere davon kurz erwähnt: To claim completeness, several of them are briefly mentioned:
Anstatt an rotationssymmetrischen Flächen können die beiden be-Instead of rotationally symmetrical surfaces, the two
sagten Baugruppen auch an mehreren Paaren von ebenen Keilflächen said assemblies also on several pairs of flat wedge surfaces
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zum Anliegen gebracht werden um ein Zentrieren der Baugruppen an-be brought into contact in order to center the assemblies.
einander zu erreichen. to reach each other.
Anstatt einer einzigen elastischen Druckfeder die in Axialrichtung drückt, können auch mehrere elastische Druckfedern verwendet Instead of a single elastic compression spring that presses in the axial direction, several elastic compression springs can be used
werden, welche von gegenüberliegenden Seiten her radial drücken. which press radially from opposite sides.
Anstatt elastischen Druckfedern können auch elastische Zugfedern Instead of elastic compression springs, elastic tension springs can also be used
verwendet werden. be used.
Anstatt elastischen Federn können auch Permanentmagnete verwendet Instead of elastic springs, permanent magnets can also be used
werden. become.
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 Instead of pairs of truncated cone surfaces or several pairs of wedge surfaces, hook connections or connections of two interlinked ring-like parts can be used to prevent the two assemblies from coming loose completely and to center the two assemblies in relation to each other in the
belastungslosen Betriebszustand zu erreichen. to achieve a stress-free operating state.
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Claims (3)
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