DE102018215742A1

DE102018215742A1 - Arbeitstisch, insbesondere für eine Werkzeugmaschine zur Aufnahme eines Werkstückträgers

Info

Publication number: DE102018215742A1
Application number: DE102018215742.1A
Authority: DE
Inventors: Ionut Varlan; Lukas FINK
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-02-20

Abstract

Um eine reproduzierbare Lage von Werkstückträgern (7) auf einem Arbeitstisch (1) zu erreichen, besitzt dieser zwei Bolzen (2, 3), deren Endabschnitte nach oben zulaufen und zwar vorzugsweise zum einen in Form eines Kegelstumpfes (12) und zum anderen in Form einer Rautenpyramide (13).Die Bolzen sind absenkbar am Arbeitstisch gehalten. Beim Aufsetzen des Werkstückträgers auf den Arbeitstisch werden seine Zentrieröffnungen (5, 6) auf den jeweiligen Endabschnitten spielfrei zentriert. Anschließend wird der Werkstückträger abgesenkt, bis er zur Auflage auf dem Arbeitstisch (1) gelangt. Dabei werden die Bolzen (2, 3) nach unten abgesenkt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitstisch, insbesondere für eine Werkzeugmaschine zur Aufnahme eines Werkstückträgers auf seiner Oberseite, der mit wenigstens zwei Zentrieröffnungen versehen ist, wobei von der Oberseite des Arbeitstisches zwei Bolzen zur Aufnahme in die Zentrieröffnungen abstehen.
Auf dem Werkstückträger werden die von der Werkzeugmaschine zu bearbeitenden Werkstücke befestigt. Im Einzelfall können die Zentrieröffnungen auch im Werkstück selbst ausgebildet sein, so dass das Werkstück sein eigener Werkstückträger ist. In diesem Sinne umfasst der Begriff „Werkstückträger“ auch Werkstücke.
Derartige Arbeitstische sind bekannt. Im einfachsten Fall sind die Bolzen in die Oberfläche des Arbeitstisches eingeschraubt. Sie besitzen ebenso - wie die Zentrieröffnungen - einen kreisrunden Querschnitt, wodurch der Werkstückträger auf dem Arbeitstisch positioniert wird, wenn die Lage der Bolzen zu den Lagen der Zentrieröffnungen passt. Allerdings sind hier stets kleine Abweichungen zu beachten, so dass der Durchmesser der Zentrieröffnungen etwas größer gewählt wird als der der Bolzen. Bei einer solchen Anordnung ist nicht auszuschließen, dass der Werkstückträger mit einem leichten Versatz und/oder Verdrehung auf dem Arbeitstisch aufliegt. Dadurch kann es bei der Bearbeitung des Werkstückes zu Abweichungen kommen, wenn die Lage des Werkstückträgers nicht exakt mit seiner Sollposition übereinstimmen sollte.
Die Zentrieröffnungen werden auch deswegen ein wenig größer gewählt, um den Werkstückträger leichter auf den Arbeitstisch aufsetzen zu können. Dabei werden kleine Abweichungen bei der Bearbeitung hingenommen.
Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, eine exakte, der Sollposition entsprechende und reproduzierbare Auflage des Werkstückträgers auf dem Arbeitstisch zu erreichen. Die Vorrichtung soll selbstzentrieren, damit der Werkstückträger leicht - z. B. von einem Roboter - auf dem Arbeitstisch platziert werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Bolzen eine Basis und daran anschließend einen nach oben zulaufenden Endabschnitt haben und dass die Bolzen elastisch am Arbeitstisch gelagert sind, so dass sie in Richtung auf die Oberseite des Arbeitstisches absenkbar sind, und dass die Endabschnitte nahe ihrer Basis eine radiale Ausdehnung besitzen, die es den zugewiesenen Zentrieröffnungen nicht erlaubt, die Basis zu erreichen.
Da beide Bolzen nach oben zulaufen, kann ein Werkstückträger relativ leicht auf dem Arbeitstisch platziert werden. Er muss zunächst nicht genau über seine Sollposition positioniert werden, da sich die Zentrieröffnungen selbsttätig beim Absenken des Werkstückträgers auf den zulaufenden Endabschnitt zentrieren. Da der Durchmesser der Basis eines jeden Bolzens größer ist als der seines Endabschnittes, werden die Zentrieröffnungen sich spielfrei auf den Endabschnitt aufsetzen.
Damit aber auch eine gleichbleibende horizontale Lage des Werkstückträgers erreicht wird, wird er zusammen mit dem Bolzen gegen die Kraft der elastischen Lagerung der Bolzen bis zur Auflage am Arbeitstisch abgesenkt.
Im Gegensatz zum Stand der Technik liegen die Werkstückträger bei einer solchen Anordnung der Bolzen reproduzierbar und seitlich unverrückbar auf dem Arbeitstisch auf.
Im einfachsten Fall weist zumindest einer der Bolzen einen Endabschnitt auf, der die Form eines Kegels hat, wobei der Begriff Kegel auch eine Ausführung des Endabschnittes als Kegelstumpf umfassen soll.
Zwar kann auch der andere Bolzen ebenso ausgeführt sein. Es hat sich aber bewährt, den anderen Bolzen mit einem Endabschnitt zu versehen, der die Form einer Rautenpyramide aufweist.
Unter einer Rautenpyramide soll eine Pyramide (bzw. Pyramidenstumpf) verstanden werden, deren Basis eine Raute bildet. Vorzugsweise sind die Flanken der Rautenpyramide als gleichartige Dreiecke und eben ausgeführt, so dass die Rautenpyramide in jener Ebene parallel zur Basisfläche ebenfalls eine immer kleiner werdende Rautenform aufweist. Die aneinander stoßenden Kanten der Flanken bilden Quer- und Längskanten der Rautenpyramide.
Eine Raute hat eine kurze Querachse und eine lange Längsachse. Die Rautenpyramide wird so zum Bolzen mit dem Kegel orientiert, dass die kurze Achse auf die Hochachse des Kegels weist.
Der Kegel fixiert den Werkstückträger in einem Punkt, wobei wegen der Kreisform des Kegels die Winkelorientierung noch nicht festgelegt wird. Dies erfolgt mit den Längskanten der Rautenpyramide, die von den Endpunkten der Längsachsen in jeder Ebene der Rautenpyramide gebildet werden.
Um beide Bolzen absenkbar auf dem Arbeitstisch anzuordnen, ist vorgesehen, dass die Bolzen in einer zylindrisch gestuften Stufenöffnung im Arbeitstisch eingesetzt sind und von einer Feder gegen die Stufe der Stufenöffnung vorgespannt sind, so dass sie möglichst weit von der Oberseite des Arbeitstisches hervorstehen.
Wenn der Werkstückträger auf die Bolzen abgesenkt wurde und sich die Zentrieröffnungen an den Kegel bzw. an die Längskanten der Rautenpyramide angelegt haben, nimmt der Werkstückträger bei einem weiteren Absenken die Bolzen mit, wobei die vorgespannten Federn zusammengedrückt werden. Die Absenkung erfolgt, bis die Unterseite des Werkstückträgers an Auflagen am Arbeitstisch anliegt.
Die Federkraft wird in Bezug zur Steigung der Endabschnitte so gewählt, dass die Zentrieröffnungen selbsthemmend auf den Endabschnitten aufliegen.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Arbeitstisch mit einem Werkstückträger, wobei dieser wenigstens zwei kreisrunde Zentrieröffnungen aufweist, wobei die Zentren der Zentrieröffnungen im Wesentlichen den gleichen Abstand haben wie die Hochachse des Kegels und der Rautenpyramide, wobei der Durchmesser der einen Zentrieröffnung kleiner ist als der des Kegels an seiner Basis und wobei der Durchmesser der anderen Zentrieröffnung kleiner ist als die Ausdehnung der Längsachse der Rautenpyramide an seiner Basis.
Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:

1a, 1b eine Draufsicht (a) bzw. einen Querschnitt (b) entlang der Linie A-A durch einen Arbeitstisch mit einem aufgesetzten Werkstückträger nach dem Stand der Technik,
2a,2b eine Draufsicht (a) bzw. einen Querschnitt (b) entlang der Linie B-B durch einen Arbeitstisch mit einem aufgesetzten Werkstückträger gemäß der Erfindung und
3a,b,c die Abfolge eines Aufsetzvorganges.

Zunächst wird auf die 1a bzw. 1b Bezug genommen, die die Vorgehensweise nach dem Stand der Technik zeigen.
Die 1a bzw. 1b zeigen einen Arbeitstisch 1, in dessen Oberseite zwei Bolzen 2, 3 eingeschraubt sind, wobei diese über die obere Arbeitsfläche des Arbeitstisches 1 hervorstehen. Der eine Bolzen 2 hat einen zylindrischen Endabschnitt, während der andere Bolzen 3 einen Endabschnitt in Form einer Rautenpyramide 13 aufweist. Dabei ist die Rautenpyramide 13 so orientiert, dass ihre kurze Achse auf die Hochachse des zylindrischen Abschnittes weist.
Typischerweise sind die entsprechenden Zentrieröffnungen 5, 6 des Werkstückträgers 7 etwas größer gewählt, um evtl. Toleranzen auszugleichen und um das Aufsetzen des Werkstückträgers 7 auf den Arbeitstisch 1 zu erleichtern.
Demgegenüber schlägt die Erfindung gemäß den 2a, 2b eine Anordnung vor, bei der die Bolzen 2, 3 nicht fest in die Oberfläche des Arbeitstisches 1 eingeschraubt sind, sondern vielmehr jeweils in einer Stufenöffnung 10, 11 geführt sind.
Außerdem ist der Endabschnitt des einen Bolzens 2 in Form eines Kegelstumpfes 12 und der Endabschnitt des anderen Bolzens 3 - wie schon oben beschrieben - als Rautenpyramide 13 ausgeführt. Auch hier wird deren kurze Achse vorzugsweise in Richtung auf die Hochachse 14 des Kegelstumpfes 12 ausgerichtet.
Die Führung der Bolzen 2, 3 in den Stufenöffnungen 10, 11 ist wie folgt ausgeführt: Die kleinere Stufe der jeweiligen Stufenöffnung 10, 11 befindet sich im Anschluss an die Oberseite des Arbeitstisches 1, darunter befindet sich die Stufe größeren Durchmessers. In der Stufe kleineren Durchmessers ist die jeweils zylindrische Basis der Bolzen 2, 3 spielfrei geführt. An der Unterseite der Bolzen 2, 3 ist jeweils eine Druckfeder 15, 16 angeordnet, die sich an einem Stopfen 17, 18, der die Stufe größeren Durchmessers nach unten hin abschließt, abstützt. Die Kragen 19, 20 am unteren Ende der Bolzen 2, 3 liegen jeweils an dem Absatz am Übergang zwischen der großen und der kleineren Stufe an, wodurch die Höhe der Bolzen 2, 3 über den Arbeitstisch 1 definiert wird.
Die 3a, b, c zeigen die Vorgehensweise beim Aufsetzen eines Werkstückträgers 7 auf den Arbeitstisch 1. Zunächst wird der Werkstückträger 7 so über den Arbeitstisch 1 manuell oder von einem Roboter positioniert, dass die Hochachsen der beiden Bolzen 2, 3 mit den Zentrieröffnungen 5, 6 im Werkstückträger 7 fluchten. Wird nun gemäß 3b der Werkstückträger 7 weiter abgesenkt, so zentriert sich die eine Zentrieröffnung 5 auf dem Kegelstumpf 12, während die andere Zentrieröffnung 6 sich an die Längskanten der Rautenpyramide 13 anlegt, wodurch eine Drehung des Werkstückträgers um die Hochachse 14 des Kegelstumpfes 12 verhindert wird.
Bei einer weiteren Absenkung des Werkstückträgers gemäß 3c drückt der Werkstückträger die Bolzen 2, 3 gegen die Kraft der Druckfedern 15, 16 nach unten, bis der Werkstückträger 7 zur Anlage auf dem Arbeitstisch 1 bzw. auf dort angebrachten Auflagen gelangt.
Wie man erkennt, sind nun die Zentrieröffnungen 5, 6 spielfrei auf den jeweiligen Endabschnitten gehalten, so dass sich der Werkstückträger in einer fest definierten und reproduzierbaren Lage auf dem Arbeitstisch 1 befindet.
Wird der Werkstückträger 7 wieder abgenommen, werden die Bolzen 2, 3 durch die sich entspannenden Druckfedern 15, 16 wieder angehoben und in ihre Ausgangsposition zurückgesetzt.
Bezugszeichenliste

1: Arbeitstisch
2: Bolzen
3: Bolzen
5: Zentrieröffnung
6: Zentrieröffnung
7: Werkstückträger
10: Stufenöffnung
11: Stufenöffnung
12: Kegelstumpf
13: Rautenpyramide
14: Hochachse
15: Druckfeder
16: Druckfeder
17: Stopfen
18: Stopfen
19: Kragen
20: Kragen

Claims

Arbeitstisch, insbesondere für eine Werkzeugmaschine zur Aufnahme eines Werkstückträgers (7) auf seiner Oberseite, der mit wenigstens zwei Zentrieröffnungen (5, 6) versehen ist, wobei von der Oberseite des Arbeitstisches (1) zwei Bolzen (2, 3) zur Aufnahme in die Zentrieröffnungen (5, 6) abstehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (2, 3) eine Basis und daran anschließend einen nach oben zulaufenden Endabschnitt haben, und dass die Bolzen elastisch am Arbeitstisch (1) gelagert sind, so dass sie in Richtung auf die Oberseite des Arbeitstisches (1) absenkbar sind, und dass die Endabschnitte nahe ihrer Basis eine radiale Ausdehnung besitzen, die es den zugewiesenen Zentrieröffnungen (5, 6) nicht erlaubt, die Basis zu erreichen.
Arbeitstisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Bolzen (2, 3) einen Endabschnitt aufweist, der die Form eines Kegelstumpfes (12) hat.
Arbeitstisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Bolzen (2, 3) einen Endabschnitt aufweist, der die Form einer Rautenpyramide (13) aufweist.
Arbeitstisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken der Rautenpyramide (13) als gleichartige Dreiecke und eben ausgeführt sind.
Arbeitstisch nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung der Querachse der Rautenpyramide (13) durch die Hochachse (14) des Kegelstumpfes (12) verläuft.
Arbeitstisch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (2, 3) in eine zylindrisch gestufte Stufenöffnung (10, 11) im Arbeitstisch (1) eingesetzt sind und von einer Feder (15, 16) gegen die Stufe der Stufenöffnung (10, 11) vorgespannt sind.
Arbeitstisch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federweg so gewählt ist, dass der Werkstückträger (7) bis zu einer Auflage am Arbeitstisch (1) absenkbar ist.
Arbeitstisch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft in Bezug zur Steigung der Endabschnitte so gewählt ist, dass die Zentrieröffnungen (5, 6) selbsthemmend auf den Endabschnitten aufliegen.
Kombination eines Arbeitstisches nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Werkstückträger (7), der wenigstens zwei kreisrunde Zentrieröffnungen (5, 6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentren der Zentrieröffnungen im Wesentlichen den gleichen Abstand haben wie die Hochachse (14) des Kegelstumpfes (12) und der Rautenpyramide (13), dass der Durchmesser der einen Zentrieröffnung (10) kleiner ist als der des Kegelstumpfes (12) an seiner Basis und dass der Durchmesser der anderen Zentrieröffnung (11) kleiner ist als die Ausdehnung der Längsachse der Rautenpyramide (13) an seiner Basis.