• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen und anschließenden Bearbeiten eines scheiben- und/oder ringförmigen Werkstückes, wobei das Werkstück auf eine Auflagefläche eines Auflageelementes aus elastomerem Material aufgelegt wird. Mit einem aus einem elastomeren Material bestehenden Spannmittel einer Spannvorrichtung wird das Werkstück gegen die Auflagefläche gepresst und dabei gleichzeitig senkrecht zur Werkstückachse fixiert. Anschließend wird das Werkstück mit einem Werkzeug bearbeitet. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Spannen eines Werkstückes zur Durchführung des Verfahrens.
    公开号:DE102004020723A1
    申请号:DE200410020723
    申请日:2004-04-28
    公开日:2005-11-24
    发明作者:Martin Dipl.-Ing. Wolters
    申请人:THIELENHAUS TECHNOLOGIES GmbH；
    IPC主号:B23B31-117
    专利说明:
    [0001] Erfindungbetrifft ein Verfahren zum Spannen und anschließenden Bearbeiten eines scheiben- und/oderringförmigenWerkstückes.
    [0002] Dünnwandigescheiben- und/oder ringförmigeWerkstückebenötigenfür eineeinseitige, mechanische Bearbeitung eine Aufspannung, welche die auftretendenBearbeitungskräfteaufnimmt, ohne dabei die eigene Form und Lage zu verändern. Bei Werkstücken, dieeine ebene bzw. geometrisch gleichmäßige Referenz- oder Anlagefläche besitzen, kanneine Aufspannung mit üblichenSpanneinrichtungen wie Spannfutter, Zangenfutter und Magnetfuttererfolgen. Ist jedoch eine solche Anlagefläche nicht vorhanden, z. B.bei unbearbeiteten Guss- und Schmiedeteilen oder bei Teilen, diedurch eine Wärmebehandlungeinen Verzug haben, so sind die bekannten Spannmittel nicht mehreinsetzbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn hohe Anforderungenan eine genaue und gleichmäßige Form-und Oberflächengüte gestelltwerden. In solchen Fällenlassen sich die Werkstückenur mit aufwändigen,wenig flexiblen Mitteln aufnehmen bzw. spannen. Beispiele dafür sind Eingießen, Anklebenoder die Verwendung einer Hydrolock-Spannzange.
    [0003] Vordem Hintergrund der beschriebenen Problematik besteht die der Erfindungzugrunde liegende Aufgabe darin, ein Verfahren zum Spannen und anschließenden Bearbeiteneines scheiben- und/oder ringförmigenWerkstückesanzugeben, welches unabhängigvom Vorhandensein einer Referenz- oder Anlagefläche des Werkstückes eineeinfache Bearbeitung erlaubt.
    [0004] Erfindungsgemäß wird dieAufgabe gelöst durchein Verfahren zum Spannen und anschließenden Bearbeiten eines scheiben-und/oder ringförmigenWerkstückes,wobei das Werkstückauf eine Auflageflächeeines Auflageelementes aus elastomerem Material aufgelegt wird,wobei mit einem aus einem elastomeren Material bestehenden Spannmitteleiner Spannvorrichtung das Werkstück gegen die Auflagefläche gepresstund dabei gleichzeitig senkrecht zur Werkstückachse fixiert wird und wobeidas Werkstückanschließendmit einem Werkzeug bearbeitet wird. Die Spannvorrichtung ist imAufbau und in der Handhabung einfach und kann leicht durch Wechselteilean unterschiedliche Werkstückgeometrien angepasstwerden. Die Spannvorrichtung baut im betätigten Zustand vorzugsweiseeine radiale und eine axiale Kraft zum Werkstück auf. Die axiale Kraft drückt dasWerkstückgegen das elastische Auflageelement, während die Radialkraft das Werkstück zentriert.Die Steifigkeit der elastischen Elemente und die Größe der axialenund radialen Spannkräftesind abhängigvon den auftretenden Bearbeitungskräften und zweckmäßigerweiseso auszulegen, dass die Werkstückverformungdurch den Spannvorgang und die Werkstückbewegung am geringsten ist.
    [0005] ZurFixierung des Werkstückesführt das Spannmittelzweckmäßigerweisewährenddes Spannvorganges eine radiale Zustellbewegung gegen das Werkstück und vorzugsweisedabei gleichzeitig eine Bewegung parallel zur Werkstückachse aus.Als Spannmittel kann ein O-Ring verwendet werden.
    [0006] Vorzugsweisewerden die auf das Werkstück einwirkendenaxialen Bearbeitungskräftedes Werkzeuges so eingestellt, dass die Resultierende dieser Kräfte in derNähe derWerkstückachseliegt. Dadurch wird währenddes Bearbeitungsvorganges, der beispielsweise in einem Schleifen,Honen oder Fräsenbestehen kann, eine unkontrollierte Verlagerung der Werkstückrotationsachsegegenüberder Spindelachse des Werkzeuges vermieden. Die Größe der vondem Spannmittel aufgebrachten Axialkraft entspricht zweckmäßigerweiseim Wesentlichen der durch die Bearbeitung auf das Werkstück einwirkendenGesamtaxialkraft. Auf diese Weise entsteht ein Gleichgewicht zwischenaxialer Vorspannung des elastischen Auflageelementes und der Bearbeitungskraftund eine Werkstückverformungtritt nicht auf.
    [0007] Gegenstandder Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Spannen eines Werkstückes zurDurchführungdes Verfahrens nach Anspruch 6. Zweckmäßige Ausgestaltungen dieserVorrichtung sind in den Ansprüchen7 bis 10 beschrieben.
    [0008] ImFolgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispieldarstellenden Zeichnung ausführlicherläutert.Es zeigen schematisch:
    [0009] 1 eineerfindungsgemäße Vorrichtung zumSpannen eines Werkstückesim ungespannten Zustand,
    [0010] 2 diein 1 dargestellte Vorrichtung bei festgespanntemWerkstückund
    [0011] 3 eineweitere Ausführungsformder Vorrichtung.
    [0012] Die 1 und 2 zeigeneine Vorrichtung zum Spannen eines ringförmigen Werkstückes 1.Die Vorrichtung weist ein aus einem elastomeren Material bestehendesAuflageelement 2 mit einer Auflagefläche 3 auf, auf diedas Werkstück 1 auflegbarist. In den 1 und 2 ist dieAuflagefläche 3 senkrechtzur Werkstückachsex ausgerichtet. Die Vorrichtung weist ferner eine Spannvorrichtung 4 miteinem Spannmittel 5 aus einem elastomeren Material auf.Das Spannmittel 5 ist zur Fixierung des Werkstückes 1 gegendieses zustellbar. Das Spannmittel 5 besteht aus einemO-Ring, der – wieaus einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2 ersichtlich – während desSpannvorgangs eine radiale Zustellbewegung gegen das Werkstück 1 unddabei gleichzeitig eine Bewegung parallel zur Werkstückachsex ausführt.Der O-Ring 5 liegt an seiner Innenseite an einer bereichsweisekonisch ausgebildeten Hülse 6 an,so dass der Konus 7 den O-Ring 5 durch eine axialeBewegung der Hülse 6 entgegender Konusöffnunggegen eine Innenringoberfläche 8 des Werkstückes 1 andrückt. DasAufbringen der Andrückkraftder Hülse 6 erfolgtdurch vorgespannte Federn 9. Durch einen Kolben 10 mitringförmigerAndrückfläche 11 kanndie Hülse 6 nachoben bewegt werden, um das Werkstück 1 freizugeben.An der Innenringoberfläche 8 desWerkstückesliegt ferner ein an die Werkstückformangepasstes Wechselteil 12 an, das die Spannvorrichtung 4 abdecktund das Werkstück 1 beimAuflegen auf die Auflagefläche 3 vorjustiert.Ferner sind Greifer 13 für eine Werkstückbe- undentladung vorgesehen.
    [0013] Während desSpannvorganges wird das Werkstück 1 zunächst aufdie Auflagefläche 3 aufgelegtund anschließendmit dem Spannmittel gegen die Auflagefläche 3 gepresstund dabei gleichzeitig senkrecht zur Werkstückachse x fixiert. Nachfolgend wirddas Werkstück 1 miteinem Werkzeug 14, beispielsweise einem Schleif-, Honen-oder Fräswerkzeug,bearbeitet. Zur Fixierung des Werkstückes 1 führt derO-Ring 5 währenddes Spannvorganges eine radiale Zustellbewegung gegen das Werkstück 1 undgleichzeitig eine Bewegung parallel zur Werkstückachse x aus. Während desSpannvorganges wird der O-Ring 5 durch die Hülse 6 zunächst gleichzeitignach außenund unten verschoben, bis er an der Innenringoberfläche 8 desWerkstückes 1 zurAnlage kommt. Danach werden die Spannkräfte durch Querschnittsverformungdes O-Rings 5 verstärktund das Werkstück 1 gezieltin Richtung Auflagefläche 3 gedrückt. Unterseitigliegt der O-Ring 5 dabei an einer schräg nach außen abfallenden, ringförmigen Anschlagfläche 16 an.Die Höheder Spannkraft kann durch Art und Anzahl der Federn 9 bestimmtwerden. Währendder Werkstückbearbeitungwerden die auf das Werkstück 1 einwirkendenaxialen Bearbeitungskräftedes Werkzeuges 14 so eingestellt, dass die ResultierendeF dieser Kräftein der Näheder Werkstückachsex liegt. Die Größe der vondem O-Ring 5 aufgebrachten Axialkraft entspricht im Wesentlichen derdurch die Bearbeitung auf das Werkstück 1 einwirkendenGesamtaxialkraft. Nach erfolgter Bearbeitung des Werkstückes 1 wirddie Spannung gelöst, indemdie Hülse 6 durchden Kolben 10 nach oben bewegt wird und der O-Ring 5 sichdurch Eigenspannung vom Werkstück 1 entfernt,so dass dieses zur Entnahme freigegeben ist.
    [0014] Den 1 und 2 istferner zu entnehmen, dass das Werkstück 1 zusätzlich zurAuflagefläche 3 außenseitigan einem Stützring 15 auselastomerem Material, der ebenfalls als O-Ring ausgebildet seinkann, abgestütztist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtungbesteht im Unterschied zu bekannten Einrichtungen sowohl das Auflageelement 2 alsauch das Spannmittel 5 aus elastischem Material, wobei dasAuflageelement 2 im Ausführungsbeispiel als scheibenförmiger Ringausgebildet ist.
    [0015] DasWechselteil 12 und die Hülse 6 können auchfest miteinander verbunden werden. Im Ausführungsbeispiel der 3 istein Einsatz 17 vorgesehen, der die Funktionen des Wechselteilsund der Hülseerfüllt.Die Vorrichtung ist im ungespannten Zustand dargestellt, bei derdas Werkstück 1 eingesetzt oderentnommen werden kann. Der Spannvorgang wird durch Absenken desKolbens 10 bewirkt.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Verfahren zum Spannen und anschließenden Bearbeiteneines scheiben- und/oderringförmigen Werkstückes, wobeidas Werkstückauf eine Auflageflächeeines Auflageelementes aus elastomerem Material aufgelegt wird,wobei mit einem aus einem elastomeren Material bestehenden Spannmitteleiner Spannvorrichtung das Werkstück gegen die Auflagefläche gepresstund dabei gleichzeitig senkrecht zur Werkstückachse fixiert wird und wobeidas Werkstückanschließendmit einem Werkzeug bearbeitet wird.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Spannmittel währenddes Spannvorganges eine radiale Zustellbewegung gegen das Werkstück und dabeigleichzeitig eine Bewegung parallel zur Werkstückachse ausführt.
    [3] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass als Spannmittel ein O-Ring verwendet wird.
    [4] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die auf das Werkstück einwirkendenaxialen Bearbeitungskräftedes Werkzeuges so eingestellt werden, dass die Resultierende dieserKräftein der Näheder Werkstückachseliegt.
    [5] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Größe der von demSpannmittel aufgebrachten Axialkraft im Wesentlichen der durch dieBearbeitung auf das Werkstückeinwirkenden Gesamtaxialkraft entspricht.
    [6] Vorrichtung zum Spannen eines Werkstückes zurDurchführungdes Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einemaus einem elastomeren Material bestehenden Auflageelement (2)mit einer Auflagefläche(3), auf die ein scheiben- und/oder ringförmiges Werkstück (1)auflegbar ist, und einer Spannvorrichtung (4) miteinem Spannmittel (5) aus einem elastomeren Material, wobeidas Spannmittel (5) zur Fixierung des Werkstückes (1)gegen dieses zustellbar ist.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Spannmittel (5) aus einem O-Ring besteht, derwährenddes Spannvorgangs eine radiale Zustellbewegung gegen das Werkstück (1)und dabei gleichzeitig eine Bewegung parallel zur Werkstückachse(x) ausführt.
    [8] Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass der O-Ring (5) an seiner Innenseite an einer bereichsweisekonisch ausgebildeten Hülse(6) anliegt, so dass der Konus (7) den O-Ring (5)durch eine axiale Bewegung der Hülse(6) entgegen der Konusöffnunggegen eine Innenringoberfläche(8) des Werkstückes(1) andrückt.
    [9] Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass das Aufbringen der Andrückkraft derHülse (6)durch vorgespannte Federn (9) erfolgt.
    [10] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass an einer Innenringoberfläche(8) des Werkstückes(1) ein an die Werkstückformangepasstes Wechselteil (12) anliegt, das die Spannvorrichtung(4) abdeckt und das Werkstück (1) beim Auflegenauf die Auflagefläche(3) vorjustiert.
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    同族专利:
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    法律状态:
    2005-11-24| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2016-04-04| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2017-03-24| R020| Patent grant now final|
    2019-11-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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