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DE102010013053B3 - Hydraulic workpiece clamping apparatus for use in drilling/milling machining center that is utilized for cutting work piece, has electromotive drive connected with pump over drive shaft and clutch, and magnets arranged in top plate - Google Patents

Hydraulic workpiece clamping apparatus for use in drilling/milling machining center that is utilized for cutting work piece, has electromotive drive connected with pump over drive shaft and clutch, and magnets arranged in top plate Download PDF

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DE102010013053B3
DE102010013053B3 DE201010013053 DE102010013053A DE102010013053B3 DE 102010013053 B3 DE102010013053 B3 DE 102010013053B3 DE 201010013053 DE201010013053 DE 201010013053 DE 102010013053 A DE102010013053 A DE 102010013053A DE 102010013053 B3 DE102010013053 B3 DE 102010013053B3
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Michael Franzki
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WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
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Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
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    • B23Q3/082—Work-clamping means other than mechanically-actuated hydraulically actuated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The apparatus has a machine palette (1) designed as a hollow body, where a hydraulic pump, a generator for power supply of sensors (2.3) and electro-magnetically actuated directional control valves are arranged in the hollow body. The sensors are arranged at a set of measuring points of a workpiece clamping body (2) and another set of measuring points. Power source lines are arranged in a machine table (4), and an electromotive drive rests against the valves and is functionally connected with the pump over a drive shaft and a clutch. Electrical lifting magnets are arranged in a top plate (3).

Description

Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten hydraulischen Werkstückspannvorrichtung aus.The invention is based on the defined in the preamble of claim 1 hydraulic workpiece clamping device.

Eine wiederholgenaue und rationell spanende industrielle Fertigung von Werkstücken in größeren Stückzahlen auf Bohr-/Fräsbearbeitungszentren bedingt, insbesondere bei einer effektiven Mehrstückspannung eine Werkstück-Spannvorrichtung, die als ein Hydraulik-Spannsystem ausgebildet ist.A repeatable and efficient cutting industrial production of workpieces in large numbers on drilling / milling centers due, especially in an effective multi-piece clamping a workpiece clamping device, which is designed as a hydraulic clamping system.

Stand der Technik ist, dass die durch elektromotorisch bestätigte Pumpen realisierte hydraulische Leistungsmedienversorgung für die Funktionsbaugruppen in der hydraulischen Werkstück-Spannvorrichtung durch Komponenten für Druckölerzeugung, -verteilung und -zuführung an bzw. unter die Spannvorrichtung in den Bohr-/Fräsbearbeitungszentren und in den Maschinentischen integriert und installiert sind. An der jeweiligen Schnittstelle des Bohr-/Fräsbearbeitungszentrums und der hydraulischen Spannvorrichtung ist eine Drehdurchführung als Kupplungssystem zwischen beiden vorgesehen, die in einem als Maschinenpalette bezeichneten Adaptermodul aufgenommen ist und so die Druckölbereitstellung für die Werkstückspannung in der Vorrichtung realisiert.It is known in the art that the electromotive-confirmed pumps implement hydraulic power media supply to the functional assemblies in the hydraulic workpiece chuck through components for pressurized oil production, distribution, and supply to and under the chuck in the drilling / milling centers and in the machine tables and installed. At the respective interface of the drilling / milling center and the hydraulic tensioning device, a rotary feedthrough is provided as a coupling system between the two, which is accommodated in an adapter module referred to as a machine pallet and so realized the pressure oil supply for the workpiece voltage in the device.

Beispielhaft ist aus DE 4108545 02 eine als Hydraulik-Spannpalette bezeichnete Maschinenpalette bekannt, in deren hohl ausgebildeten Palettenkörper die Versorgungs-, die Abführungsleitungen, die Funktionssteuerungs- und die Verteileinrichtungen für das zu- und abzuleitende Drucköl, welches für die hydraulisch betätigten auf der oberen Auflage- und Aufspannfläche der Hydraulik-Spannpalette angeordneten Module für die Werkstückspannung benötigt wird, angeordnet sind. Aber auch bei dieser Lösung muss die Druckölerzeugung in einem Bohr-/Fräsbearbeitungszentrum erfolgen und durch in dessen Maschinentisch integrierte Leitungssysteme über entsprechende Kupplungselemente eine Zu- und Ableitung zu und weg von der Maschinenpalette erfolgen.Exemplary is off DE 4108545 02 a machine pallet referred to as hydraulic clamping pallet, in whose hollow pallet body the supply, the discharge lines, the Funktionssteuerungs- and the distribution facilities for the incoming and to be discharged pressure oil, which for the hydraulically operated on the upper support and Aufspannfläche the hydraulic Spannpalette arranged modules for the workpiece clamping is needed, are arranged. But even with this solution, the pressure oil production must be done in a drilling / milling center and done by integrated in the machine table line systems via appropriate coupling elements a supply and discharge to and away from the range of machines.

Aus DE 102 18 188 C1 und DE 299 22 068 U1 sind auch intelligente unter Nutzung von Werkstück- und Vorrichtungsdaten steuerbare Werkstück-Spannvorrichtungen bekannt, wobei die Werkstücke ebenfalls mit Spannmodulen, für deren hydraulische Betätigung mit Drucköl versorgt, gespannt sind. Die Druckölversorgung erfolgt auch hierbei von dem Bohr-/Fräsbearbeitungszentrum aus über Leitungssysteme und Kupplungselemente über die Maschinenpalette, als Adaptermodul zwischen Bearbeitungszentrum und hydraulischer Werkstück-Spannvorrichtung.Out DE 102 18 188 C1 and DE 299 22 068 U1 Also known are intelligent workpiece clamping devices that can be controlled using workpiece and device data, the workpieces also being tensioned with clamping modules for whose hydraulic actuation pressure oil is supplied. The supply of pressurized oil also takes place here from the drilling / milling center via line systems and coupling elements via the machine pallet, as an adapter module between the machining center and the hydraulic workpiece clamping device.

Nachteilig ist, dass diese hydraulischen Werkstück-Spannvorrichtungen, mit denen eine effektive Mehrstück-Spannung einerseits und eine intelligente Informationsdatenerfassung und -nutzung andererseits möglich ist, nur auf bestimmten hochwertigen mit einer aufwendigen Hydraulik-Druckölversorgung ausgestatteten Bohr-/Fräsbearbeitungszentren bzw. auf entsprechenden Fertigungssystemen anwendbar sind. Bei bestimmten Bohr-/Fräsbearbeitungszentren in kostengünstiger vereinfachter Bauweise ist die Erzeugung und Anwendung von Hydrauliköl nicht bzw. nicht mehr vorgesehen.The disadvantage is that these hydraulic workpiece clamping devices, with which an effective multi-part voltage on the one hand and intelligent information data acquisition and use on the other hand is possible only on certain high-quality equipped with a complex hydraulic pressure oil supply drilling / milling centers or on corresponding manufacturing systems applicable are. In certain drilling / milling centers in cost-effective simplified design, the production and application of hydraulic oil is not or no longer provided.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung so auszubilden und mit Hydraulik-Drucköl zu versorgen, dass eine von Bohr-/Fräsbearbeitungszentren oder von anderen einfachstrukturierten Werkzeugmaschinen oder Kompaktmaschinen unabhängige Hydraulik-Druckölversorgung realisierbar ist.The specified in claim 1 invention is based on the problem to form a hydraulic workpiece clamping device and supply with hydraulic pressure oil that one of Bohr- / Fräsbearbeitungszentren or other simple-structured machine tools or compact machines independent hydraulic pressure oil supply is feasible.

Das Problem wird durch den Gegenstand nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Maschinenpalette, auf der der Werkstückaufspannkörper angeordnet ist, ist als ein Hohlkörper ausgebildet. In diesem sind eine Hydraulikpumpe, ein Generator für die Stromversorgung von Sensoren, ein Hydrauliktank und Wegeventile angeordnet und miteinander funktions- sowie leitungsverbunden.The problem is solved by the subject matter of claim 1. The machine pallet, on which the workpiece clamping body is arranged, is formed as a hollow body. In this a hydraulic pump, a generator for the power supply of sensors, a hydraulic tank and directional control valves are arranged and functionally and conductively connected.

Im Maschinentisch des Bohr-/Fräsbearbeitungszentrums sind Stromversorgungsleitungen für in den Rundtisch aufgenommene elektrische Hubmagnete zur Betätigung von Wegeventilen angeordnet.In the machine table of the drilling / milling center power supply lines are arranged for recorded in the rotary table electric solenoids for operating directional control valves.

Die weiteren Erfindungsausgestaltungen, die im Patentanspruch 2 angegeben sind, betreffen die Anordnung von Hydraulikleitungen für die Spannstellen sowie die alternative oder ergänzende Anordnung von Hydrauliktanks in Hohlräumen des Werkstückaufspannkörpers und ihre druckdichte Leitungsverbindung miteinander.The other embodiments of the invention, which are specified in claim 2, relate to the arrangement of hydraulic lines for the clamping points and the alternative or supplementary arrangement of hydraulic tanks in cavities of the Werkstückaufspannkörpers and their pressure-tight line connection with each other.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 3 vereinfacht dargestellt und wird im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert:The invention is in one embodiment in the 1 to 3 is shown in simplified form and is explained in more detail in the following part of the description:

1 eine Vorderansicht als Außenansicht 1 a front view as an exterior view

2 eine Vorderansicht mit Darstellung der funktionsbestimmenden Komponenten im Teilschnitt 2 a front view showing the function-determining components in partial section

3 eine Teilansicht des Segmentes A nach 2 3 a partial view of the segment A after 2

Die in 1 dargestellte hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung besteht aus den wesentlichen Einzelkomponenten Maschinenpalette 1, Werkstückaufspannkörper 2, Rundtisch 3 und den starr ausgebildeten Maschinentisch 4, die übereinander und aufliegend miteinander verbunden sind. Über die senkrechte Mittenachse 3.1 des als Teilgerät ausgebildeten Rundtisches 3 sind die Maschinenpalette 1 und auf ihr der Werkstückaufspannkörper 2 in Teilschritten schwenkbar angeordnet. Die Spannvorrichtung selbst ist für eine intelligente Werkstückspannung ausgelegt. An jeder der vier Seiten des Werkstückaufspannkörpers 2 ist je ein Werkstück 2.2, an Anlagekomponenten anliegend, mit hydraulischen Spannkomponenten an den Spannstellen 2.1 positioniert und gespannt. Diese realisierten Werkstück-Positionen sind mittels der Sensoren 2.3 an den Spann- und Messstellen gegenüber Soll- oder Vorgabe-Werten feststell-, vergleich- und kontrollierbar.In the 1 shown hydraulic workpiece clamping device consists of the essential individual components machine pallet 1 , Workpiece clamping body 2 , Round table 3 and the rigid machine table 4 , which are connected to each other and on top of each other. About the vertical center axis 3.1 of the trained as a sub-unit round table 3 are the machine pallet 1 and on it the workpiece clamping body 2 pivotally arranged in partial steps. The clamping device itself is designed for intelligent workpiece clamping. On each of the four sides of the workpiece chuck body 2 is ever a workpiece 2.2 , fitting to system components, with hydraulic clamping components at the clamping points 2.1 positioned and cocked. These realized workpiece positions are by means of the sensors 2.3 can be determined, compared and controlled at nominal and default values at the clamping and measuring points.

Aus 2 ist beispielhaft ableitbar, dass im Maschinentisch 4 nur der elektromotorische Antrieb 4.1 und die Antriebswelle 4.2, für die darüber in der Maschinenpalette 1 angeordneten Hydraulikpumpe 1.1 und alle elektrischen Versorgungsleitungen, in 2 nicht dargestellt, angeordnet sind. Entlang der senkrechten Mittenachse 3.1 und der senkrechten Antriebswelle 4.2 nach oben verlaufend, schließen sich die in den Maschinenpalette 1 eingehaust angeordneten Komponenten Kupplung 1.5, Hydraulikpumpe 1.1 und Generator 1.4 an. Die Hydraulikpumpe 1.1 steht über Druckleitungen mit einem im Werkstückaufspannkörper 2 angeordneten Hydrauliktank 1.2 mit den Spannstellen 2.1 für die Spannung, der Werkstücke 2.2 am Werkstückaufspannkörper 2 und den, in 2 nicht dargestellten, mechanisch oder elektromagnetisch bestätigten Ventilen 1.3 in Funktions- und Leitungsverbindung. Durch den von der Hydraulikpumpe 1.1 angetriebenen Generator 1.4 erfolgt die Stromversorgung der Sensoren 2.3 an den Spann- und Messstellen des Werkstückaufspannkörpers 2. Die Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung verfügt damit über eine raumsparende Ausbildung und Steuerung einer hydraulischen Eigenversorgung.Out 2 is derivable by way of example that in the machine table 4 only the electric motor drive 4.1 and the drive shaft 4.2 , for the above in the machine range 1 arranged hydraulic pump 1.1 and all electrical supply lines, in 2 not shown, are arranged. Along the vertical center axis 3.1 and the vertical drive shaft 4.2 running upwards, they close in the machine pallet 1 housed components clutch 1.5 , Hydraulic pump 1.1 and generator 1.4 at. The hydraulic pump 1.1 is above pressure lines with a workpiece clamping body 2 arranged hydraulic tank 1.2 with the clamping points 2.1 for the tension, the workpieces 2.2 on the workpiece clamping body 2 and the, in 2 not shown, mechanically or electromagnetically confirmed valves 1.3 in functional and line connection. By the of the hydraulic pump 1.1 powered generator 1.4 the power supply of the sensors takes place 2.3 at the clamping and measuring points of the workpiece clamping body 2 , The hydraulic workpiece clamping device thus has a space-saving training and control of a hydraulic self-supply.

Die Teilansicht in 3 betrifft die Anordnung eines der vorrichtungszugehörigen Wegeventile 1.3 für die Drucköl-Zuführungen von der Hydraulikpumpe 1.1 hin zu den hydraulischen Spannkomponenten an den Spannstellen 2.1 und von diesen zurück zum Hydrauliktank 1.2. Das Ventil befindet sich an der Schnittstelle von Maschinenpalette 1 und Maschinentisch 4 und wird durch einen elektrischen Hubmagnet 3.2 betätigt.The partial view in 3 relates to the arrangement of one of the device-associated directional control valves 1.3 for the pressure oil feeds from the hydraulic pump 1.1 to the hydraulic clamping components at the clamping points 2.1 and from these back to the hydraulic tank 1.2 , The valve is located at the interface of machine pallet 1 and machine table 4 and is powered by an electric solenoid 3.2 actuated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Maschinenpalettemachine range
1.11.1
Hydraulikpumpehydraulic pump
1.21.2
Hydrauliktankhydraulic tank
1.31.3
(mechanisch oder elektromagnetisch betätigte) Wegeventile(mechanically or electromagnetically actuated) directional control valves
1.41.4
Generatorgenerator
1.51.5
Kupplungclutch
22
WerkstückaufspannkörperWerkstückaufspannkörper
2.12.1
Spannstellenclamping points
2.22.2
Werkstückeworkpieces
2.32.3
Sensorensensors
33
Rundtischroundtable
3.13.1
senkrechte Mittenachse von 3 vertical center axis of 3
3.23.2
elektrische Hubmagneteelectric lifting magnets
44
Maschinentischmachine table
4.14.1
elektromotorischer Antriebelectric motor drive
4.24.2
Antriebswelle von 4.1 Drive shaft of 4.1

Claims (2)

Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung, die aus den übereinander angeordneten und aufliegenden Einzelmodulen • Werkstückaufspannkörper (2) und • Maschinenpalette (1) die auf einem um eine senkrechte Mittenachse (3.1) in Teilschritten beweglichen • Rundtisch (3) und einem mit diesem verbundenen starren • Maschinentisch eines Bohr-/Fräsbearbeitungszentrums besteht und für intelligente Werkstückspannung nutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenpalette (1) als ein Hohlkörper ausgebildet ist, in dem eine Hydraulikpumpe (1.1), ein Generator (1.4) für die Stromversorgung von Sensoren (2.3) an den Messstellen von Werkstücklage- und Werkstücktemperatur-Änderungen und Werkstück-Verformungen an den Spannstellen und Messstellen des Werkstückaufspannkörpers (2) und mechanisch oder elektromagnetisch betätigte Wegeventile (1.3) miteinander funktions- und leitungsverbunden, angeordnet sind und dass im Maschinentisch (4) Stromversorgungsleitungen, ein elektromotorischer Antrieb (4.1), welcher über seine Antriebswelle (4.2) und eine Kupplung (1.5) mit der Hydraulikpumpe (1.1) in der Maschinenpalette (1) funktionsverbunden ist und Stromversorgungsleitungen für im Rundtisch (3) aufgenommene elektrische Hubmagnete (3.2), an den Wegeventilen (1.3) anliegend, angeordnet sind.Hydraulic workpiece clamping device, which consists of the stacked and resting individual modules • workpiece clamping body ( 2 ) and • machine pallet ( 1 ) on a about a vertical center axis ( 3.1 ) movable in increments • Rotary table ( 3 ) and an associated with this rigid • machine table a drilling / milling center and can be used for intelligent workpiece clamping, characterized in that the machine pallet ( 1 ) is formed as a hollow body in which a hydraulic pump ( 1.1 ), a generator ( 1.4 ) for the power supply of sensors ( 2.3 ) at the measuring points of workpiece position and workpiece temperature changes and workpiece deformations at the clamping points and measuring points of the workpiece clamping body ( 2 ) and mechanically or electromagnetically actuated directional control valves ( 1.3 ) are functionally and conductively connected to each other, are arranged and that in the machine table ( 4 ) Power supply lines, an electric motor drive ( 4.1 ), which via its drive shaft ( 4.2 ) and a clutch ( 1.5 ) with the hydraulic pump ( 1.1 ) in the machine pallet ( 1 ) is functionally connected and power supply lines for in the rotary table ( 3 ) received electric lifting magnets ( 3.2 ), at the directional valves ( 1.3 ) adjacent, are arranged. Hydraulische Werkstück-Spannvorrichtung nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Spannstellen (2.1) für die Werkstücke (2.2) über in Hohlräumen des Werkstückaufspannkörpers (2) angeordnete Hydraulikleitungen und alternativ oder ergänzend angeordnete Hydrauliktanks (1.2) mit der Hydraulikpumpe (1.1) in der Maschinenpalette (1) druckdicht verbunden sind.Hydraulic workpiece clamping device according to claim 1, characterized in that the clamping points ( 2.1 ) for the workpieces ( 2.2 ) in cavities of the Werkstückaufspannkörper ( 2 ) arranged hydraulic lines and alternatively or additionally arranged hydraulic tanks ( 1.2 ) with the hydraulic pump ( 1.1 ) in the machine pallet ( 1 ) are connected pressure-tight.
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