DD238555B1 - Backenfutter mit im futtergehaeuse durch getrieberaeder angetriebener planspirale - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist anwendbar beim Spannen fur das Mitnehmen rotationssymmetrischer Werkstucke in Schleifmaschinen

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach OE-OS 3236369 ist ein Spannfutter fur Rundschleifmaschinen mit im Futtergehause angeordneten Spannbacken bekannt Zur Erzielung hoher Genauigkeiten wird das Werkstuck in der Schleifmaschine von der Pinole mit Hilfe einer Zentnerspitze aufgenommen und von den Spannbacken lediglich zur Übertragung der Drehbewegung erfaßt, wobei das Spannfutter die durch die Zentrierspitze bestimmte Achslage des Werkstuckes nicht verandern darf Da jedoch der Werkstuckumfang auf Grund unvermeidbarer Fertigungstoleranzen stets etwas exzentrisch zur Werkstuckachse verlaufen wird, wird beim Fassen des Werkstuckes ein Spannbacken vor den anderen zur Anlage gelangen Damit stellt sich dem weiteren Schließvorgang ein Widerstand entgegen, der das Werkstuck verlagern wird, sofern nicht der Spannbacken ausweichen kann Um diesem Mangel vorzubeugen, sind bei der genannten Losung die Spannbacken in einem Backentrager aufgenommen, der mit einem radialen Spiel im Futter gelagert ist Damit sind die Spannbacken nicht starr auf die Futterachse fixiert, sondern orientieren sich am Werkstuck und dieses kann sich zwangsfrei auf die Aufnahme in der Zentrierspitze einstellen, was hohe Rundlaufgenauigkeiten beim Schleifen erbringt

Diese Losung stellt jedoch ein Kraftspannfutter dar, dem der Nachteil eines kurzen Spannbereiches anhaftet Hierbei lagern die Spannbacken als radial anstellbare Kolben innerhalb des Futters und werden über eine rückseitige Keilflache durch einen axial wirkenden Gegenkeil zugestellt Die Schragen dieser Keile müssen wegen der aufzubringenden Kräfte innerhalb gewisser Grenzen gehalten werden, was auch den möglichen Verstellweg begrenzt Einen größeren Verstellweg ermöglichen solche Backenfutter bei denen die Spannbacken mittels Planspirale bewegt werden, wie bei der Losung nach DE-PS 925805 Diese Spannbacken greifen jedoch außerhalb des Futters am Werkstuck an und es entsteht ein Hebelarm, wenn sich die Spannbacken nicht rotationssymmetrisch am Werkstuck anlegen, sondern sich einem ein Widerstand vorzeitig entgegenstellt Dieser Widerstand will den Backen nicht nur radial verschieben, sondern nun infolge der Hebelwirkung auch kippen, wodurch sich auf das Werkstuck ein axialer Schub auswirkt.

Da bei dieser Losung den Spannbacken samt Backentrager keinerlei Freiheitsgrade zugestanden sind, wurde das Werkstuck gezwungen werden, sich exzentrisch zur Futterachse zu verlagern. Darüber hinaus eignet sich diese Losung deshalb nicht fur Schleifmaschinen, weil die Futtermitte nicht zur Anbringung der notwendigen Zentrierspitze frei ist Es wurde deshalb bereits eine verbesserte Losung fur ein Backenfutter mit durch Planspirale radial beweglichen Spannbacken vorgeschlagen, welches eine zentrische Pinole umgibt und einen von der Futter-Baueinheit losbaren Backentrager aufweist Aber auch dieser Backentrager hat keinerlei Freiheitsgrade, so daß auch hier die Backen starr im Futtergehause gefuhrt sind

Es ist Ziel der Erfindung, beim Schleifen von Werkstücken, die zwischen Spitzen gespannt sind und von mittels Planspirale bewegten Spannbacken mitgenommen werden, hohe Genauigkeiten zu garantieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist, ein Backenfutter mit im Futtergehäuse durch Getrieberäder angetriebener Planspirale, in welche Spannbacken eingreifen, die in radial zur Spannachse gerichteten Führungen bewegbar sind, zu schaffen, bei dem die Spannbacken samt ihren formschlüssigen Aufnahmeelementen nach allen Freiheitsgraden hin schwimmend im Futtergehäuse gelagert sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Backenträger als Stirnplatte ausgebildet ist, die am Futtergehäuse axial federnd befestigt und zu den Führungen mit Durchbrüchen versehen ist, welche den Spiralenkörper spielfrei aufnehmen, der mit dem benachbarten Getrieberad durch eine gelenkige Drehmitnahme verbunden ist und gegenüber dieser Drehmitnahme sowie gegenüber dem Futtergehäuse sowohl ein radiales als auch ein axiales Spiel aufweist. Als Drehmitnahme ist ein Nockenring konzentrisch auf dem Getrieberad angeordnet, der zwei sich radial gegenüberliegende Lagerstellen aufweist, an denen er zum einen mit dem Getrieberad und zum anderen mit dem Spiralenkörper verbunden ist. Hierbei ist der Nockenring mit dem Getrieberad an jeder der beiden Lagerstellen durch einen Lagerbolzen verbunden, die auf einer gemeinsamen radialen Achse angeordnet sind. Mit dem Spiralenkörper ist der Nockenring an jeder der beiden Lagerstellen durch einen sich stirnseitig achsparallel erstreckenden Nocken verbunden, von denen jeder in eine Nut in der Rückseite des Spiralenkörpers hineinragt, deren seitliche Anlageflächen ballig ausgebildet sind und den Nocken spielfrei aufnehmen, während zwischen ihrer Rückwand und der Nockenstirnfläche ein Spiel vorgesehen ist.

Bei dieser Lösung werden nicht nur die vom exzentrischen Werkstückumfang ausgehenden radialen, sondern auch achsparallelen Kräfte im Futter aufgenommen, so daß das Werkstück sich zwangsfrei an der durch die Spitzen vorgegebenen Spannachse orientieren kann und um diese rotiert. Damit kann auch ein Backenfutter mit auskragenden Spannbacken als Werkstückmitnahme in Schleifmaschinen Anwendung finden, wodurch nicht nur hohe Rundlaufgenauigkeiten erzielt werden können, sondern auch ein großer Spannbereich zur Verfügung steht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch das Backenfutter,

Fig. 2: eine teilweise Draufsicht,

Fig. 3: einen Schnitt nach Linie HI-III in Fig. 1,

Fig. 4: einen teilweisen anderen Querschnitt als nach Fig. 1.

In Fig. 1 umgibt das Backenfutter eine Pinole 1, welche eine Zentrierspitze 1.1 aufweist. Dieser liegt eine zweite Zentrierspitze gegenüber, welche nicht dargestellt ist, und zwischen beiden wird ein Werkstück 2 axial aufgenommen und gespannt. Am Umfang des Werkstückes 2 greifen drei Spannbacken 3 an, von denen einer in Fig. 1 sichtbar ist. Diese sitzen in radialen Führungen 4.1 einer Stirnplatte 4, was auch aus Fig. 2 hervorgeht. Die Spannbacke 3 ist jeweils an der Stelle der radialen Führungen mit radialen Ansätzen 4.2 versehen, welche mit einem seitlichen wie stirnseitigen Spiel s in radial verlaufenden Nuten

5.1 aufgenommen sind, die in der Stirnfläche 5.2 eines Futtergehäuses 5 vorgesehen sind. Die Stirnplatte 4 ist an der Stirnfläche

5.2 mittels Schrauben 6 angeschraubt, wobei die Durchgangsbohrungen 4.3; die hierfür in der Stirnplatte 4 vorgesehen sind, im Durchmesser größer sind als der Sitz 6.1 der jeweiligen Schraube 6. Damit ist auch hier das Spiel s zu verzeichnen. Mittels Druckfedern 7, die als Spiralfedern in achsparallelen Bohrungen 5.3 des Futtergehäuses 5 eingelassen sind (s. Fig.4), wird die Stirnplatte 4 gegen die Schraubenköpfe 6.2 gedrückt. Die Spannbacken 3 stehen rückseitig mit einer Planspirale 8 in Eingriff. Diese ragt durch Durchbrüche 4.4 hindurch, welche in der Stirnplatte 4 vorgesehen sind, und in die Führungen 4.1 hinein, wo sie mit den Spannbacken 3 in Wirkverbindung treten kann.

Die Durchbrüche 4.4 nehmen den Spiralenkörper 8.1 spielfrei auf und dienen damit als Lagerung. Gegenüber dem Futtergehäuse 5 hat der Spiralenkörper 8.1 sowohl radiales als auch axiales Spiel s. Ein solches ist auch an der Stirnseite zweier Nocken 9.1 zu verzeichnen, die planseitig an einem Nockenring 9 vorgesehen sind und jeweils in eine Nut 8.2 hineinragen, von denen zwei rückseitig in den Spiralenkörper 8.1 eingearbeitet sind. Die Seitenflächen jedes Nockens 9.1 liegen an einer balligen Stirnfläche einer Mitnehmerplatte 10 an, weichein der Nut 8.2 befestigt sind. Der Nockenring 9 umgibt ein Getrieberad 11, auf welchem er gelagert und mit dem er mittels zweier Lagerbolzen 12 verbunden ist, die ein Schwenklager für den Nockenring 9 bilden, indem sie sich auf einer Achse A gegenüberliegen. Von diesen Lagerstellen aus erstrecken sich auch die Nocken 9.1 in die Nuten 8.2, was insbesondere in Fig.3 ersichtlich ist. In der Rückseite des Spiralenkörpers 8.1 sind Bohrungen 8.3 eingearbeitet, welche Druckfedern 13 aufnehmen, die sich andererseits am Getrieberad 11 abstützen. Dieses Getrieberad 11 steht mit einem zweiten Getrieberad 14 in Eingriff, welches im Futtergehäuse 5 gelagert ist und von außen angetrieben wird. Das Futtergehäuse 5 dreht auf einer Lagerung 15, welche die Pinole 1 umgibt

Die Wirkungsweise des beschriebenen Backenfutters ist folgende:

Für den Schließvorgang wird das Getrieberad 14 von außen angetrieben. Dieses nimmt das Getrieberad 11 mit, wodurch über die Lagerbolzen 12 der Nockenring 9 mit umläuft. Die Nocken 9.1 bewegen damit den Spiralenkörper 8.1 in entsprechender Drehrichtung, so daß sich die drei Spannbacken 3 zum Schließen aufeinander zu bewegen. Trifft nunmehr einer der Spannbacken 3 als erster auf des Werkstück 2, weil dieses an der Stelle eine Exzentrizität aufweist, stellt sich dem weiteren Schließvorgang ein Widerstand entgegen. Dieser verursacht Reaktionskräfte am Werkstück 2, welche dieses aus der Zentrierspitze 1.1 schieben und den Spannbacken 3 in die Planspirale 8 drücken. Letztere kann diesem Druck ausweichen und sich im Rahmen ihres radialen sowie axialen Spieles s im Futtergehäuse 5 verlagern. Mit der Planspirale 8 werden alle Spannbacken 3 dem Werkstückumfang entsprechend im Futtergehäuse 5 exzentrisch verstellt. Mit dem Spannbacken 3 wandern

auch die Führungen 4.1, was die schwimmende Lagerung der Stirnplatte 4zuläßt, die sich auf den Sitzen 6.1 radial verschiebt und gegen den Druck der Druckfedern 7 verlagert.

Mit dieser Neuorientierung der Spannbacken 3 und aller mit dieser in Formschlußverbindung stehenden Elemente ist zu verzeichnen, daß deren Rotationsachse nicht mehr mit der Antriebsachse fluchtet. Diese Exzentrizität gleicht der Nockenring aus, der mittels seiner Nocken 9.1 die Antriebsbewegung auf die verlagerte Planspirale 8 überträgt und'hierbei als Ausgleichselement eine um die Achse A taumelnde Drehbewegung vollführt.

Auch die Planspirale 8 kann und wird eine gewisse Schwenkung um die Achse A erfahren, was von der ungleichen Flächenbelastung an den Spannflächen herrührt, die auf nicht vermeidbare Unregelmäßigkeiten zurückzuführen ist. Bei dieser Lösung können also die Teile, wie Backenführungen 4.1 und Planspirale 8, die mit den Spannbacken 3 in formschlüssiger Verbindung stehen und über diese von einer Spannstelle her durch Reaktionskräfte belastet werden, in allen Freiheitsgraden ausweichen und sich somit schwimmend verlagern, bis sich die Spannbacken 3 am Werkstückumfang neu orientiert haben, wodurch das Werkstück 2 von Verlagerungskräften wieder entlastet ist.

Claims (4)

1. Backenfutter mit im Futtergehause durch Getrieberader angetriebenen Spiralenkörper mit stirnseitiger Planspirale, in welche Spannbacken eingreifen, die in radial zur Spannachse gerichteten Führungen bewegbar sind, unter Verwendung eines derartige Führungen enthaltenden Backenträgers, der drehstarr aber mit radialem Spiel mit dem Futtergehause verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Backentrager als Stirnplatte (4) ausgebildet ist, die am Futtergehause (5) axial federnd befestigt und zu den Führungen (4.1) mit Durchbrochen (4.4) versehen ist, welche den Spiralenkorper (8.1) spielfrei aufnehmen, der mit dem benachbarten Getrieberad (11) durch eine gelenkige Drehmitnahme (9; 9.1; 12) verbunden ist und gegenüber dieser Drehmitnahme (9; 9.1; 12) sowie gegenüber dem Futtergehause (5) sowohl ein radiales als auch ein axiales Spiel (s) aufweist.

2. Backenfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehmitnahme (9; 9.1; 12) ein Nockenring (9) konzentrisch auf dem Getrieberad (11) angeordnet ist, der zwei sich radial gegenüberliegende Lagerstellen aufweist, an denen er zum einen mit dem Getrieberad (11) und zum anderen mit dem Spiralenkorper (8.1) verbunden ist.

3. Backenfutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß'der Nockenring (9) mit dem Getrieberad (11) an jeder der beiden Lagerstellen durch einen Lagerbolzen (12) verbunden ist, die auf einer gemeinsamen radialen Achse (A) angeordnet sind.

4. Backenfutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenring (9) mit dem Spiralenkörper (8.1) an jeder der beiden Lagerstellen durch einen sich stirnseitig achsparallel erstreckenden Nocken (9.1) verbunden ist, von denen jeder in eine Nut (8.2) in der Rückseite des Spiralenkorpers (8.1) hineinragt, deren seitliche Anlageflächen baliig ausgebildet sind und den Nocken (9.1) spielfrei aufnehmen, während zwischen ihrer Ruckwand und der Nockenstirnflache ein Spiel (s) vorgesehen ist.