DE1035450B

DE1035450B - Spannvorrichtung fuer Werkstuecke auf Zahnradfraesmaschinen

Info

Publication number: DE1035450B
Application number: DEM25314A
Authority: DE
Inventors: Ernst Perger
Original assignee: STAEHELY RUDOLF MASCHF
Current assignee: STAEHELY RUDOLF MASCHF
Priority date: 1954-11-29
Filing date: 1954-11-29
Publication date: 1958-07-31

Description

Spannvorrichtung für Werkstücke auf Zahnradfräsmaschinen Die Erfindung betrifft eine zum selbsttätigen, schnellen Spannen der Werkstücke auf Zahnradwälzfräsinaschinen od. dgl. ausgebildete Spannvorrichtung.
Es sind Spannvorrichtungen für Zahnradfräsmaschinen mit einem mit einer Fläche auf das Werkstück drückenden Gegenhalter und einem Zentrierdorn bekannt, wobei der Gegenhalter unter Zwischenlage der Werkstücke gegen den beim Spannen feststehenden Dorn gezogen und verspannt ist. Die Verspannung erfolgt hierbei mittels einer auf den Dorn oberhalb des Gegenhalters aufgeschraubten Mutter. Bei langen Zentrierdornen ist der Dorn in der Regel mit Hilfe des Gegenhalters abgestützt, indem entweder der letztere mit einem Zentrierkegel in eine Körnerbohrung des Dornes eintritt oder der Dorn durch den Gegenhalter hindurchtritt und mittels einer oberhalb des letzteren aufgeschraubten Mutter eingespannt wird.
Bei diesen bekannten Ausführungsformen ist der Werkstückwechsel zeitraubend und umständlich. Man hat daher auch bereits Spannvorrichtungen für Räderfräsmaschinen ausgebildet, die einen ausfahrbaren Zentrier- bzw. Spanndorn besitzen. Hierbei ist aber zum Einspannen und Festhalten des Werkstückes die Aufrechterhaltung eines hydraulischen Druckes auf den Arbeitskolben dieses Spanndornes notwendig. Da der Spanndruck bei Wälzfräsmaschinen sehr hoch sein muß, genügen die zur Verfügung stehenden Baumaße nicht zur Anordnung genügend großer Kolben. Auch ist ein Wechseln der Werkstücke nicht schnell durchführbar, da wiederum eine Haltemutter für den Gegenhalter erforderlich ist, deren Abnahme und Anbringung viel Zeit benötigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine schnell wirkende, selbsttätige Spannvorrichtung für die Werkstücke bei Wälzfräsmaschinen od. dgl. zu schaffen, mit der es ermöglicht wird, zwecks selbsttätiger Wirkungsweise dieser Maschinen mehrere satzweise aufeinanderliegende Werkstücke unter Zentrierung auf einem Dorn mit sehr hohem Einspanndruck festsitzend in kürzester Zeit einzuspannen und freizugeben.
Da bei neuzeitlichen, sogenannten Hochleistungsfräsmaschinen sehr kurze Bearbeitungszeiten des einzelnen Werkstückes erzielt werden, ist es erforderlich, auch die Aufspannzeiten so kurz wie möglich zu halten. Sofern es sich dann noch darum handelt, völlige Selbsttätigkeit, schnelles Arbeiten sowie einen sehr hohen Einspanndruck zu erreichen, ergeben sich insbesondere hinsichtlich der aufzuwendenden Kräfte ; erhebliche Schwierigkeiten bei den geringen zur Verfügung stehenden Baumaßen.
Die Erfindung schlägt daher als Lösung der vorstehend genannten Aufgabe vor, die Spannvorrichtung unter Verwendung von schnell und zwangläufig zu betätigenden, mit keilartig wirkenden Schrägflächen versehenen und unter dem Einfluß einer besonderen Kraftquelle stehenden Spannorganen zu gestalten, um das Maschinengestell von Spannkräften zii entlasten und die Spannvorrichtung selbstsperrend auszubilden.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung eine kraftschlüssige Verbindung des Zentrierdornes mit dem Gegenhalter vorgesehen, die mittels in eine keilförmige Ringnut des Dornes unter der Wirkung einer im Gegenhalter sitzenden Kraftquelle radial eingreifender keilförmiger Backen erreicht wird.
Zufolge dieser Ausbildung wird die Möglichkeit geschaffen, hohe Einspanndrücke zu erzielen, ohne daß viel Raum benötigt wird und ohne daß die schnelle Betätigung beeinträchtigt ist. Da auch nur der Werkstückträger Spannkräfte aufnimmt, wird ferner ermöglicht, einen drehbar gelagerten Gegenhalter anzuwenden.
Hohe Druckkraft der Spannbacken erreicht man dabei gemäß der Erfindung dadurch, daß die in dem Gegenhalter mit Spiel geführten Spannbacken von einer geschlitzten Konushülse gebildet werden, die in einer entsprechenden kegelförmigen Vertiefung an der Stirnseite eines mit der im Gegenhalter sitzenden Kraftquelle, z. B. eines hydraulischen Zylinders, verbundenen Spannkolbens geführt ist.
Zwecks zuverlässiger Wirkung der Spannbacken ist erfindungsgemäß zur Führung der Spannbacken in .der Spannhülse ein mit letzterer verbundener, kegelförmiger Körper vorgesehen, dessen Kegelwinkel de,.i Kegelwinkel der Spannkolbenvertiefung entspricht.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung im Längsschnitt bei Spannstellung, Abb. 2 einen entsprechenden Teilschnitt, jedoch in Lösestellung der Spannbacken, Abb.3 hierzu einen Horizontalschnitt gemäß Linie A-B der Abb. 2 und Abb.4 die Schnellspannvorrichtung in Aufnahmebereitschaft bzw. beim Wechsel der Werkstücke.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht teilweise den Rundtisch 1 und den Gegenhalterschlitten 6 einer Zahnradfräsmaschine üblicher Bauart.
Auf dem Rundtisch 1 ist ein Spannaufsatz 2 angeordnet. Ein Zentrierdorn 3 durchsetzt den Spannaufsatz 2 und trägt den Kolben 4 eines hydraulischen Druckzylinders 5.
Der Gegenhalterschlitten 6 ist versetzbar und trägt einen Winkel 7, an welchem die Kolbenstange 8 eines Kolbens 9 angreift, der in dem hydraulischen Zylinder 10 geführt ist.
Am Gegenhalterschlitten 6 ist der Gegenhalter 11 mittels eines Drucklagerpaares 12 drehbar gelagert. In einer zylindrischen, konzentrischen Bohrung 13 des Gegenhalters 11 sind die Spannbacken 14 auf radialen Stiften 15 mit Spiel geführt. Sie werden aus einer geschlitzten Konushülse 16 gebildet, die in einer kegelförmigen Vertiefung 17 auf der Stirnseite eines Spannkolbens 18 geführt ist. Ihre Oberseite bildet eine Schrägfläche 14' (Abb. 4).
Zur Führung der Spannbacken 14 in der Höhlung des Spannkolbens 18 ist ein mit letzterem verbundener Kegel 19 vorgesehen, dessen Kegelwinkel dem Kegelwinkel der Spannkolbenhöhlung entspricht.
Über dem Gegenhalter 11 ist ein hydraulischer Zylinder 20 angeordnet, dessen Kolben 21 mittels der Kolbenstange 22 mit dem Spannkolben 18 und dem Kegel 19 verbunden ist.
Der Zentrierdorn 3 besitzt an seinem in den Gegenhalter 11 eintretenden Kopfende 3' eine Ringnut 23, die an ihrer oberen Flanke 24 kegelstuml>fförmig ausgebildet ist. Der Zentrierdorn 3 kann vermöge des Kolbens 4 aus der Bohrung des Spannaufsatzes 2 ausgefahren und abgesenkt werden.
Die zu bearbeitenden Werkstücke, z. B. Zahnräderrohlinge 25, werden je nach Erfordernis entweder einzeln oder, wie dargestellt, aufeinanderliegend als Stapel auf die Fläche 2' des Spannaufsatzes aufgelegt bzw. durch eine Zubringevorrichtung aufgebracht (Abb. 4).
Bohrung und Außenflächen des Werkstückes 25 sind glatt und maßhaltig bearbeitet. Der Zentrierdorn wird nun durch eine von der Fräsmaschine getriebene Steuerungseinrichtung herausgefahren, indem der Zylinder 5 unterhalb des Kolbens 4 mit dem Druckmittel beschickt wird. Gleichzeitig gelangt ein Druckmittelstrom in den Zylinder 10 oberhalb des Kolbens 9, wodurch der Gegenhalterschlitten 6 heruntergefahren, also nach unten gesenkt wird. Der Gegenhalter 11 legt sich mit breiter Fläche 11' auf die Werkstücke 25 und drückt sie gegen die ebenfalls breite Fläche 2' des Spannaufsatzes. Der Kopf 3' des Zentrierdornes tritt hierbei in den Gegenhalter 11 so weit hinein, daß sich die Ringnut 23 etwa in der Höhe der Spannbacken 14 befindet.
Nunmehr wandert der Kolben 21, durch das Druckmittel bewegt, abwärts und drückt die Spannbacken 14 zusammen. Hierbei treten die Backen in die Ringnut ein, wobei sich die Schrägflächen 24 des Zentrier dornes 3 und die Schrägflächen 14' der Backen berühren. Es entsteht eine Keilwirkung, die nun den mit dem Kolbenbund 4' unter dem Spannaufsatz 2 abgestützten Zentrierdorn 3 unter Zugspannung setzt. Der Gegenhalterschlitten 6 wird hierbei entlastet. Da andererseits auch die durch den Kolben 21 ausgeübte Kraft durch die Keilwirkung der Kegelhülse 16 bereits stark vergrößert ist, werden die Werkstücke 25 unter hohem Druck eingespannt. Die Werkstücke werden hierdurch ohne weiteres Hilfsmittel unverdrehbar und unverschiebbar zur Bearbeitung festgehalten.
Hierbei stehen nur Zentrierdorn 3, Spannaufsatz 2, Gegenhalter 11 und die Spannbacken 14 unter der Einwirkung der Kraft des Kolbens 21. Es entsteht unter Einwirkung auf die Werkstücke 25 innerhalb der eigentlichen Spannvorrichtung ein geschlossener Kraftfluß, so daß die übrigen Maschinenteile von aus der Einspannung herrührenden Kräften nicht belastet sind. Die Verspannung ist selbstsperrend, so daß bei Ausbleiben des Öldruckes kein selbsttätiges Entspannen eintritt.
Das Lösen der Spannvorrichtung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der Betätigungen. Zunächst wird der Kolben 21 zurückbewegt, wodurch der Kegel 19 die Backen 14 öffnet, dann fährt der Gegenhalterschlitten 6 hoch und der Zentrierdorn 3 abwärts. Es können neue Werkstücke aufgebracht werden, worauf sich das Spiel des Spannens wiederholt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Spannvorrichtung für Werkstücke an Zahnradfräsmaschinen mit einem auf das Werkstück, das mittels eines feststehenden und es durchdringenden Dornes zentriert ist, absenkbaren Gegenhalterschlitten, bei der der mit dem Schlitten verbundene Gegenhalter gegen den Dorn anziehbar und hierdurch das Werkstück auf der Maschine festspannbar ist, gekennzeichnet durch eine kraftschlüssige Verbindung des Zentrierdornes (3) mit dem Gegenhalter (11) mittels in eine keilförmige Ringnut (23) des Dornes (3) unter der Wirkung einer im Gegenhalter (11) sitzenden Kraftquelle (20, 21) radial eingreifender keilförmiger Backen (14).
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Gegenhalter (11) mit Spiel geführten Spannbacken (14) von einer geschlitzten Konushülse (16) gebildet werden, die in einer kegelförmigen Vertiefung an der Stirnseite eines mit der im Gegenhalter sitzenden Kraftquelle (20) verbundenen Spannkolbens (18) geführt ist.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Spannbacken (14) in der kegelförmigen Vertiefung im Spannkolben (18) ein mit diesem verbundener Kegel (19) vorgesehen ist, dessen Kegelwinkel dem Kegelwinkel der kegelförmigen Vertiefung entspricht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 330109, 674 072, 834 171; USA.-Patentschrift Nr. 2 117 930.