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Feststell- und Zentriereinrichtung für einen Schalttisch einer Werkzeugmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Feststell- und Zentriereinrichtung für einen
Schalttisch einer Werkzeugmaschine, der auf einer Rundführung, vorzugsweise auf
einem Zapfen schwenkbar gelagert ist.
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Bei bekannten Anordnungen dieser Art ist der Schalttisch mit dieln
kleinsten überhaupt möglichen Spiel auf seiner Rundführung, z. B. auf einem Schwenkzapfen,
gelagert, so daß die Rundführung die Zentrierung des Schalttisches übernimmt, während
das Feststellen durch Rasten, Klemmvorrichtungen od. dgl. erreicht wird. Alle Maschinen,
die mit derartigen Feststell- und. Zentriereinrichtungen bzw. Schalttischen, a,usgesta,tteit
sind, haben aber den Nachteil, daß die erzielbaren Fertigungsgenauigkeiten zu wünschen
üb.riglassen und im allgemeinen geringer sind als diejenigen, die sich auf einspindeligen
Maschinen, also auf Maschinen ohne Schalttisch erzielen lassen. So gehen z. B. bei
Bearbeitungen auf Zlehrspindel-Drehautonna,ten, bei denen jede Schneide jeder Spindel
zugeordnet wird, die Spindelteilungsfehler und die Fehler der radialen Spindelahstände
je nach Anordnung der Schneide! mit bis zu den doppelten Fehlerbeträgen in den herzustellenden
Durchmesser ein. Im Gegensatz hierzu tritt beim Einspindel-Dreha,utoinaten, bei
dem jede Schneide nur einer Spindel zugeordnet ist, bei radialer Teilung der Schneide!
kein Durchmesserfehler auf. Ähnlich wie, bei Mehrspindel-Automaten liegen auch die
Verhältnisse beim Arbeiten mit umlaufenden Werkzeugen, da in einem solchen Fall
die Teilungs- und die radialen Abstandsfehler als Versatz bzw. mit den doppelten
Beträgen als Schlag in die zu bearbeitenden Werkstücke eingehen. Die erwähnten Teilungs-
und Mittenabstandsfehler sind einmal abhängig von der Güte der zur Herstellung der
jeweiligen Schalttischmaschineverwendeten Werkzeugmaschinen und zum anderen von
den in allen Teilen vorhandenen und unvermeidlichen Spielen. Diese Spiele verändern
sich mit der Zeit, d. h., die verschiedenen Lagerflächen unterliegen einem gewissen
Verschleiß, so da.ß die bereits erläuterten Fehler sich nach und nach vergrößern.
Um diese, Naohteilei zu beseitigen, hat man schon vorgeschlagen, die- Lagerungen
und Klemmvorrichtungen n.achstellbar zu gestalten,, wodurch sich aber ein recht
umständlicher und noch dazu recht störungsanfälliger Aufbau ergibt, ganz abgesehen
davon, da,ß sieh mit diesen Einrichtungen keine absolute Genauigkeit erzielen läßt,
da. gewisse Spiele bei gegeneinander bewegten Teilen unvermeidbar bzw. zwingend
sind.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Übelständen abzuhelfen, und sie, besteht
ihrem Hauptmerkmal nach darin, daß der Schalttisch seine Rundführung, z. B. einen
Schwenkzapfen, mit einem verhältnismäßig großen Lagerspiel übergreift und sein Feststellen
sowie Zentrieren durch drei symmetrisch um die Schwenkachse angeordnete, in bezug
auf dien Schalttisch etwa radial nach außen wirkende Indexe erfolgt. Bei der erfindungsgemäßen
Ausführung dient also die Rundführung, z. B. ein Schwenkzapfen, nicht zum Zentrieren,
sondern lediglich zur Begrenzung der Radialbewegüng bzw. zum Schwenken des Schalttisches.
Selbstverständlich muß die Rundführung in dem Schalttisch mindestens so viel Spiel
haben, wie die gegebenenfalls vorhandenen Fehler der Abstände der Indexbuchsen (Summe
der Teilungs- und radialen Fehler) ausmachen. Es leuchtet daher ein, daß der Bearbeitung
der Rundführung, z. B. eines Schwenkbolzens, keine besondere Aufmerksamkeit gewidmet
werden muß. Der wesentliche Vorteil der neuartigen Einrichtung ist aber drin zu
sehen., daß durch die radial nach außen wirkenden Indexe alle diejenigen Fehler
ausgeschaltet sind, die, sich aus den an sich notwendigen Spielen ergeben, zumal
die Indexbolzen ähnlich wie ein Präzisions-Dreibackenfutter wirken.
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Nach einem weriteren Merkmal der Erfindung sind je nach dem gewünschten
Schwenkbereich des Schalttisches ein, zwei oder mehrere Dreier-Indexsätze bzw. Buchsen
vorgesehen. So genügt z. B. bei einer Dreierteilung, also bei einem Schwenkbereich
von 120° ein Indexsatz, während bei einer Zweierteilung (Schwenkwinkel 180°) und
einer Sechserteilung (Schwenkwinkel 60°) zwei, Satz Indexbuchsen notwendig sind.
Dabei ist es immer wesentlich, daß das erwähnte Dreieckspannen beibehalten wird.
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Eine besonders günstige Ausführungsform gemäß der Erfindung ist ferner
darin, zu sehen, da,ß jeder Indexsatz aus drei gleichen, je! einen zylindrischen
und je einen kegeiigen Teil aufweisendem, im Schalttisch verankerten Buchsen und
drei in einem starren Teil der jeweiligen Maschine angeordneten, axial auf beliebige
Weise verschiebbaren Indexbolzen besteht, von
denen -der eine einen
zylindrischen Zentrierzapfen und eine anschließende Pl#ifläche . aufweist, der zweite
ebenfalls einen zylindrischen Zentrierzapfen besitzt, der jedoch in eine dem kegeligen
Teil einer jeden Buchse entsprechende Kegelfläche übergeht, und der dritte lediglich
mit einem Kegelansatz ausgestattet ist, der den kegeligen Teilen der Buchsen entspricht.
Die Betätigung der Indexbolzen, d. h. ihre axiale Bewegung, kann hydraulisch, pneumatisch
oder mechanisch erfolgen, was jedoch nicht ausschließt, die Indexbolzen elektromagnetisch
zu steuern.
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Damit sich die eingefahrenen Indexbolzen bei Erschütterungen oder
bei einseitig oder nur zeitweise auftretenden Schnittkräften, wie solche z. B. häufig
beim Schruppen auftreten,- nicht lösen können, sind die Bolzen in ihren Endstellungen
durch auf die freien Enden der Balzen wirkende Keile sperrbar. Die Sperrbarkeit
der Bolzen bewirkt auch noch, da13 keinerlei Verschiebungen oder Vibrationen des
Schalttisches gegenüber der Maschine auftreten können, selbstverständlich unter
der Voraussetzung, da,ß der jeweilige Maschinenkörper und Schalttisch genügend steif
gebaut sind. Das Verriegeln der Indexbolzen kann dabei einzeln oder gemeinsam unter
Zwischenschaltung einer Ausgleichsvorrichtung erfolgen. Vorzugsweise werden für
die Erzeugung der Verriegelungsbewegung die gleichen Kraftquellen wie für die Axialbewegung
der Indexbolzen verwendet, d. h., die erforderlichen Kräfte können hydraulisch,
pneumatisch, mechanisch oder elektromagnetisch erzeugt werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt Abb.l eine waagerechte, zweiseitige Schalttischmaschine im Schnitt, Abb.
2 die gleiche Maschine im Querschnitt, jedoch stark vereinfacht, Abb.3 eine senkrechte,
einseitige Schalttischmaschine im Schnitt und Abb.4 die Indexe in Stirnansicht mit
einzelneu Schnitten.
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Wie aus den Abb.l und 2 hervorgeht, ist ein Schalttisch
1 einer Werkzeugmaschine 2 mit verhältnismäßig großem Spiel 3 auf
einen Schwenkzapfen 4 gelagert. Um die Schwenkachse 5 sind drei Indexe
6,
7, 8 vorgesehen, deren Buchsen 9, 10, 11 im Schalttisch
1 sitzen, während die Balzen 12, 13, 14 im Maschinenständer axial
verschiebbar angeordnet sind. Zum axialen Verschieben der Bolzen 12, 13, 14 dient
ein Kolben 15, der über eine Schubstange 16 auf ein_ Tellerscheibe
17 wirkt, die in Aussparungen der 13clzen 12, 13, 14 eingreift. Zum Verriegeln der
Bolzen 12, 13, 14 in ihren Endstellungen dienen ebenfalls hydraulisch gesteuerte
Keile 18. In der Bewegungs-Endphase drücken die Bolzen 12, 13, 14 den Schalttisch
1 an eine Anlagefläche 19.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb.3 - für das übrigens die gleichen
Bezugszahlen gelten - unterscheidet sich von dem nach den Abb. 1 und 2 vor allem
dadurch, dass die Anlagefläche als Ringfläche 20 ausgebildet ist und der Schalttisch
1 nur auf der einen Seite Werkstücke trägt.
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Die Abb. 4 mit den Indexen 6, 7, 8 und den zugeordneten Schnitten
läßt besonders gut die! Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung erkennen
und zeigt außerdem die genaue Ausführung der Indexbolzen 12, 13, 14 und der Buchsen
9, 10, 11. Die in den Schalttisch 1 eingelassenen Buchsen besitzen alle einen zylindrischen
und einen kegeligen Teil 21 bzw. 22. Der Bolzen 12 ist abgesetzt, so daß ein zylindrischer
Ansatz 23 und eine plane Ringfläche 24 ge geben ist. In ähnlicher
Weise ist der Balzen 13 ausgebildet, der jedoch neben einem zylindrischen
Ansatz 25 eine Kegelfläche 26 aufweist. Der Bolzen 14 schließlich hat nur einen
kege-ligen Ansatz 27.
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Die Indexbolzen 12, 13, 14 wirken folgendermaßen: Nach beendetem Schaltvorgang
werden die Bolzen unter geringem Druckaufwand, also ohne Abnutzungsgefahr durch
den hydraulischen Kolben 15 in die Buchsen 9, 10, 11 eingeschoben. Die Plan-
und Kegelflächen 24, 26, 27 kommen Jobei noch nicht zur Anlage. Anschließend werden
die drei Bolzen unabhängig voneinander durch die: dazugehörigen Keile
18 verriegelt, und zwar bei den Ausführungsbeispielen. durch je einen hydraulischen
Kolben mit Folgesteuerung. Die Verriegelung des Bolzens 12 bewirkt lediglich
ein Anpressen des Schalttisches 1 an die Anlagefläche 19
oder 20, während
beim Verriegeln des Bolzens 13 der Schalttisch 1 durch die Kegelfläche 26
bzw. durch die Teilfläche 28 gegen die dick gezeichnete Fläche
29 des Bolzens 12 gezogen wird. Selbstverständlich wird dabei auch ein Druck
in Richtung auf die Anlagefläche 19 oder 20 auf den Schalttisch ausgeübt. Beim Verriegeln
des Bolzens 14 zieht der Kegel 27 mit einer Teilfläche 30 unter gleichzeitigem
Anpressen des Schalttisches an die jeweilige Anlagefläche den Schalttisch nach oben
und damit gegen die ebenfalls kräftig gezeichneten Flächen 31, 32 der Balzen 12
bzw. 13. Nunmehr ist der Schalttisch völlig spielfrei und fehlerlos festgelegt und
ein vollständiger räumlicher Ausgleich aller in Frage kommenden Spiele erreicht.
Zu erwähnen ist dabei noch., daß die zur genauen Festlegung der Schalttischstellungen
erforderlichen Teile durch übliche Arbeitsgänge, wie Bohren, Drehen, Rundschleifen
usw., !hers,tell.bar sind und jegliche Anpaß- und Justiergänge entfallen.