-
Mitnehmerspitze für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Mitnehmerspitze für Werkzeugmaschinen mit einem zentral in einem Tragkörper angeordneten,
gegen die Wirkung einer Feder zurückdrückbaren Körner und einer Vielzahl von im
Tragkörper um den Körner herum angeordneten, in Zylinderführungen geführten Abstützgliedern
und ferner mit einem Hydrauliksystem, auf das sowohl der Körner als auch die Abstützglieder
einwirken.
-
Um bei der Bearbeitung zwischen Spitzen zu spannender Werkstücke Ungenauigkeiten
an der Bearbeitungsfläche zu vermeiden, ist eine spielfreie Befestigung der Werkstücke
zwischen den Spitzen der Haltevorrichtung notwendig. Mit Hilfe von bekannten Mitnehmerspitzen
wurde nun versucht, . eine solche Werkstückspannung zu erzielen, und zwar dadurch,
daß an einer Stirnseite des Werkstückes die Abstützglieder gemeinsam angreifen.
Das Werkstück wird dadurch, sobald es zwischen den Spitzen zentriert ist, an einer
Stirnseite noch zusätzlich abgestützt, wobei dann die Abstützglieder zugleich als
Mitnehmer wirken. Durch die voneinander unabhängige Verschiebbarkeit der einzelnen
auf das gemeinsame Hydrauliksystem einwirkenden Abstützglieder ist es hierbei unerheblich,
ob die betreffende Stirnfläche zur Drehachse des Werkstückes rechtwinklig ist oder
nicht. Insbesondere bei Werkstücken mit großem Durchmesser und einer relativ geringen
Länge hat sich nun infolge großer, während der Bearbeitung am Umfang der Werkstücke
wirksam werdender Hebelkräfte gezeigt, daß die auf dem gemeinsamen Druckmedium ruhenden
Abstützglieder einer augenblicklichen einseitigen Druckbeanspruchung infolge der
Schnittkräfte ausweichen, so daß eine wirksame Abstützung des Werkstückes nicht
mehr gegeben ist. Besonders bei auf Wälzfräsmaschinen oder Zahnradstoßmaschinen
zu bearbeitenden Werkstücken, wie Getrieberäder oder kurze Getriebewellen, wirkt
sich dieses Zurückweichen der Abstützglieder in Form von Teilungsfehlern und unsauberen
Fräsbildern aus.
-
Diese Nachteile werden nun bei Mitnehmerspitzen der eingangs erwähnten
Art dadurch vermieden, daß von einem mit dein Körner zusammenwirkenden Mittelkanal
des Hydrauliksystems Verbindungsleitungen zu den getrennten Zylinderführungen der
Abstützglieder führen und daß ein zentrales Absperrglied vorgesehen ist, das nach
einer vorbestimmten Einwärtsbewegung des Körners den Zufluß des Druckmediums in
die Verbindungsleitungen über den Mittelkanal absperrt. Durch die Unterbrechung
der ; Verbindung zwischen dem Mittelkanal und den zu den Zylinderführungen der Abstützglieder
führenden Verbindungsleitungen ist somit eine Verdrängung des Druckmediums aus den
Zylinderführungen bzw. eine weitere axiale Einwärtsverschiebung der Abstützglieder
in den Tragkörper hinein nicht mehr möglich. Es ist dadurch unter der Wirkung wechselnder
Schnittkräfte, wie sie besonders beim Wälzfräsen oder Wälzstoßen auftreten, ein
Ausweichen bzw. Abkippen des betreffenden Werkstückes nicht mehr möglich. Die Abstützglieder
wirken dabei im Umfangsbereich des betreffenden Werkstückes als starre Unterstützungen,
die stationären Auflagen gleichzusetzen sind, wobei diese, den Erfordernissen entsprechend,
beispielsweise spitz oder mit einer Anlagekante ausgebildet sein können.
-
Zweckmäßig steht der Körner im Ruhezustand der Mitnehmerspitze in
Axialrichtung so weit über die Abstützglieder vor, daß das Werkstück zunächst ungehindert
durch die letzteren zwischen dem Körner der Mitnehmerspitze und einer Gegenspitze
in seinen Zentrierbohrungen aufgenommen werden kann. Beim Einspannen des Werkstückes
wird dabei der Körner anfänglich in den Tragkörper so weit hineinbewegt, bis eine
Anlage der Abstützglieder an der betreffenden Stirnseite des Werkstückes erfolgt.
Zusammen mit den letzteren ist dann eine Einwärtsbewegung des Körners noch so lange
möglich, bis die Verbindung der Zylinderführungen der Abstützglieder zum Mittelkanal
unterbrochen ist. Hierbei ist es zweckmäßig, das bei dieser Einwärtsbewegung sämtlicher
verschiebbarer Elemente verdrängte Druckmedium des Hydrauliksystems in einen Ausweichbehälter
einzuleiten, aus dem dieses unter genügendem Druck wieder herausgedrückt wird, wenn
der Mitnehmer entlastet wird. Es ist dann sichergestellt, daß sowohl die Abstützglieder
als auch der Körner selbsttätig in einer äußeren Ruhe- bzw. Bereitschaftsstellung
gehalten werden. In vorteilhafter Weise läßt
sich dies dadurch verwirklichen,
daß das Hydrauliksystem einen stationären Druckzylinder und einen darin unter der
Wirkung einer Feder stehenden beweglichen Kolben aufweist, der auf das Druckmedium
wirkt.
-
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Körner an seinem hinteren Ende
einen Führungsschaft aufweist, um den herum eine Druckfeder angeordnet ist, die
sich mit ihrem einen Ende mindestens mittelbar gegen das hintere Ende des Körners
und mit ihrem anderen Ende gegen ein stationäres Teilstück abstützt. Durch diese
Druckfeder ist dann sichergestellt, daß der Körner bereits zu Beginn des Spannvorganges
stets unter einem gewissen Anpreßdruck im Zentrum des Werkstückes anliegt. Vorteilhaft
ist es in diesem Zusammenhang, im Mittelkanal des Hydrauliksystems zugleich den
Körner mit seinem Führungsschaft zu führen. Diese Anordnung gewährleistet, daß der
Körner auch nach Blockierung der Abstützglieder beliebig axial verschiebbar ist,
da das im Mittelkanal noch vorhandene Druckmedium in den Druckzylinder verdrängt
werden kann. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß sich die gleichzeitig
als Mitnahmeelemente dienenden Abstützglieder gemeinsam geringfügig in das Werkstück
eingraben können, ohne davon durch den Körner gehindert zu werden. Als Absperrglied
der erfindungsgemäßen Konstruktion dient zweckmäßig eine -am hinteren Ende des Körnerführungsschaftes
angeordnete Dichtung zur druck-und flüssigkeitsdichten Führung des Körners, doch
ist es auch denkbar, das Absperrglied als besonderes Ventilstück auszubilden und
dieses in größerem Abstand vom Körner anzuordnen und mit diesem direkt zu verbinden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Mitnehmerspitze
gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine Mitnehmerspitze
im Ruhezustand, wobei ein mit dieser Mitnehmerspitze zu spannendes Getrieberad,
beispielsweise mit zwei Zahnkränzen, strichpunktiert in seiner Zentrierstellung
angedeutet ist, F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3
einen teilweisen Schnitt durch eine Mitnehmerspitze gemäß F i g. 1 in Betriebsstellung.
-
Auf einer Tragplatte 10 der Mitnehmerspitze ist ein zylindrischer
Aufnahmekörper 12, dessen Durchmesser der Tragplatte entspricht, befestigt. Hierzu
weist derselbe an seiner (gemäß F i g. 1) unteren Stirnseite einen Aufnahmebund
14 auf, der einen entsprechenden zylindrischen Ansatz 16 übergreift. Mit Hilfe von
Befestigungsschrauben 18 (s. F i g. 2) sind die beiden Teile fest miteinander verbunden.
In einer zentralen zylindrischen Führung 20 ist im Aufnahmekörper zur Aufnahme des
betreffenden Werkstückes, beispielsweise des strichpunktiert angedeuteten Getrieberades
22, ein mit 24 bezeichneter Körner hin-und herverschiebbar angeordnet. Die Verschiebestrecke
dieses Körners ist begrenzt, wozu der an seinem in der zentralen zylindrischen Führung
20 geführten Führungsschaft 26 einen Langschlitz 28 aufweist, in den ein mit 30
bezeichneter, im Aufnahmekörper fest angeordneter Anschlag- bzw. Führungsstift eingreift.
Die Stirnflächen 32 bzw. 34 des Längsschlitzes dienen hierbei als Anlageflächen
des Anschlag- bzw. Führungsstiftes, der zugleich den Körner 24 gegen Verdrehung
sichert. Von der hinteren Stirnseite des Führungsschaftes 26 des Körners erstreckt
sich ein eine Druckfeder 36 tragender Stift 38, durch welche der Körner in seiner
Ruhestellung gehalten und durch die Anlage des Anschlag- bzw. Führungsstiftes
30 an der Querfläche 32 des Längsschlitzes 28 festgelegt ist. Der
Stift 38 durchdringt eine einen. größeren Durchmesser als der zentrale zylindrische
Mittelkanal 20 aufweisende zentrale Ausnehmung 39 und ragt in einen als Ganzes mit
40 bezeichneten, an der gemäß F i g. 1 unteren Stirnseite der Tragplatte 10 angeordneten
Aufnahmeschaft hinein. Dieser Aufnahmeschaft ist durch eine Buchse 42 gebildet,
die mit Hilfe eines Flansches 44 in einer entsprechenden zylindrischen Ausnehmung
der Tragplatte 10 befestigt ist. Im zentralen Flanschteil dieser Buchse ist ein
Gewindeeinsatzstück 46 angeordnet, das seinerseits. eine mit der zentralen Ausnehmung
39 der Tragplatte in Verbindung stehende zentrale Ausnehmung 48 aufweist, die einen
kleineren Durchmesser als die Ausnehmung 39 hat. Die vom Stift 38 getragene Druckfeder
36 stützt sich mit ihrem einen Ende am Boden 50 der Ausnehmung 48 ab; mit ihrem
anderen Ende liegt diese an einem zugleich als Dichtung dienenden, an der Stirnseite
des Führungsschaftes 26 des Körners anliegenden Sperrglied 52 an und hält den Körner
in der gezeigten Bereitschaftsstellung. Im Boden 50 der zentralen Ausnehmung 48
des Gewindeeinsatzstückes ist noch ein Durchlaß 54 vorgesehen, der eine Verbindung
der zentrisch zylindrischen Führung 20 des Körners mit einem in der Buchse 42 vorgesehenen
Verdrängungsraum 56 schafft. Dieser ist als Führungszylinder ausgebildet, in welchem
ein mit 58 bezeichneter, durch eine Ringdichtung 60 druckdicht geführter Verdrängungskolben
gegen die Wirkung einer sich am Boden der Buchse 42 abstützenden Druckfeder 62 verschiebbar
ist. Durch ein im Boden der Buchse 42 vorgesehenes Entlüftungsloch 64 kann hierbei
während der Bewegung des Kolbens die in der Buchse vorhandene Luft verdrängt werden.
Wie aus F i g. 1 und 2 deutlich ersichtlich ist, sind in radialem Abstand vom Körner
24 bzw. der Zylinderführung 20 eine Vielzahl in gleichem Winkelabstand voneinander
angeordneter Führungszylinder 66 im Aufnahmekörper vorgesehen, in welchen je ein
Mitnahmebolzen 68 mit seinem Führungsschaft 70 verschiebbar angeordnet ist.
-
In gleicher Weise wie der Körner sind auch die Mitnahmebolzen 68 lediglich
eine bestimmte Strecke verschiebbar und dabei unverdrehbar im Aufnahmekörper geführt;
dies wird durch jeweils einen in den Mitnahmebolzen angeordneten Anschlagstift 72
erreicht, der in eine entsprechende radiale Ausnehmung 74 eingreift. Die von außen
zugänglichen Ausnehmungen sind durch einen auf den Aufnahmekörper aufgezogenen Abdeckring
76 verschlossen. Durch je einen Verbindungskanal 78 sind hierbei die Führungszylinder
66 der Mitnahmebolzen mit dem Führungszylinder 20 des Körners bzw. über die Ausnehmungen
39, 48, 54 mit dem Verdrängungsraum 56 verbunden. Mit Hilfe von Verschlußschrauben
80 sind die beim Einbringen der Verbindungskanäle 78 in den Aufnahmekörper entstandenen
nach außen reichenden Öffnungen dicht verschlossen. An der Stirnseite des Führungsschaftes
der einzelnen Mitnahmebolzen ist jeweils eine Dichtung 82 vorgesehen, die eine druckdichte
Anordnung der Mitnahmebolzen in den Führungszylindern 66 gewährleistet. In den durch
die Führungszylinder 20 und 66, den Verbindungskanälen
78, den
Ausnehmungen 39, 48 und 54 und den Führungszylinder 56 gebildeten Räumen ist ein
Fließmedium enthalten, so daß innerhalb der Mitnehmerspitze ein Hydrauliksystem
geschaffen ist. Die gezeigte Mitnehmerspitze kann beispielsweise auf einem mit 84
bezeichneten ringförmigen Befestigungskörper einer Wälzfräsmaschine befestigt sein,
und zu diesem Zweck ist durch einen Ringbund 86 und dem Flansch 44 der Buchse 42
an der unteren Stirnseite der Tragplatte 10 eine Ringnut 88 gebildet, in welche
ein entsprechender Ringbund des Befestigungskörpers der betreffenden Maschine eingreift.
-
Im folgenden soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Mitnehmerspitze
des näheren an Hand der F i g. 1 und 3 erklärt werden.
-
Im Ruhezustand der Mitnehmerspitze herrscht im gesamten, vorerwähnten
Hydrauliksystem ein bestimmter Druck, und die Mitnahmebolzen und der Körner befinden
sich dadurch in ihrer gemäß F i g. 1 äußeren End- bzw. Bereitschaftsstellung. Der
zum Transport der Mitnahmebolzen und des Körners in diese Stellung notwendige Druck
des Fließmediums und im vorliegenden Falle des Drucköles des Hydrauliksystems wird
durch die in der Buchse 42 vorgesehene Druckfeder 62 aufgebracht, die versucht,
den Verdrängungskolben 58 in eine obere Lage gemäß F i g. 1 zu bewegen. Wie bereits
oben erwähnt, ist die Verschiebestrecke sämtlicher beweglicher Elemente im zylindrischen
Aufnahmekörper 12 durch die Anschlagstifte 30, 72 festgelegt, die an der
Wandung der entsprechenden Ausnehrnungen 28, 74 anliegen.
-
Die Bewegung des Körners 24 in seine äußerste Stellung gemäß F i g.
1 wird hierbei von der Druckfeder 36 noch unterstützt. Wie aus F i g. 1 zu ersehen
ist, sind die Endlagen der Mitnahmebolzen und des Körners so festgelegt, daß letzterer
ein bestimmtes Stück über die Mitnahmebolzen herausragt, und durch das zwischen
dem Körner und einer Gegenspitze 90 strichpunktiert angedeutete Getrieberad ist
ersichtlich, daß der Körner bzw. das Getrieberad um den Betrag a in Richtung des
Aufnahmekörpers bewegt werden muß, bevor die Mitnahmebolzen an der Stirnfläche des
betreffenden Werkstückes angreifen. Außerdem ist aus F i g. 1 zu ersehen, daß sich
die untere Stirnseite des Sperrgliedes 52 in einer Ebene unterhalb der Stirnseiten
der Dichtungen 82 der Mitnahmebolzen befindet. Aus dieser Anordnung und dem Vorlauf
des Körners um die Strecke a relativ zu den Mitnahmebolzen ergibt sich somit ein
Voreilen des Sperrgliedes 52 relativ zu den Dichtungsgliedern 82 der Mitnahmebolzen,
und bei entsprechender Verschiebung des Körners zusammen mit den Mitnahmebolzen
wird durch das Sperrglied 52 die Verbindung der Verbindungskanäle 78 zur
Verdrängungskammer 56 gesperrt, so daß aus den Führungszylindern 66 der Mitnahmebolzen
eine Verdrängung des Druckmediums bzw. eine weitere Relativverschiebung des betreffenden
Werkstückes zur Mitnehmerspitze nicht mehr möglich ist. Bei dem zu spannenden Werkstück
ist es hierbei nicht notwendig, daß die mit den Mitnahmebolzen zusammenwirkende
Stirnfläche einen rechten Winkel zu dessen Achse bildet. Der Bereich der möglichen
Axialbewegung der Mitnahmebolzen in Verbindung mit dem Körner ist nämlich so gewählt,
daß durch das Sperrglied die Verbindungskanäle erst dann gesperrt werden, wenn die
Mitnahmebolzen und der Körner gemeinsam noch eine bestimmte Strecke zurückgelegt
haben.