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Selbstzentrierender Halter Die Erfindung betrifft einen selbstzentrierenden
Halter mit mindestens drei radial verschiebbaren und mit über Zahnräder angetriebenen
Backenzahnstangen versehenen Spannbacken.
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Ein solcher Halter ist insbesondere zur Einstellung und Fixierung
von Elementen, vornehmlich von grossen Werkstücken, wie Schmiederinge, Zahnräder
und dergleichen, bestimmt, und eignet sich insbesondere für spanabhebende Werkzeugmaschinen,
bei denen das Werkstück unbeweglich ist.
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Die bekannten Halter zur Zentrierung und Fixierung von Werkstücken
weisen meistens drei mittels einer archimedischen Spirale oder eines Zahnrads und
einer Zahnstange verschiebbare Spannbacken auf.
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Diese Halter haben in der überwiegenden Mehrheit einen Handantrieb.
Nachteilig ist dabei ausserdem ihre geringe Druckkraft und die lange Spannzeit.
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überdies ist die Herstellung der archimedischen Spirale, insbesondere
für grosse Halter schwierig, und erfordert spezielle Werkzeugmaschinen, wobei der
lineare Kontakt der Spirale mit dem Spannbackendaumen einen schnellen Verschleiss
dieses Kontaktes und die Änderung von Abständen bei der Zentrierung zur Folge hat.
Dies kann entweder einen Radialschlag oder bei grösserem Spiel ein ovales statt
kreisförmiges Drehen verursachen.
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Eine Instandsetzung erfordert praktisch eine nachteilige Auswechslung
der Spirale. Darüber hinaus ist das Nachschleifen der Spriale kaum durchführbar,
da eine genaue Einstellung von Riemen sehr schwer ist.
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Halter, bei welchen ein kinematisches Elementenpaar in Form eines
Zahnrades und einer Zahnstange verwendet wird,eignen sich nicht zur Fixierung von
grossen Werkstücken, da grosse, für die grossen Werkzeugmaschinen erforderlichen
Backenhübe nicht angewandt werden können, und diese Mechanismen einen grossen Platz
erfordern, was bei den heutigen Werkzeugmaschinen ein wesentlicher Nachteil ist.
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Ziel der Erfindung ist daher, einen selbstzentrierenden Halter zu
schaffen, der bei einfachem, unkompliziertem Aufbau
die selbsttätige
Fixierung des Werkstücks in schneller Zeit und auf sichere, sowie starke Weise gestattet.
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Erfindungsgemäss wird dieses Ziel dadurch gelöst, dass der Antrieb
für die Zahnräder einen längsverschiebbaren Zahnschaft bildet, der an seinem Umfang
eingeschnittene, für den Antrieb jeder Spannbacke getrennte- Zahnstangen hat, wobei
der Zahnschaft mit einem am Körper befestigten Servomotor verbunden ist oder das
Ganze mit dem Servomotor eine Einheit darstellt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der
Antrieb für die Zahnräder eine gleichzeitig alle Spannbacken antreibende Drehschnecke
bildet, die mit der Welle des am Körper befestigten Drehmotors verbunden ist oder
das Ganze mit dieser Welle eine Einheit darstellt.
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Der auf diese Weise hergestellte, selbstzentrierende Halter weist
eine Reihe von Vorteilen auf. Er hat z.B. einen einfachen Bau, und er kann von jeder
durchschnittlich ausgestatteten mechanischen Werkstatt angefertigt werden.
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Die Fixierung erfolgt schnell, und eventuell auftretendes Spiel kann
durch die Anfertigung von allen, der einzigen Befestigung auf der Werkzeugmaschine
entsprechenden Zwischenrädern eliminiert werden. Die Klemmzeit, sowie die Klemmkraft
können dabei durch die Übersetzung oder durch die Druckkraft des Mediums im Servomotor
bzw. mittels eines an dem Drehmotor angeschlossenen Widerstandes (wenn dieser Motor
ein elektrischer Motor ist) oder durch Druckänderung (wenn dieser Motor ein hydraulischer
Motor ist) reguliert werden. Die Kugellagerung von Zahnrädern gewährleistet
minimale
Verluste bei der Kraftübertragung sowie einen hohen Wirkungsgrad.
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Eventuelle Zwischenzahnspiele eliminiert ein unabhängiger Antrieb
an jeder Spannbacke.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Halters ist die Dämpfung
der von den Schnittkräften stammenden Schwingungen, wobei diese Dämpfung durch den
hydraulischen oder pneumatischen Servomotor durchgeführt wird. Der selbstzentrierende
Halter weist eine Fernsteuerung auf und eignet sich daher insbesondere für automatisierte
Werkzeugmaschinen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend
näher erläutert. Es zeigen; Fig. 1 den erfindungsgemässen Halter im axialen Halbschnitt,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Halters mit einem Antrieb in Form eines
zylindrischen Servomotors, und Fig. 3 eine schematische Darstellung des Halters
mit Hilfe eines Motors.
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Der selbstzentrierende Halter ist meistens mit drei Spannbacken 1
mit Backendaumen 17, vorzugsweise mit auswechselbaren Backendaumen, ausgestattet,
wobei unterhalb der Spannbacken 1 die Backenzahnstangen befestigt sind.
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An den Enden der Spannbacken 1 und der Backenzahnstangen 2 befinden
sich die an den Kanal 21 angepassten Dichtungen 16, wobei sich in diesem Kanal 21
die Backen 1 und Backenzahnstangen 2 verschieben.
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Die Kanäle 21 sind im Tisch 3 angeordnet, der undrehbar oder, wie
in Fig. 1 dargestellt, drehbar im Körper 4 mittels des Lagers 5, vorzugsweise eines
Wälzlagers, aufgesetzt ist.
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Mit der Backenzahnstange 2 kämmen das Backenzahnrad 11, das Zwischenrad
lo und der mit drei Zahnstangen 8 versehene verschiebbare Zahnschaft 7. Der verschiebbare
Zahnschaft 7 ist mit der Kolbenstange des bekannten hydraulischen, pneumatischen
oder magnetischen Servomotors 6 verbunden oder stellt das Ganze mit dieser Kolbenstange
dar. Der Servomotor 6 ist am Halteschirm 12 befestigt, wobei dieser Schirm 12 gleichzeitig
als eine ölwanne dienen kann.
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Wird ein drehender Tisch 3 verwandt, kann dieser einen Tischzahnkranz
13 aufweisen, der mit dem auf dem Tischantriebsmotor 15 aufgesetzten Zahnrad 14
kämmt, wobei der Motor 15 den Tisch 3 antreibt.
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Eine Weiterbildung des selbstzentrierenden Halters hat statt des verschiebbaren
Zahnschaftes 7 eine Drehschnecke 7a, welche mit dem Drehmotor 6a angetrieben ist
und mit dem Schneckenrad 9a kämmt. Das Schneckenrad 9a ist dabei mittels einer gemeinsamen
Welle mit dem Zahnrad 9 und über das Zwischenrad lo, sowie über das Backenzahnrad
11 mit der Zahnstange 2 der Spannbacke 1 verbunden.
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Der selbstzentrierende erfindungsgemässe Halter wirkt wie folgt: Der
Zahnschaft 7 verschiebt sich in die Richtung 19 nach vorn und führt durch die entsprechende
Zahnverbindung zu
einer Auseinanderschiebung von Backenzahnstangen
2 und Backendaumen 17 in die Richtung 18. Wird der Zahnschaft 7 hingegen zurückgeschoben,
bewirkt er eine Klemmung der Spannbacken 1 auf dem nicht dargestellten Werkstück.
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Ähnlich hat eine Drehung der Drehschnecke 7a in Richtung 20, abhängig
davon, ob diese Drehung rechtsgängig oder linksgängig ist, das Auseinanderschieben
oder Hinunterrutschen der Spannbacken 1 mit den Backendaumen 17 zur Folge. Die Änderung
der Drehrichtung 20 verursacht dagegen die Änderung der Richtung 18 der Verschiebung
der Spannbacken 1.
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Der Halter kann ausserdem mit Arretierungsvorrichtungen und mit Endschaltern
ausgestattet sein, was für die Erfindung jedoch nicht wesentlich ist.
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Wie schon erwähnt, stellt die Erfindung eine einfache und moderne
Lösung eines selbstzentrierenden Halters dar.
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Dieser Halter nimmt sehr wenig Platz ein und eignet sich für eine
beliebige Anzahl von mannbacken 1 zur Fixierung von Werkstücken nicht nur auf drehenden,
sondern auch nichtdrehenden Tischen 3.
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Die Werkstücke werden unabhängig von gegebenenfalls entstehenden Spielen
stabil fixiert, wobei ein Spiel wegen der grossen mitwirkenden Flächen kaum vorhanden
ist, was eine höhere Lebensdauer des Halters zur Folge hat. Sehr einfach und leicht
ist auch die Instandsetzung solcher Halter. Die Zahnräder 9, 9a, lo und 11 können
als ein gemeinsamer Satz hergestellt werden, was Exzentrizitäten und das Entstehen
von Spielen mit gleichem Vorzeichen und mit gleicher Grösse eliminiert. Der mit
den Servomotoren 6, 6a und 15 selbsttätig angetriebene Halter dämpft ferner die
durch die Schnittkräfte entstehenden Schwingungen. Der Halter ist leicht
anbringbar
und fernzusteuern. Die auswechselbaren Backendaumen 17 erlauben den Betriebsbereich
der Backen 1 unter Beibehaltung des vollen Grössenbereichs der zu klemmenden Werkstücke
zu verkürzen.