DE2404483A1 - Spannfuttereinheit - Google Patents

Description

• Spannfuttereinheit Die Erfindung betrifft eine Spannfuttereinheit. Es ist bekannt, bein sogenannten Planetentisch, auf einem großen Rundschalttisch mit vertikaler Drehachse kleine Schalttische mit aufgesetzten Spannfuttern achsparallel auf eine regeläßigen Teilkreis anzuordnen.
• Ei geeigneter Kopplung der Drehbewegung des großen Tisches mit dem Schalten der kleinen Tische ist eine Mehrseitenbearbeitung an ver-schiedenen Stationen möglich. Zum Drehen der kleinen Rundschalttische werden diese entriegelt über Zahnkränze oder Zahn-Segmente und Zahnräder, durch die Drehung des großen Tisches geschwenkt und dann zur Lagefixierung wieder verriegelt.
• Der Planetentisch hat den Nachteil einer ausladenden Bauweise und damit einen schlechten Späneabfluß. Es ergibt sich zwangsläufig ein hohes Schwungmoment, was sich ungünstig auf die Schaltgeschwindigkeit auswirkt.
• Der Planetentisch läßt außerdem keine Mehrseitenbe-Bearbeitung an einer Station zu, da die kleinen Tische nur gleichzeitig mit dem großen Tisch geschwenkt werden können. Die Spannbewegung und Spannkraft wird, zumindest bei den bekannten Konstruktionen, durch von außen eingreifende mechanische Antriebe und aufwendige selbsthel><,ende Systeme erzeugt.
• Auf gabe der Erfindung ist es, eine Spannfuttereinheit zu schaffen, die in Verbindung mit einem Rundschalttisch bei kompakter Bauweise die Bearbeitung von mindestens drei Werkstückseiten aus zwei Achsrichtungen ermöglicht.
• Die Schwenkachse der Spannfuttereinheit soll horizontal und damit rechtwinklig zur Rundschalttischachse liegen.
• Zur Verringerung der erforderlichen Anzahl Bearbeitungseinheiten soll ein technisches Prinzip angewandt werden, das die nacheinanderfolgende Bearbeitung von identischen Werkstückseiten an einer Station erlaubt. Das Spannsystem soll auf hydraulischer Basis arbeiten.
• Zur Lösung dieser Auf gabe sieht die Erfindung vor, daß das Spannfutter auf einer horizontalen Spindel sitzt, deren Schwenwinkel festlegbar ist, so daß das im Spannfutter eingespannte Werkstück in einfacher Weise mit derselben Bearbeitungsstation an mehreren Seiten in gleicher Weise bearbeitbar ist.
• Zum sicheren Festspannen des Werkstücks ist in der Spindel ein mit einem Druckmedium beaufschlagbarer Kolben axial verschiebbar geführt. Leckverluste zur Durchführung des Druckmediums zur Spindel sind weitgehend vermeidbar, wenn das Druckmedium über Bohrungen in der Spindel und im Gehäuse, in dem die Spindel gelagert ist, erfolgt. Dre Vermeidung von Ringkanälen ist möglich, da ein kurzer Druckabfall während der Spindelschwenkbewegung ungefährlich ist, da das Spannfutter selbsthemumend ist. Die Bohrungen in der Spindel und im Gehäuse sind so angeordnet, daß sie in den Endlagen der Spindel fluchten.
• Eine geringe Durchfederung der Spindel auch bei Belastung mit größeren Kräften kann dadurch erzielt werden, daß die Spindel durch mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete gegeneinander verspannbare Kegelrollenlager spielfrei gelagert ist. In vorteilhafter Weise erfolgt der Antrieb der Spindel über ein mit einer Zahnstange zusammenarbeitendes Ritzel, das zwischen den Lagern der Spindel angeordnet ist.
• Die notwendige Zerspanungsarbeit bei der Herstellung der Spindel und eine Vereinfachung der Bearbeitung kann dadurch erzielt werden, daß sie aus einem napfförmigen mit einem Durchbruch versehenen den Kolben aufnehmenden Teil und einem das Ritzel und zwei Wellenstümpfe aufweisenden Teil besteht, die miteinander verschraubt sind, wobei der eine Wellenstumpf ein Lager trägt und der andere Wellenstu-mpf in der Aussparung des napfförraigen Teils als Zentrierung dient. Der Aufbau der Einheit kann klein gehalten werden, wenn die Zahnstange r zwei gegeneinander wirkende n Zylindern geführten Kolben verschiebbar ist und n Jedem Ende der Zahnstange ein Kolben vorgesehen ist. Ein vollkomm.enert Spielausgleich des Zahnspiels und damit eine exakte Nçinselsestlegung der Spindel wird dadurch erreicht, daß die Zahnstange aus zwei parallel nebeneinander liegenden Hälften besteht, wobei jede Hälfte eine halbe Zahnbreite bildet und jeweils eine Hälfte mit einem Kolben verbunden ist. So-bald ein Kolben druckbeaufschlagt ist, erfolgt eine Verspannung der nebeneinanderliegenden im Ritzel kämmenden Zahnstangenhälften. In vorteilhafter Weise ist der Kolben und die mit ihm verbundene Hälfte einstückig, wobei deren Bearbeitung dadurch vereinfacht sein kann, daß die Außendurchmesser des Kolbens urdder Hälfte einander entsprechen, so daß nur eine Durchmesserbearbeitung erforderlich ist.
• In besonders vorteilhafter Weise kann der Schwenkwinkel des Spannfutters durch die Endlagen der Kolben festgelegt sein, wobei zum vollkommenen Zahnspielausgleich jeweils der nicht am Anschlag anliegende Kolben druckbeaufschlagt ist. Gemäß der Erfindung kann die Endlage der Kolben durch Anschläge festlegbar sein. Zweckmäßigerweise sind die Anschläge durch die die Zylinder ver-Schlte#enden Deckel gebildet. Zur genauen Justierung der Anschläge können zwischen den Deckeln und den Zy-1 in#crn jeweils mindestens ein Distanzring vorgesehen sein.
• Um ein hartes Anschlagen der Kolben in den Endstellungen zu vermeiden, tragen diese jeweils einen Steuerstift, der mit einer einseitig wirkenden Ventilplatte zusammenarbeitet und die Endbewegung abbremst. Die Ventilplatte weist dazu eine Aufnahmebohrung für den Steuerstift auf, ist zwischen einem Absatz des Deckels und einem Sicherungsring mit axialem und radialen Spiel gehalten und trägt zur Erzielung der einseitigen Wirkung; durch den Absatz abdeckbare Durchbrüche. Zweckmäßigerweise ist zur Einstellung der Bremswirkung ein dieventilplatte ungehender Kanal mit einer einstellbaren Drossel vorgesehen.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach'folgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen, sowie aus weiteren Unteransprüchen. Es zeigen: Fig. 1 einen Längs schnitt durch eine Spannfuttereinheit und Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß dem Pfeil II in Fig. 1, teilweise im Schnitt.
• In einem Gehäuse 1 ist eine aus zwei Teilen 2 und 3 zusam2wengesetzte Spindel 4 auf Kegelrollenlagern 5,5' drehbar gelagert. Der Teil 2 ist napfförmig mit einem Durchbruch 6 ausgebildet und es ist ein Kolben 7 eines Zweibacken-Spannfutters 8 längsverschiebbar aufgenomiaen zum symmetrischen Spannen und Lösen der Backen 9,9' des Zweibacken-Spannfutters 8. Dieses ist eine handelsü bliche Ausführung, es ist über Schrauben 10 mit dem Teil 2 der Spindel 4 fest verschraubt.
• Der Kolben 7 ist durch Dichtungen 11 und 12 in der Spindel 4 und in einem Deckel 13 abgedichtet. Das Druckmedium zur Betätigung des Kolbens 7 wird über Bohrungen 14 in der Spindel 4 und über nicht dargestellte Bohrungen im Gehäuse 1 zu- und abgeführt. Die Bohrungen 14 der Spindel 4 und des Gehäuses 1 decken sich in den Endstellungen der Spindel 4, so daß ohne besondere weitere Dichtungen nur geringe Leckverluste auftreten.
• Das Zweibackenfutter 8 ist selbsthemmend ausgebildet, so daß ein beim Drehen der Spindel a auftretender kurzer Druckabfall unschädlich ist und das eingespannte Werkstück sicher eingespannt ist.
• Der Teil 3 besteht aus einem Ritzel 15 mit zwei Wellenstümpfen 16 und 17, wobei der Wellenstumpf 16 in den Durchbruch 6 eingepreßt und die Teile 2 und 3 durch Schrauben 18 und einen Paßstift 9 zur Bildung der Spindel 4 fest miteinander verschraubt sind. Auf dem Wellenstumpf 17 ist das Kegelrollenlager c angeordnet, dessen Innenring 20 über eine Klemmutter 21 in axialer Richtung zum Verspannen der Kegelrollenlager 5 und 5' verschiebbar ist. Die Kegelrollenlager 5,5' werden unter Vorspannung montiert, so daß die Spindel 4 spielfrei gelagert ist und auch beim Auftreten größerer Kräfte keine nennenswerten Verlagerungen auftreten.
• Die axiale Lage des Kegelrollenlagers 5 und damit der Spindel 4 ist durch einen Distanzring 22 einstellbar. Nach außen ist die Spindel 4 durch einen im Gehäuse 1 angeordneten Quadring 23 und einem Deckel 26 mit einer Dichtung 27 abgedichtet.
• Im Ritzel 15 der Spindel 4 kämmt eine aus zwei Hälften 24 und 24' bestehende Zahnstange 25. Zur Betätigung der Zahnstange 25 ist jede Hälfte 24,24' an einem Ende mit einem Kolben 28 versehen, der in einem Zylinder 29 bzw. 29' geführt ist. Die die Zahnstange abgebenden Hälften 24,24' mit ihren Kolben 28 werden zur letzten Bearbeitung über danach entfernte Schrauben zusammengeh alten und mit einem durchgehenden gleichen Durchmesser 30 versehen. In ihrer Endlage schlagen die Kolben 28 jeweils an einem als Anschlag 31 dienenden Deckel 32 an. Der Deckel 32 und die Kolben 28 sind mit Dichtungen 33 bzw. 34 abgedichtet. Zur Einstellung des Anschlags 31 dient ein zwischen dem Zylinder 29 und dem Deckel 32 angeordneter Distanzring 35. Die Dicke des Distanzrings 35 ist so gewählt, daß beim Anschlagen des Kolbens 28 an seinem Anschlag 31 das Spannfutter 8 über die Zahnstange 25 und das Ritzel 15 in eine festgelegte Endlage kommt.
• Das Druckmedium zur Verschiebung des Kolbens 28 wird über eine Querbohzung 36 im Deckel 32 zu- und abgeführt.
• Um ein hartes Anschlagen des Kdlbens 28 beim Erreichen seiner Endlage, wie in Fig. 2 dargestellt, am Anschlag 31 zu verhindern, ist im Kolben 28 ein Steuerstift 37 vorgesehen, der mit einer im Deckel 32 angeordneten Ventilplatte 38 zusammenarbeitet. Die Ventilplatte ist im Deckel 32 zwischen einem Absatz 39 und einem Sicherungsring 40 mit axialem und radialem Spiel gehalten. Beim Eindringen des Steuerstifts 37 in eine Aufnahrnebohrung 41 der Ventilplatte 38 wird der Abfluß des Druckmediums durch die Querbohrung 36 abgedrosselt, der Abfluß kann mit Ausnahme geringer Leckverluste nur über einen Kanal 42 im Deckel 32 erfolgen, in dem zur Einstellung der Drosselwirkung eine einstellbare Drossel 43 vorgesehen Ist. Beim Abheben des Kolbens 28 von seinem Anschlag 31 erfolgt eine Verschiebung der Ventilplatte 38, so daß sie am Sicherungsring 40 zur Anlage kommt. Dadurch werden vom Absatz 39 verdeckte Durchbrüche 44 freigegeben, so daß das Druckmedium direkt in den Zylinderraum des Kolben 28 strömen karin.
• Die gesamte Spannfuttereinheit kann über Schrauben 45 auf einem Drehtisch oder dergleichen verschraubt werden.
• Zur Sicherstellung, daß die Endstellungen des Spannfutters 8 erreicht werden, ist dieses mit Nocken 46 versehen, die entsprechende Meldeschalter betätigen.
• Um in radialer Richtung eine kompakte Bauweise der gesamten Baugruppe zu erreichen, werden die Zylinder 29,29' abwechselnd oberhalb und unterhalb der Spindel 4 angeordnet, wie dies in Fig. 2 gestrichelt ängedeutet ist. Bei gerader Anzahl Spannfuttereinheiten ist auf diese Weise eine überdeckung im Eckbereich möglich.

Claims (22)

Patentansprüche

1. Spannfuttereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (8) auf einer Spindel (4) sitzt, deren Schwenkwinkel festlegbar ist.

2. Spannfuttereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spindel (4) ein mit einem Druckmedium beaufschlagbarer Kolben (7) zur Spannbetätigung des Spannfutters (8) koaxial verschiebbar geführt ist.

3. Spannfuttereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitung des Druckmediums über Bohrungen (14) in der Spindel (4) und im Gehäuse (1), in dem die Spindel (4) gelagert ist, erfolgt.

4. Spannfuttereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (4) durch mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete, gegeneinander verspannte Kegelrollenlager (5,5') spielfrei gelagert ist.

5. Spannfuttereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Spindel (4) ein mit einer Zahnstange (25) zusammenarbeitendes Ritzel (15) vorgesehen ist.

6. Spannfuttereinheit nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (15) zwischen den Lagern (5,5') der Spindel (4) angeordnet ist.

7. Spannfuttereinheit nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (4) aus einem napfförmigen, mit einem Durchbruch (6).versehenen, den Kolben (7) aufnehmenden Teil (2) und einem das Ritzel (15) und zwei Wellenstümpfe (16 und 17) aufweisenden Teil (3) besteht, die miteinander verschraubt sind.

8. Spannfuttereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (25) über zwei gegeneinander wirkende, in Zylindern (29), geführten Kolben (28) verschiebbar, und daß an jedem Ende der Zahnstange (25) ein Kolben (28) vorgesehen ist.

9. Spannfuttereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (25) aus zwei parallel nebeneinanderliegenden Hälften (24,24') besteht, wobei jede Hälfte (24,24') eine halbe Zahnbreite bildet und jeweils eine Hälfte (24,24') mit einem Kolben verbunden ist.

10. Spannfuttereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28) und die mit ihm verbundene Hälfte (24) einstückig sind.

11. SpannfuttereS:nhei£#nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser (30) der Kdlben (28) und der Hälften (24,24') einander entsprechen.

12. Spannfuttereinheit nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel des Spannfutters (8) durch die Endlagen der Kolben (28) festgelegt ist und jeweils der nicht am Anschlag (31) anliegende Kdlben (28) druckbeaufschlagt ist.

13. Spannfuttereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlage der Kolben (28) durch Anschläge (31) festlegbar ist.

14. Spannfuttereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (31) durch die die Zylinder (29) verschließenden Deckel (32) gebildet sind.

15. Spannfuttereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Deckeln (32)-und den Zylindern (29) mindestens ein Distanzring (35) vorgesehen ist.

16. Spannfuttereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung der Endbewegung der Kolben (28) diese jeweils einen Steuerstift (37) tragen, der mit einer einseitig wirkenden Ventilplatte (38) zusammenarbeitet.

17. Spannfuttereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (38) eine Aufnahmebohrung (41) für den Steuerstift (37) aufweist, zwischen einem Absatz (39) des Deckels (32) und einem Sicherungsring (40) mit axialem und radialem Spiel gehalten ist und durch den Absatz (39) abdeckbare Durchbrüche (44) trägt.

18. Spannfuttereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckraum des Kolbens (28) und der Druckmediumzuführung (Querbohrung 36) des Zylinders (29) ein die Ventilplatte (38) umgehender Kanal (42) mit einer einstellbaren Drossel (43) vorgesehen ist.

19. Spannfuttereinheit nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (4) in einem Gehäuse (1) gelagert ist und die beiden Kolben (28) mit den Zahnstangenhälften (24,24') aufnehmenden Zylindern (29,29') ebenfalls im Gehäuse (1) dicht geführt sind.

20. Spannfuttereinheit nach Anspruch e, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Spannfutter (8),zugekehrte Lager (5) in axialer Richtung einstellbar ist

21. Spannfuttereinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung mindestens ein Distanzring (22) dient.

22. Spannfuttereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 21,- dadurch gekennzeichnet, daß zur Ane#inanderreihung mehrerer Einheiten die Zylinder (29,29') abwechselnd einmal oberhalb und bei der oder den benachbarten Spannfuttereinheiten unterhalb der Spindel (4) angeordnet sind.