DE2633432B2

DE2633432B2 - Vorrichtung zum zentrischen Spannen von ringförmigen Werkstücken für die Innenbearbeitung

Info

Publication number: DE2633432B2
Application number: DE2633432A
Authority: DE
Inventors: Hermann 8901 Derching Leutgaeb
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1976-07-24
Filing date: 1976-07-24
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2633432A1; FR2358942A1; JPS5314484A; DE2633432C3; FR2358942B1; GB1566593A; IT1077518B; US4125043A; SU778703A3; CH615106A5

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zentrischen Spannen von am Innenumfang zu bearbeitenden ringförmigen Werkstücken, insbesondere von selbstfedernden Kolbenringen, zur Verwendung auf Drehmaschinen mit sich drehender Arbeitsspindel, bestehend aus einer die Werkstücke an ihrem Außenumfang insbesondere paketweise aufnehmenden Zentrierhülse sowie einem mittels eines als Kolben-Zylindereinheit ausgebildeten Linearmotors axial verschiebbaren, das Werkstückpaket gegen einen Festanschlag, der in einem am Kopf der Arbeitsspindel befestigten Gehäuse gehalten ist, pressenden Spannring.

Bei dieser durch die CH-PS 2 85 539 bekannten, mit der Arbeitsspindel einer Drehmaschine verbindbaren Spannvorrichtung für die Innenbearbeitung von Kolbenringen ist bereits ein selbsttätiges Spannen des Ringpaketes zwischen zwei ringförmigen Spannkörpern innerhalb einer Zentrierhülse möglich. Das Spannen erfolgt dabei mittels zweier in einem zwischen dem Werkstückpaket und dem Kopf der Arbeitsspindel angeordneten Gehäuse vorgesehener Kolben-Zylindereinheiten, wovon die eine zum radialen Zusammendrukken der hier längsgeteilten Zentrierhülse Ober entsprechende Konen dient, während die andere das Werkstückpaket gegen einen axialen, mit dem Vorrichtungsgehäuse verbundenen Festanschlag verspannt Neben der Notwendigkeit von zwei Linearmotoren in Form von Kolben-Zylindereinheiten ist jedoch das Auswechseln des Werkstückpaketes besonders schwierig und einer Automatisierung praktisch nicht zugänglich, da beide Zentrierhülsenhälften zusammen mit den Werkstücken jeweils entnommen und wieder zugeführt werden müssen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß eine Automatisierung der Werkstückzuführung möglich wird, ohne daß dabei die Zentrierhülse jeweils mit entfernt zu werden braucht

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Zentrierhülse einstückig ausgebildet, mit ihrem der Arbeitsspindel zugewandten Ende fest mit dieser verbunden und an ihrem anderen Ende mit einem Einführkonus versehen ist, daß zwischen dem Werkstückpaket und dem hier — vom Werkstückpaket aus gesehen — arbeitsspindelseitig angeordneten Festanschlag ein Auswerfer vorgesehen ist, daß der Spannring reitstockseitig einen Flansch aufweist, an welchem außerhalb der Zentrierhülse verlaufende Zuganker angreifen, die zusammen mit mindestens einer mit dem Auswerfer verbundenen, zwecks Längenausgleich zwischen ihm und dem Spannring zweigeteilten Schubstange, deren Einzelteile geringfügig axial gegeneinander verschiebbar sind, mit dem hier im Bereich des hinteren Endes der Arbeitsspindel angeordneten Linearmotor verbunden sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht neben ihrer einfachen Anbaubarkeit an jede normale Drehmaschine insbesondere darin, daß bei fest mit der Arbeitsspindel verbundener, einteiliger Zentrierhülse mittels der außerhalb derselben über Zuganker und Schubstange gekoppelter Spannscheiben mit einem gegen einen Festanschlag fahrbaren Auswerfer die Werkstücke sowohl axial in die beziehungsweise aus der Zentrierhülse fahrbar und in der Zentrierhülse axial spannbar sind. Hierzu ist lediglich ein Linearmotor erforderlich, der arbeitsspindelseitig mit dem Verbindungsmechanismus zwischen Spannring und Auswerfer gekoppelt ist, so daß reitstockseitig bei axial herausgefahrenem Spannring eine radiale Zugriffsmöglichkeit zum Werkstückpaket mittels an sich bekannter Greifeinrichtungen möglich ist. Um das aus selbstfedernden Kolbenringen bestehende Werkstückpaket axial in die Zentrierhülse eindrücken zu können, ist es erforderlich, daß die Kolbenringe zunächst keiner Axialspannung ausgesetzt werden, um sich über den Einführkonus der ZentrierhUlse radial nach innen verformen zu können. Erst nach Anlage des Auswerfers am Festanschlag wird das Ringpaket für die nachfolgende mechanische Bearbeitung verspannt. Zur Überbrük-

kung dieses geringen axialen Spannweges ist eine Längenausgleichseinrichtung im Verbindungsteil zwischen Spannring und Auswerfer vorgesehen.

Zwar ist aus der DE-AS 21 44 800 an sich bereits bekannt, die die Werkstücke aufnehmende Zentrierhülse einstückig auszubilden, maschinenfest anzuordnen und mit einem Einführkonus zu versehen sowie einen Auswerfer zu verwenden, doch handelt es sich dabei um Einzelteile einer ansonsten von der Erfindung konstruktiv abweichenden Spezialmaschine zum Ausdrehen von Innennuten an Kolbenringen, bei der insbesondere die Arbeitsspindel nicht das Werkstück, sondern das Werkzeug aufnimmt und dadurch bedingt auch der Linearmotor und der von ihm beaufschlagte Spannring in anderer und für die Erfindung unbrauchbarer Weise angeordnet sind.

Vorzugsweise verlaufen die mit dem Spannscheibenflansch verbundenen Zuganker achsparallel, und die mit dem Auswerfer gekoppelte Schubstange erstreckt sich konzentrisch zur Drehachse. Zur Koppe'ung der arbejtsspindelseitigen Enden der bis in das Vorrichtungsgehäuse sich erstreckenden Zuganker und der Schubstange dient eine quer zur Drehachse verlaufende Traverse, die gleichzeitig mit dem Linearmotor in Verbindung steht. Bei entsprechend weit radial nach außen verlagerten Zugankern lassen sich lediglich durch Austausch von Zentrierhülse, Auswerfer und Spannscheibe Werkstücke mit serienweise unterschiedlichen Durchmessern mit dieser Vorrichtung spannen und bearbeiten.

Vorzugsweise ist der über die Schubstange mit der Traverse verbundene Auswerfer tellerförmig ausgebildet, so daß die Schubstange im Zentrum des Tellers leicht befestigt werden kann, während der radial äußere Teil des Auswerfers einerseits gegen den mit der Zentrierhülse verbundenen Festanschlag spannbar ist und andererseits zur Anlage der Werkstücke dient.

Zweckmäßigerweise durchsetzt die Kolbenstange des Linearmotors koaxial die Arbeitsspindel und trägt an ihrem freien Ende die Traverse.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Zentrierhülse an ihrer dem Flansch des Spannringes zugewandten Stirnseite mindestens zwei axial hervortretende und in den Flansch eingreifende Zentrierstifte aufweist, deren lichter Abstand zueinander kleiner als der äußere Durchmesser der Werkstücke ist. Damit ist neben dem maschinellen Zuführen der Werkstücke mittels Greifeinrichtungen oder dergleichen auch ein manuelles Beschicken der Vorrichtung möglich, indem die Zentrierstifte die Werkstücke vor der Zentrierhülse in Position halten. Der Flansch des Spannringes weist dann zwei axiale Durchgänge für die Zentrierstifte auf, um eine aufwendigere, federnde Versenkbarkeit der Zentrierstifte in der Zentrierhülse zu vermeiden.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Zentrierhülse 1 mit einem Einführungskonus 2, einem tellerförmigen Auswerfer 3 sowie einem Spannring 4, zwischen welchen ein aus mehreren selbstfedernden Kolbenringen bestehendes Werkstückpaket 5 axial verspannt und in der Zentrierhülse 1 für die Bearbeitung der inneren Umfangsflächen der Kolbenringe mittels einer Werkzeuge 6 tragenden Bohrstange 7 gehalten wird. Zum Betätigen des Spannringes 4 und des Auswerfers 3 dienen zwei Zuganker 8, 9 die diametral einander gegenüberliegen und achsparallel außerhalb der Ztntrierhülse 1 verlaufen, und eine zentral verlaufende Schubstange 10,13, wobei die Zuganker 8,9 und die Schubstange 10, 13 über eine Traverse 11 miteinander verbunden sind. Während die Zuganker 8,9

ίο mit einem Flansch 12 des Spannringes 4 zusammenwirken, trägt die Schubstange 10,13 den Auswerfer 3. Die Schubstange 10,13 ist geteilt und ihre Einzelteile 10 und 13 können sich zwecks Längenausgleichs geringfügig gegeneinander verschieben. Dies ermöglicht eine begrenzte axiale Relativbewegung zwischen dem Spannring 4 und dem Auswerfer 3, so daß das Werksiückpaket 5 spannbar und entspannbar ist Die Traverse 11 befindet sich in einem zylindrischen Gehäuse 14, dessen eine Stirnwand 15 mit der Arbeitsspindel 16 einer Drehmaschine verschraubt ist, während die andere Stirnwand die Zentrierhülse 1 trägt und als axialer Festanschlag 17 für den Auswerfer 3 dient Die Zentrierhülse 1 weist im Bereich des Einführungskonus 2 auf ihrer Stirnfläche gleichmäßig verteilt drei axial gerichtete Zentrierstifte 18 zum Vorzentrieren von manuell der Vorrichtung zugeführten Werkstücken auf, wobei im gespannten Zustand der Werkstücke die Zentrierstifte 18 sich in entsprechende axiale Bohrungen 19 im Flansch 12 des Spannringes 4

«) erstrecken.

Der Antrieb der Spannvorrichtung erfolgt über einen am hinteren Ende 21 der Arbeitsspindel 16 angeordneten und als Kolben-Zylindereinheit 22, 23 ausgebildeten Linearmotor mit einer durch die hohle Arbeitsspindel 16

Γι verlaufenden Kolbenstange 20. Zum Auswechseln eines Werkstückpaketes 5 fährt der Kolben 22 des Linearmotors nach rechts, so daß über die am freien Ende der Kolbenstange 20 befestigte Traverse 11 und die Zuganker 8, 9 der Spannring 4 sowie über die

ι» Schubstange 10,13 der Auswerfer 3 zusammen mit dem Werkstückpaket 5 axial aus der Zentrierhülse 1 herausbewegt werden, wobei gleichzeitig durch Längenausgleich in der zweigeteilten Schubstange 10, 13 das Werkstückpaket 5 entspannt wird. Nach dem

Γι Austauschen des fertig bearbeiteten Werkstückpaketes 5 gegen ein neues, mittels einer nicht weiter dargestellten, radial schwenkbaren Greifeinrichtung wird das Werkstückpaket 5 mittels des Kolbens 22 in umgekehrter Richtung über den Spannring 4 in die

ι» Zentrierhülse 1 gezogen. Dabei werden die zunächst durchmessergrößeren und unrunden Kolbenringe über den Einführungskonus 2 auf ihren Nenndurchmesser radial zusammengedrückt. Nach dem Anlegen des Auswerfers 3 an die als Festanschlag 17 dienende

ii vordere Wand des Gehäuses 14 werden die Kolbenringe axial gegeneinander verspannt, indem der Kolben 22 noch geringfügig nach links bewegt wird. Dieser relativ kurze Spannweg wird dabei durch die axiale Verschiebbarkeit der Einzelteile 10 und 13 der Schubstange 10,13

mi gegeneinander zwischen Auswerfer 3 und Spannring 4 ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum zentrischen Spannen von am Innenumfang zu bearbeitenden ringförmigen Werkstücken, insbesondere von selbstfedernden Kolben- ringen, zur Verwendung auf Drehmaschinen mit sich drehender Arbeitsspindel, bestehend aus einer die Werkstücke an ihrem Außenumfang insbesondere paketweise aufnehmenden Zentrierhülse sowie einem mittels eines als Kolben-Zylindereinheit ausgebildeten Linearmotors axial verschiebbaren, das Werkstückpaket gegen einen Festanschlag, der in einem am Kopf der Arbeitsspindel befestigten Gehäuse gehalten ist, pressenden Spannring, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhül- is se (1) einstöckig ausgebildet, mit ihrem der Arbeitsspindel (16) zugewandten Ende fest mit dieser verbunden und an ihrem anderen Ende mit einem Einführkonus (2) versehen ist, daß zwischen dem Werkstückpaket (5) und dem hier — vom Werkstückpaket (5) aus gesehen — arbeitsspindelseitig angeordneten Festanschlag (17) ein Auswerfer

(3) vorgesehen ist, daß der Spannring (4) reitstockseitig einen Flansch (12) aufweist, an welchem außerhalb der Zentrierhülse (1) verlaufende Zuganker (8, 9) angreifen, die zusammen mit mindestens einer mit dem Auswerfer (3) verbundenen zwecks Längenausgleichs zwischen ihm und dem Spannring

(4) zweigeteilten Schubstange (10, 13), deren Einzelteile (10 und 13) geringfügig axial gegeneinander verschiebbar sind, mit dem hier im Bereich des hinteren Endes (21) der Arbeitsspindel (16) angeordneten Linearmotor verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (8,9) achsparallel und die H Schubstange (10, 13) konzentrisch zur Drehachse verlaufen und innerhalb des Gehäuses (14) über eine Traverse (11) miteinander verbunden sind, die mittels des Linearmotors antreibbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer (3) tellerförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (20) des Linearmotors koaxial die Arbeitsspindel (16) durch- 4^r> setzt und an ihrem freien Ende die Traverse (11) trägt

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (1) an ihrer dem Flansch (12) zugewandten Stirnseite mindestens '■» zwei axial hervortretende und in den Flansch (12) eingreifende Zentrierstifte (18) aufweist.