DE3438915C2 - Lünette - Google Patents

Abstract

Lünette mit einem geradlinig verschiebbaren ersten Haltearm und zwei zu beiden Seiten des letzteren angeordneten zweiten, schwenkbaren Haltearme, welch letztere über jeweils ein Zahnradgetriebe mit dem als Zahnstange ausgebildeten verschiebbaren Haltearm gekoppelt sind, wobei zur Verminderung der Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit an den inneren Enden der schwenkbaren Haltearme Zahnsegmente vorgesehen sind, welche mit jeweils einem justierbaren Zahnrad kämmen, das nach der Justierung der Lünette mit einem zu ihm konzentrischen und mit der Zahnstange kämmenden zweiten Zahnrad drehfest verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lünette, und zwar eine sog. selbstzentrierende Lünette, wie sie zum Abstützen und Führen von schlanken, stangenförmigen Werkstükken bei der Bearbeitung durch Drehen oder Schleifen oder aber auch als Greifer von Handhabungsgeräten für rotationssymmetrische Werkstücke eingesetzt wird.

Bekannte derartige Lünetten haben einen ersten, in seiner Längsrichtung geradlinig verschiebbaren Haltearm und zwei zu beiden Seiten des letzteren angeordnete schwenkbare Haltearme, die das Werkstück unabhängig von dessen Durchmesser an drei bezüglich der Werkstückachse jeweils um etwa 120° gegeneinander versetzten Stellen erfassen und möglichst exakt so zentrieren, daß die Rotationsachse des Werkstücks mit dem Umkreis-Mittelpunkt eines von den freien Enden der drei Haltearme definierten gleichschenkligen Dreiecks zusammenfällt.

Für die Dreh- und Schleifbearbeitung geeignete Lünetten besitzen an den freien Enden der Haltearme drehbar gelagerte Rollen, so daß sich das von der Lünette erfaßte Werkstück drehen läßt. Bei Lünettengreifern für Handhabungsgeräte genügen zylinderabschnittförmige Kuppen an den freien Enden der Haltearme oder aber an diese seitlich angesetzte Stifte, mit denen in eine Werkstückbohrung eingegriffen und durch Auseinanderfahren der Haltearme das Werkstück gespannt werden kann. Lünettengreifer haben sich besonders dann bewährt, wenn in axialer Richtung kurze, d. h. flache Werkstücke, in ein Dreibacken-Spannfutter eingesetzt oder diesem entnommen werden sollen, da die drei Arme der Lünette zwischen die drei Backen des Spannfutters eingreifen können.

Damit sich eine Lünette ζ. B. als Greifer zum Erfassen eines Werkstücks in einer Bohrung ebenso eignet wie zum Erfassen eines Werkstücks an seinem Außenumfang, muß zwischen den einzelnen Teilen sowohl in Richtung des Zusammenfahrens, als auch in Richtung des Auseinanderfahrens der freien Haltearmenden Formschluß bestehen, so wie dies bei einer bekannten Lünette (DD-PS 1 41 126) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Fall ist Bei dieser bekannten Lünette hat der in seiner Längsrichtung geradlinig verschiebbare erste Haltearm auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine erste, zahnstangenartige Verzahnung, in deren jede ein kreisbogenförmiges Zahnsegment eingreift, welches an ein Zahnrad angeformt und zusammen mit diesem um eine gehäusefeste Achse drehbar ist Mit diesem Zahnrad kämmt schließlich ein weiteres Zahnsegment, welches das innere Ende eines doppelarmigen Hebels bildet und zu dessen Schwenkachse konzentrisch verläuft. Die beiden doppelarmigen Hebel bilden mit ihren äußeren, aus dem Gehäuse herausragenden Enden zweite Haltearme, die durch die geschilderten Zahnradgetriebe so mit dem ersten Haltearm gekoppelt sind, daß die uus dem Gehäuse herausragenden Enden der drei Haltearme stets zumindest angenähert auf den Ecken gleichschenkliger Dreiecke mit mittelpunktsgleichen Umkreisen liegen.

Dieser Lünette ist ebenso wie allen bekannten Lünetten der Nachteil gemeinsam, daß ihre verschiedenen Teile sämtlich mit großer Präzision gefertigt und gelagert werden müssen, da alle Fertigungstoleranzen von Einfluß auf die Zentriergenauigkeit der Lünette sind — angestrebt wird ja, daß die von den freien, äußeren Enden der drei Haltearme gebildeten Greifstellen über einen möglichst großen Arbeitsbereich stets möglichst exakt die Ecken gleichschenkliger Dreiecke mit mittelpunktsgleichen Umkreisen definieren.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, die geschilderte bekannte Lünette so zu verbessern, daß die Anforderungen an die Präzision der Herstellung und Lagerung der einzelnen Bauteile herabgesetzt werden können und sich dennoch eine gute Zentriergenauigkeit erreichen läßt. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Bei einer erfindungsgemäßen Lünette körnte man am ersten Haltearm zwei in dessen Längsrichtung verschiebbare und am ersten Haltearm fixierbare Verzahnungen oder an den zweiten, schwenkbaren Haltearmen jeweils ein um die Schwenkachse des betreffenden Haltearms verdrehbares Zahnrad oder Zahnsegment vorsehen, welches sich mit dem betreffenden schwenkbaren Haltearm auch fest verbinden läßt, wobei die letztgenannte Ausführungsform zu bevorzugen wäre, weil dann diejenigen Stellen, an denen sich die Lünette justieren läßt, möglichst nahe an denjenigen Stellen der schwenkbaren Haltearme liegen, mit denen das Werkstück erfaßt und zentriert werden soll.

Besonders vorteilhaft ist aber eine Ausführungsform, bei der jedes Getriebe zwei koaxiale Zahnräder aufweist, deren eines mit der ersten und deren zweites mit der zweiten Verzahnung kämmt, wobei die beiden koaxialen Zahnräder gegeneinander verdreh- und feststellbar sind. Eine solche justierbare Lünette läßt sich einfach herstellen und justieren und zeichnet sich außerdem durch eine große Steifigkeit aus.

Bei einer erfindungsgemäßen Lünette mit einer justierbaren Verzahnung pro Getriebe spielen Toleranzen in der Fertigung und Führung des geradlinig verschiebbaren Haltearms und der mit diesem kämmenden Zahnräder keine Rolle, wenn man die einstellbare Verzahnung mit dem sie tragenden Teil erst dann mittelbar oder unmittelbar fest verbindet nachdem die freien Enden der drei Haltearme der Lünette relativ zueinander exakt justiert worden sind. Bei der Ausführungsform mit zwei zueinander koaxialen und gegeneinander verdrehbaren Zahm ädern je Getriebe lassen sich die beiden Zahnräder leicht z. B. dadurch relativ zueinander fixieren, daß man sie nach dem Justieren der Lünette gemeinsam durchbohrt und verstiftet oder das mit dem zweiten, schwenkbaren Haltearm kämmende Zahnrad auf einer im Gehäuse drehbar gelagerten Welle, beispielsweise durch Kleben, Löten oder Schweißen, befestigt, nachdem das andere Zahnrad schon zuvor mit dieser Welle fest verbunden worden war.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der zeichnerischen Darstellung zweier bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lünette näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die erste Ausführungsform, wobei die Schnittebene parallel zur Bewegungsebene der drei Haltearme verläuft;

F i g. 2 eine Außenansicht der zweiten Ausführungsform, und

F i g. 3 eine Rückseitenansicht der zweiten Ausführungsform, gesehen in Richtung des Pfeils »A« in F i g. 2, wobei jedoch die beiden Druckmittelzylinder im Schnitt dargestellt wurden.

Die in F i g. 1 gezeigte Lünette besitzt ein zweischaliges Gehäuse 10, in dem ein erster Haltearm 12 geradlinig verschiebbar geführt ist Mit ihm einstückig oder fest verbunden ist eine Kolbenstange 14 eines doppelt wirkenden Druckmittelzylinders 16, welcher an den beiden Zylinderenden mit Schlauchanschlüssen 18 zum Zuführen von Hydrauliköl oder dergleichen versehen ist.

Auf an das Gehäuse 10 angeformten oder mit diesem fest verbundenen Lagerzapfen 20 sind zweite, schwenkbare Haltearme 22 drehbar gelagert weiche einen längeren, äußeren Hebelarm 24 und einen kürzeren, inneren Hebelarm 26 besitzen und ungefähr bogenförmig ausgebildet sind, wobei die konkave Seite dem ersten Haltearm 12 zugewandt ist. Die freien Enden der Haltearme 12 und 22 tragen jeweils eine drehbar gelagerte Rolle 30, die auf oinem im jeweiligen Haltearm verdreh- und feststellbar angeordneten Exzenter drehbar gelagert ist und der drehbaren Lagerung eines Werkstücks 32 dient.

Die Berührungsstellen 34 von Rollen 30 und Werkstück 32 sollen nun stets angenähert die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks bilden, dessen Umkreismittelpunkt mit der Rotationsachse 36 des Werkstücks 32 zusammenfällt.

Der erste, geradlinig verschiebbare Haltearm 12 besitzt entweder zwei einander gegenüberliegende erste Verzahnungen 38 oder ist in diesem Bereich als rotationssymmetrische Zahnstange ausgebildet und die inneren Hebelarme 26 der zweiten, schwenkbaren Haltearme 22 enden innen in Zahnsegmenten 40, deren jedes eine zweite Verzahnung 42 bildet, welche bogenförmig und konzentrisch zur Achse des jeweiligen Lagerzapfens 20 verläuft.

Zu beiden Seiten des geradlinig verschiebbaren Haltearms 12 sind im Gehäuse 10 zwei Achsen 60 befestigt, deren jede ein erstes und ein zweites Zahnrad 62 bzw. 64 trägt Beide sind auf der jeweiligen Achse SO frei drehbar, jedoch untereinander durch Stifte 66 drehfest verbunden. Das Zahnrad 62 bildet eine dritte Verzahnung 68, die mit der ersten Verzahnung 38 des geradlinig verschiebbaren Haltearms 12 kämmt, das Zahnrad 64 eine yierte Verzahnung 70, die mit der Verzahnung 42 des benachbarten Zahnsegments 40 kämmt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 machen der Kolben des Druckmittelzylinders 16 und die Haltearme

ίο 12 und 22 stets den vollen Hub, wenn die Lünette öffnet und schließt sieht man einmal davon ab, daß die Schließbewegung entsprechend dem Durchmesser des erfaßten Werkstücks 32 begrenzt wird. Justiert wird die Lünette vor dem Verstiften der Zahnräder 62 und 64 miteinander, und zwar mittels einer mit den drei Rollen 30 zusammenwirkenden Vorrichtung, worauf in die beiden Zahnräder 62 und 64 Löcher für die Stifte 66 gebohrt und die Stifte mit Preßsitz in diese Löcher eingetrieben werden.

Möglich wäre es aber auch, einen der beiden Haltearme 22 zweiteilig auszubilden, wobei einer der beiden Hebelarme zum Justieren der Lünette zunächst um eine an die Stelle der Achse 60 tretende Welle schwenkbar wäre und erst nach dem Justieren mit dieser Welle und dem anderen Hebelarm fest verbunden würde.

Da Fertigungstoleranzen nur im Bereich zwischen den Lagerzapfen 20 und den äußeren Enden der äußeren Hebelarme 24 eine Rolle spielen und die inneren Hebelarme 26 wegen ihrer Kürze sowie wegen der angeformten Zahnsegmente 40 außerordentlich biegesteif sind, liegt der Zentrierfehler der Lünette deutlich unter demjenigen Fehler, der durch Verbiegen der äußeren Hebelarme 24 beim Spannen eines Werkstücks bei der erfindungsgemäßen Lünette ebenso wie bei allen bekannten Lünetten unvermeidbar ist

Die Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 soll nur insoweit beschrieben werden, als sie von der Ausführungsform nach F i g. 1 abweicht.

Bei der zweiten Ausführungsform sind im Gehäuse 10 für die Zahnräder 62 und 64 der beiden Getriebe Wellen 60' drehbar gelagert, die an die Stelle der beiden Achsen 60 der Ausführungsform nach F i g. 1 treten. Zweckmäßigerweise versieht man die Wellen an ihren beiden, beidseitig aus dem Gehäuse 10 herausragenden Enden mit einer Rändelung 60a oder dergleichen, um Betätigungshebel 14' mit einem entsprechend geformten Loch drehgesichert auf den Wellenenden befestigen zu können. Ein weiterer Unterschied zu der Ausführungsform nach F i g. 1 besteht darin, daß eines der beiden Zahnräder 62 und 64, und zwar vorzugsweise das Zahnrad 62, auf der jeweiligen Welle 60' drehfest angebracht ist und sich infolgedessen über die Welle antreiben läßt.

An den freien Enden der Betätigungshebel 14' ist zu beiden Seiten des Gehäuses 10 jeweils ein doppelt-wirkender Druckmittelzylinder 16' angelenkt um die ihn tragenden Betätigungshebel 14' auseinander- und zusammenschwenken zu können. Auch diese Druckmittelzylinder sind über flexible Schlauchanschlüsse 18' sowie Steuerventile an eine Druckmittelquelle anzuschließen.

Schließlich sind bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 anstelle der Rollen 30 der Ausführungsform nach F i g. 1 an den freien Enden der äußeren Hebelarme 24 Stifte 30' befestigt mit denen die Lünette in einq Bohrung 32a eines Werkstücks 32' eingreifen kann und dieses dann dadurch erfaßt, daß der Haltearm 12 gemäß Fig.2 nach links zurückgezogen wird und gleichzeitig die schwenkbaren Haltearme 22 voneinander weg nach außen geschwenkt werden.

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Bei der Lünette nach den F i g. 2 und 3 lassen sich der Hub und die Endlagen der Haltearme einstellen, wie sich sofort anhand folgender Überlegungen erkennen läßt: Werden die dem einen Druckmittelzylinder 16' zugeordneten Betätigungshebel 14' bei voll ausgefahrener Kolbenstange auf den einen Enden der Wellen 60' und die Betätigungshebel 14' des anderen Druckmittelzylinders 16' bei voll in den Zylinder eingezogener Kolbenstange auf den anderen Enden der Wellen 60' befestigt, so lassen sich die Haltearme 12 und 22 überhaupt nicht bewegen. Durch mehr oder minder weites Ausfahren der beiden Druckmittelzylinder vor dem Befestigen der Betätigungshebel 14' lassen sich also die Endlagen des Hubs und die Größe des Hubs wählen. Verwendet man bei der Lünette nach F i g. 2 nur einen Druckmittelzylinder 16' zum Drehen der Wellen 60', so läßt sich dennoch der Arbeitsbereich der Lünette wählen, indem man die Betätigungshebel 14' entsprechend auf den Wellen 60' befestigt. Dasselbe gilt natürlich auch für eine das Werkstück außen erfassende Lünette.

Die Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 mit einem oder zwei Druckmittelzylindern hat gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 1 ferner den Vorteil, daß sie kürzer baut (in Längsrichtung des geradlinig verschiebbaren Haltearms 12).

Verwendet man zwei Druckmittelzylinder 16', läßt sich die Spannkraft verdoppeln, und leitet man die Spannkraft über die Wellen 60' ein, so geht die Belastung der Zahnräder 62 und 64 sowie der Verzahnungen 38 des geradlinig verschiebbaren ersten Haltearms 12 auf die Hälfte zurück, da beide Getriebe gemeinsam die Anpreßkraft für den geradlinig verschiebbaren Haltearm 12 erzeugen. Die Verzahnungen können deshalb schmäler gestaltet werden.

Sieht man für die Zahnräder 62 und 64 im Gehäuse drehbar gelagerte Wellen wie die Wellen 60' der Ausführungsform nach den Fig.2 und 3 vor, so wäre es natürlich denkbar, in jedem Getriebe beide Zahnräder 62 und 64 erst nach der Justierung mit der zugehörigen Welle 60' drehfest zu verbinden. Einfacher ist es aber, das Zahnrad 62 mit der betreffenden Welle 60' von Anfang an drehfest zu verbinden und das Zahnrad 64 nach der Justierung der Lünette mit der Welle 60' oder, wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1, mit dem Zahnrad 62 drehfest zu verbinden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

50

55

60

65

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lünette zum Halten von Werkstücken durch ein Handhabungsgerät sowie beim Bearbeiten in Werkzeugmaschinen mit einem Gehäuse, in dem ein erster Haltearm in seiner Längsrichtung geradlinig verschiebbar geführt ist, sowie mit zwei ausschließlich auf jeweils einer Seite des ersten Haltearms angeordneten und um gehäusefeste Achsen schwenkbaren zweiten Haltearmen, deren jeder über ein Zahnradgetriebe mit dem ersten Haltearm in Triebverbindung steht, wobei jedes Zahnradgetriebe eine mit dem ersten Haltearm verbundene erste Verzahnung, eine mit dem zweiten Haltearm verbundene kreisbogenförmige sowie zur jeweiligen Schwenkachse konzentrisch ausgebildete zweite Verzahnung und mindestens eine dazwischen angeordnete dritte Verzahnung in Gestalt eines bezüglich des Gehäuses um eine feste Achse drehbaren Zahnrads aufweist, und wobei jede dieser Verzahnung nur mit einer einzigen der anderen Verzahnungen kämmt, und die aus dem Gehäuse herausragenden Enden der drei Haltearme durch die Kopplung über die Zahnradgetriebe stets zumindest angenähert auf den Ecken gleichschenkliger Dreiecke mit mittelpunktsgleichen Umkreisen liegen, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Getriebe (38, 42, 68, 70) eine Verzahnung (70) gegenüber dem sie tragenden Teil (62; 60') einstell- und an diesem feststellbar ist.

2. Lünette nach Anspruch 1, bei der jedes Getriebe zwei koaxiale Zahnräder aufweist, deren eines mit der ersten und deren zweites mit der zweiten Verzahnung kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden koaxialen Zahnräder (62,64) gegeneinander verdreh- und feststellbar sind.