DE3529273A1 - Vorrichtung zum spannen eines ringfoermigen werkstueckes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Spannen eines ringförmigen Werkstückes im Zuge der Bearbeitung des Werkstückes in einer Werkzeugmaschine, - mit in einem Spannfutter­ körper gelagerten, ein- und ausfahrbaren, einen Spannkreis bestim­ menden Spannarmen und Druckmittelbetätigungseinrichtung für die Spannarme, wobei die Spannarme eine Verzahnung aufweisen, die mit einer Gegenverzahnung an einem Treiber wechselwirkt, und wobei die unterhalb der Spannebene angeordnete Druckmittelbetätigungseinrich­ tung mit einem in bezug auf den Spannkreis axial beweglichen Kolben den Treiber betätigt. - Es versteht sich, daß zur Erzeugung statisch bestimmter Zusammenhänge im allgemeinen drei Spannarme angeordnet sind. Spannarm steht im Rahmen der Erfindung auch für ggf. mehr­ teilige Aggregate aus einer sogenannten Spannbacke und einer Unter­ backe. Der Spannfutterkörper ist aus fertigungstechnischen und mon­ tagetechnischen Gründen im allgemeinen ein mehrteiliges Bauteil. Bei der Werkzeugmaschine kann es sich z. B. um eine Stanze für die Durchführung von Lochstanzungen oder auch um eine sogenannte Teil­ maschine handeln. Das ringförmige Werkstück wird im allgemeinen so gespannt, daß der Spannkreis in einer horizontalen Ebene liegt. Im Rahmen der Erfindung wird daher zwischen Bereichen oberhalb und unterhalb des Spannkreises unterschieden. Diese Begriffe gelten analog, wenn die Vorrichtung insgesamt so angeordnet ist, daß der Spann­ kreis in einer vertikalen Ebene liegt. Die Druckmittel für die Druck­ mittelbetätigungseinrichtung sind Drucköl oder Druckluft.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (DE 27 29 939) muß der gesamte Spannweg der Spannarme über die Druckmittelbetätigungs­ einrichtung erzugt werden. Verlangt man große Spannwege, um Werk­ stücke sehr unterschiedlichen Ringdurchmessers spannen zu können, so muß die Druckmittelbetätigungseinrichtung entsprechende Stellwege aufweisen. Das führt zu großen Aggregaten, was insbesondere deshalb stört, weil für die eigentliche Spannarbeit, mit der die Spannkräfte aufgebracht werden, nur ein sehr kleiner Spannweg von wenigen Milli­ metern erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vor­ richtung so weiter auszubilden, daß die Druckmittelbetätigungseinrich­ tung nur den Spannweg für die eigentliche Spannarbeit aufzubringen hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Treiber als Ritzel mit Schrägverzahnung entsprechend einer Schrägverzahnung an den Spannarmen ausgeführt und das Ritzel auf einer im Spannfutter­ körper gelagerten Stellspindel angeordnet ist, welche Stellspindel ge­ gen eine Rückstellfeder axial verstellbar und außerdem im Spannfutter­ körper drehbar ist und die über die Spannebene hinausgeführt sowie an ihrem oberen Ende mit einem Drehtrieb versehen ist, daß auf die Stellspindel ein Rastritzel aufgesetzt ist, dem zumindest ein in einer Verlängerung des Spannfutterkörpers gelagerter, ausrastfederbelasteter Rastbolzen zugeordnet ist, und daß der Rastbolzen durch einen auf dem Spannfuttergehäuse verstellbaren Sperring wahlweise in Raststel­ lung und in Ausraststellung fixierbar ist. - Befindet sich der Sperr­ ring in Ausraststellung, so kann die Stellspindel offenbar mit Hilfe des Drehtriebes gedreht werden, wobei die Spannarme nach Maßgabe der Drehrichtung zum Werkstück hin zugestellt oder zurückgenommen werden. Im Zusammenhang mit dieser vom Drehtrieb abgeleiteten Zu­ stellbewegung kann auch eine Zentrierung des Werkstückes erfolgen. Danach wird der Sperring in Raststellung gedreht, was automatisch oder von Hand erfolgen kann. Im Anschluß daran ist eine weitere Drehbewegung der Stellspindel nicht möglich. Wird nunmehr die Druck­ mittelbetätigungseinrichtung eingeschaltet, so erfolgt wegen der Wech­ selwirkung der beschriebenen Schrägverzahnungen eine weitere Bewe­ gung der Spannarme, und zwar im Sinne einer Kraftverspannung mit einem Stellweg von nur wenigen Millimetern.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung. So kann man den Drehtrieb mit einem Hand­ griff versehen, was für viele Werkzeugmaschinen ausreichend ist, weil die Bedienungsperson unschwer die entsprechende Betätigung durch­ führen kann. Die Rastverzahnung ist zweckmäßigerweise eine Gerad­ verzahnung, deren Teilung wesentlich kleiner ist als der Spannweg der Spannarme. Das ermöglicht eine sehr genaue Zustellung über den Drehtrieb. Es empfiehlt sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Spannarme oberseitig nach oben verbreiterte Spannkonen aufweisen. Das bewirkt offenbar, daß das Werkstück an den Spannkonen bei der Spannbewegung gleichsam festgeklemmt und zu seinem Auflager hinge­ drückt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1, und

Fig. 3 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Spannen eines ringförmigen Werkstückes 1 im Zuge der Bearbeitung des Werkstückes 1 in einer Werkzeugmaschine. Es mag sich um eine Teilmaschine handeln. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören

• in einem Spannfutterkörper 2 gelagerte, ein- und ausfahrbare und einen Spannkreis 3 bestimmende Spannarme 4 und
• eine Druckmittelbetätigungseinrichtung 5 für die Spannarme 4.

Im Ausführungsbeispiel sind drei Spannarme 4 vorgesehen. Es ver­ steht sich, daß der Spannkreis 3 in einer vertikalen Ebene liegt. Wie insbesondere die Fig. 3 erkennen läßt, weisen die Spannarme 4 eine Verzahnung 6 auf, die mit einer Gegenverzahnung 7 an einem Treiber 8 wechselwirkt. Die unterhalb des Spannkreises 3 angeordnete Druck­ mittelbetätigungseinrichtung 5 betätigt mit einem in bezug auf den Spannkreis 3 axial beweglichen Kolben 9 den Treiber 8. lnsbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man, daß der Treiber als Ritzel 8 mit Schrägverzahnung 7 entsprechend einer Schrägverzahnung 6 an den Spannarmen 4 ausgeführt ist. Das Ritzel 8 ist auf einer im Spannfutterkörper 2 gelagerten Stellspindel 10 angeordnet, die an ihrem unteren Ende von dem Kolben 9 der Druck­ mittelbetätigungseinrichtung 5 beaufschlagt ist. Die Stellspindel 10 ist gegen eine Rückstellfeder 11 axial verstellbar und außerdem im Spannfutterkörper 2 drehbar. Sie ist über den Spannkreis 3 hinausge­ führt sowie an ihrem oberen Ende mit einem Drehtrieb 12 versehen, der im Ausführungsbeispiel als Handgriff ausgeführt ist. Auf die Stell­ spindel 10 ist oberhalb des Spannkreises 3 ein Rastritzel 13 aufge­ setzt, dem in einer Verlängerung des Spannfutterkörpers 2 gelagerte Rastbolzen 14 zugeordnet sind, die mit einer Ausrastfeder 15 belastet sind. Die Rastbolzen 14 sind durch einen auf dem Spannfuttergehäuse 2 verstellbaren Sperring 16 wahlweise in Raststellung oder in Aus­ raststellung fixierbar. Das Rastritzel 13 besitzt eine Geradverzahnung 17 mit einer Teilung, die wesentlich kleiner ist als der Spannweg an den Spannarmen 4. Auf ihrer Oberseite tragen die Spannarme 4 nach oben verbreiterte Spannkonen 18, die gerändelt sind. Sie be­ wirken, wie die Fig. 1 erkennen läßt, ein Festspannen des Werkstückes 1 zum Auflager 19 an den Spannarmen 4 hin. Es versteht sich, daß die Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine leicht austauschbar ist, z. B. mittels einer Konuspassung 20.

Befindet sich der Sperring 16 in Ausraststellung, so kann die Stell­ spindel 10 mit Hilfe des Drehtriebes 12 gedreht werden, wobei die Spannarme 4 nach Maßgabe der Drehrichtung zum Werkstück 1 hin zugestellt oder zurückgenommen werden. Im Zusammenhang mit dieser von dem Drehtrieb 12 abgeleiteten Zustellbewegung kann auch eine Zentrierung des Werkstückes 1 erfolgen. Die Zustellbewegung kann schnell und ohne großen Kraftaufwand über große Zustellwege durch­ geführt werden. Der Drehtrieb 12 kann an einen entsprechenden Stell­ motor angeschlossen sein, der mit der automatischen Steuerung der zugeordneten Werkzeugmaschine verbunden ist, der Drehtrieb 12 kann aber auch von Hand betätigt werden. Jedenfalls erfolgt auf diese Weise die Zustellung in bezug auf die Endposition des Werkstückes 1 im aufgespannten Zustand bis auf einige Millimeter. Danach wird der Sperring 16 in Raststellung gedreht. lm Anschluß daran ist eine weitere Drehbewegung der Stellspindel 10 nicht möglich. Wird nun­ mehr die Druckmittelbetätigungseinrichtung 5 eingeschaltet, so erfolgt wegen der Wechselwirkung der beschriebenen Schrägverzahnung 6, 7 eine weitere Bewegung der Spannarme 4, und zwar im Sinne einer Kraftverspannung mit einem Stellweg von nur wenigen Millimetern. Danach kann die Druckmittelbetätigungseinrichtung 5 blockiert werden. Wird die Druckmittelbetätigungseinrichtung 5 ausgeschaltet, so daß das Durckmittel abfließen kann, so erfolgt die Rückstellung der Spann­ arme 4 über die Rückstellbewegung der Rückstellfeder 11, mit der die Stellspindel 10 ausgerüstet ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Spannen eines ringförmigen Werkstückes im Zuge der Bearbeitung des Werkstückes in einer Werkzeugmaschine, - mit

• in einem Spannfutterkörper gelagerten, ein- und ausfahrbaren, einen Spannkreis bestimmenden Spannarmen und Druckmittelbetäti­ gungseinrichtung für die Spannarme,

wobei die Spannarme eine Verzahnung aufweisen, die mit einer Gegen­ verzahnung an einem Treiber wechselwirkt, und wobei die unterhalb der Spannebene angeordnete Durckmittelbetätigungseinrichtung mit ei­ nem in bezug auf den Spannkreis axial beweglichen Kolben den Trei­ ber trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber als Ritzel (8) mit Schrägverzahnung (7) entsprechend einer Schrägverzahnung (6) an den Spannarmen (4) ausgeführt und das Ritzel (8) auf einer im Spannfutterkörper (2) gelagerten Stellspindel (10) angeordnet ist,

• welche Stellspindel (10) gegen eine Rückstellfeder (11) axial verstellbar und außerdem im Spannfutterkörper (2) drehbar ist und die über die Spannebene hinausgeführt sowie an ihrem oberen Ende mit einem Drehtrieb (12) versehen ist,

daß auf die Stellspindel (10) ein Rastritzel aufgesetzt ist, dem zu­ midest ein in einer Verlängerung des Spannfutterkörpers (2) gela­ gerter, ausrastfederbelasteter Rastbolzen (24) zugeordnet ist, und daß der Rastbolzen (14) durch einen auf dem Spannfuttergehäuse (2) verstellbaren Sperring (16) wahlweise in Raststellung und in Ausrast­ stellung fixierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtrieb (12) als Drehhandgriff ausgeführt ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rastritzel (13) eine Geradverzahnung (17) auf­ weist und die Teilung dieser Geradverzahnung (17) kleiner ist als der Spannweg der Spannarme (4).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannarme (4) oberseitig nach oben verbreiterte Spannkonen (18) tragen, die mit einer Rändelung versehen sind, und von denen eine fest angeordnet ist.