DE660950C - Spanndorn fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Zum Spannen von Hohlkörpern an Werkzeugmaschinen hat man bereits die Verwendung von Spanndornen vorgeschlagen, welche das Werkstück von innen mittels Spannbacken 5 oder Klemmrollengesperre oder beider an in achsiger Richtung hintereinanderliegenden Stellen mittig spannen.

Bei der Bearbeitung derartiger Hohlkörper mit Hartmetall werkzeugen und hohen Schnittgeschwindigkeiten bei großer Spanntiefe werden aber die auftretenden Kräfte derart groß, daß eine zuverlässige Mitnahme des - Werkstückes nicht mehr erzielt werden kann. Insbesondere ist dies der Fall bei der Bearbeitung längerer Hohlkörper mit mehreren gleichzeitig wirkenden Stählen. Einer beliebigen Erhöhung des Spanndruckes von innen stehen einerseits die durch den Innendurchmesser des Hohlkörpers begrenzten Abmessungen der Teile des' Spanndornes, andererseits die Gefahr des Verspannens des Werkstückes entgegen. Ein besonders häufig auftretender Mißstand besteht in dem Abreißen des Domes am Halse infolge der auftretenden hohen Verdrehungsbeanspruchungen.

Bei dieser Sachlage blieb bisher nichts anderes übrig, als auf die volle Ausnutzung der an sich möglichen Schnittleistung zu verzichten, es sei denn, daß es sich um Werkstücke mit inneren Vorsprüngen handelt, an welche an dem Dorn befestigte Mitnehmerteile angreifen können. In denjenigen häufigen Fällen, in welchen es sich um die Bearbeitung innen und außen im wesentlichen glatter Rohlinge handelt, ist diese Möglichkeit nicht gegeben. Man hat sich hier in der Weise zu helfen gesucht, daß an den Rohling an einem Ende Nuten angefräst werden, in welche Mitnehmerteile der Drehbankspindel eingreifen. Hierdurch ist aber eine kostspielige Vorarbeit nötig. Im übrigen wirkt die Antriebskraft einseitig auf das Werkstück, da mehrere derartige Mitnehmernuten schon im Hinblick auf das Spannen an der rohen Werkstückbohrung nicht gleichmäßig zum Tragen gebracht werden können. Selbst bei Anordnung nur eines Mitnehmers mit dazugehöriger Nut wird beim Festspannen des Innenspanndornes vielfach wegen der rohen Bohrung keine feste Anlage des Mitnehmers zu erzielen sein, so daß das Werkstück immer noch um einen gewissen Betrag gegenüber dem Dorn gleiten kann, was zu einem Abbrechen der Stähle führt.

Die genannten Mängel werden nach der Erfindung durch die Anordnung eines sich gegenüber dem Werkstück selbsttätig mittig ausrichtenden, auf dessen der Spindel zugekehrtes Ende einwirkenden Außenspannfutters vermieden, das nach Durchführung der Innenspannung zur Wirkung gelangt. Dieses Außenspannfutter entlastet den Spanndorn von der Übertragung der Drehkräfte auf das Werkstück, so daß der Spanndorn hauptsächlich nur die Aufgabe der Ausrichtung des Werkstückes und der Festhaltung desselben gegen radiale Kräfte zu übernehmen hat. Hierdurch ist es möglich, Uberbeanspruchun-

gen und Brüche von Teilen des Spanndornes zu vermeiden und dennoch eine so sichere Mitnahme des Werkstückes durch die Spindel zu erzielen, daß auch bei höchsten Schnittdrücken ein Schlüpfen nicht eintreten kann. Durch die selbstmittende Ausgestaltung des Außenspannfutters wird eine Störung der durch den Spanndorn durchgeführten mittigen Ausrichtung vermieden, das Außenspannfutter richtet sich also in seiner Einstellung nach der bereits, vorgenommenen Ausrichtung,

Die Verwendung von sich nach dem Werkstück einstellenden Außenspannfuttern an der

" s Spindel oder am Spindelkopf von Drehbänken bei der Bearbeitung von Werkstücken zwischen Spitzen ist zwar bekannt, jedoch ■ wirken diese Außenspannfutter lediglich im gleichen Sinne wie ein auf das Werkstück auf-

zo zusetzendes sogenanntes Drehherz, während es sich demgegenüber bei der Erfindung

. darum handelt, die Schwierigkeiten bei der Außenbearbeitung von auf Spanndornen gespannten Hohlkörpern zu vermeiden, welche sich bei der Anwendung hoher Schnittdrücke ergeben.

Im wesentlichen das gleiche gilt auch bezüglich derjenigen bekannten Einrichtungen, bei welchen ein zu bearbeitendes Werkstück mit einer Bohrung mittig zur Drehachse durch einen Stützzapfen o. dgl. ausgerichtet und dann von außen durch ein sich gegenüber dem Werkstück selbsttätig mittig ausrichtendes Außenspannfutter festgespannt wird.

Hier handelt es sich ausschließlich um eine Bearbeitung mit Außenspannung. Der auf die Bohrung des Werkstückes einwirkende mittige Zapfen dient lediglich zum Ausrichten des Werkstückes vor der Festspan-

nung. _ ■

Die Selbstmittung des Außenspannfutters wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß ortsfest im Spindelkopf gelagerte Schwinghebel durch einen radial frei einstellbaren, achsig oder radial angetriebenen Ring beeinflußt werden. Hierdurch wird vermieden, das ganze Außenspannfutter gegenüber der Spindelachse einstellbar zu machen, wodurch sich erhebliche bauliche Schwierigkeiten und Mißstände ergeben würden. Infolgedessen läßt sich das ganze Außenspannfutter auf kleinstem Raum zusammendrängen.

Die zeitliche Aufeinanderfolge, der durch den Spanndorn vorgenommenen Ausrichtung und der durch das Spannfutter durchzuführenden Festspannung wird zweckmäßig durch die Einschaltung eines nachgiebigen Zwischengliedes, zweckmäßig einer Feder, zwischen die gemeinsame Antriebsvorrichtung des Innenspanndornes und des Außenspann-■futters erzielt.

Ist, wie bereits vorgeschlagen, zwischen die beiden im Abstand voneinander angeordneten Gruppen von Spannteilen des Spanndornes ein nachgiebiges Zwischenglied geschaltet, um diese Teile nacheinander wirksam werden zu lassen, so besitzt dieses nachgiebige Zwischenglied zweckmäßig eine geringere Spannkraft als das zwischen das Außenspannfutter und die übrigen Spannteile geschaltete nachgiebige Zwischenglied. Beim Bewegen der gemeinsamen Antriebsvorrichtung aller drei Spannstellen werden auf diese Weise zuerst eine erste Gruppe von Ihnenspannteilen des Spanndornes, dann die zweite und zuletzt das Außenspannfutter wirksam, wodurch eine zuverlässige Ausrichtung des Werkstückes bei einwandfreier Festhaltung ohne das Auftreten irgendwelcher gegeneinander wirksam werdender Spannkräfte erzielt wird.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:

Abb. ι eine Ansicht einer Spannvorrichtung nach der. Erfindung teilweise im Längsschnitt B-F der Abb. 2,

Abb. 2 einen Querschnitt nach Linie A-B der Abb. 1,

Abb. 3 eine weitere Ausführungsform der Spannvorrichtung nach Abb. 1 im Längsschnitt,

Abb. 4 einen Querschnitt nach Linie C-D der Abb. 3.

Das Werkstück 1 wird durch die im Abstande voneinander angeordneten Spannbakken 2 und 3 des Spanndornes 4 in der Bohrung ausgerichtet und gespannt.

Im Spindelkopf 5 sind ortsfest schwenkbar ■ gelagerte Außenspannhebel 6 angeordnet, die das Außenspannfutter darstellen und mit ihren freien Hebelenden 7 das Werkstück von außen erfassen. ' - ■

Der Antrieb der Außenspannhebel 6 erfolgt nach Abb. 1 und 2 durch einen im Spindelkopf 5 frei beweglich gelagerten Ring 8, der ' sich radial allseitig einstellen kann und mittels Schrägflächen 9 auf entsprechende Gegenflächen der inneren Enden 10 der Spannhebel 6 einwirkt. Das Zuspannen des Außenfutters wird durch'Verschieben des Ringes 8 in Richtung . des Pfeiles 11 mittels der Schraube 12 bewirkt, nachdem das Werkstück ι durch die Spannbackengruppen 2 und 3 von innen ausgerichtet und gespannt ist. Nachdem sich die Enden 7 der Hebel 6 von außen gegen das Werkstück gelegt haben, stellt sich der Ring 8 bei seiner Verschiebung derart gegenüber der Spindelachse ein, daß der Spanndruck beider Spannhebel 6 gleich groß ist; das Außenspannfutter richtet. sich also selbst gegenüber der Drehachse mittig aus. "■'■■■■ -

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und 4 werden die Spannbacken 2 und 3 und die Spannhebel 6 durch eine gemeinsame Antriebsvorrichtung derart angetrieben, daß zuerst die Spannbacken 2, dann die Spannbakken 3 und zuletzt die Spannhebel 6 zuspannen, so daß auch bei unebener Innenfläche des Werkstückes,' wie sie bei einem Rohling gegeben ist, eine einwandfreie Ausrichtung ermöglicht wird.

Das Zuspannen erfolgt durch Bewegen der Antriebsstange 13 in Richtung des Pfeiles 14 von Hand oder mittels eines Kraftantriebes. Hierdurch spannt sich die z\vischen den in der Spindel 15 achsig verschiebbaren Kolben 16 und die in jenem achsig verschiebbare Stange 17 geschaltete Druckfeder 18 unter Mitnahme der Stange 17. Die Stange 17 trägt unter Zwischenschaltung' einer schwächeren Druckfeder 19 die mit entsprechenden Schrägflächen versehenen Spannkolben 20 und 21 für die Spannbacken 2 bzw. 3 des Spanndornes. Die Schrägflächen der Spannkolben 20 und 21 sind derart zueinander eingestellt, daß bei Bewegung der Stange 17 in Richtung des Pfeiles 14 zuerst die Spannbacken 2 von innen gegen das Werkstück gespannt werden, alsdann bleibt der Spannkolben 20 stehen, während der Spannkolben 21 sich unter Zusammendrückung der Feder 19 weiter nach links bewegen kann, bis auch die Spannbakken 31 festgespannt sind. Die Stange 17 bleibt nunmehr stehen, während der Kolben 16 weiter nach links geht und die Feder 18 weiter zusammendrückt. Durch diese Weiterbewegung des Kolbens 16 gelangen nunmehr die ^chrägflächen 22 des von ihm mitgenommenen, gegenüber dem im Durchmesser verkleinerten Hals 25 in allen radialen Richtungen frei einstellbaren Ringes 23 zur Wirkung auf die mit entsprechenden'Gegenflächen versehenen, radial verschiebbaren Druckstücke 24, welche auf die inneren Enden 10 der Spannhebel 6 einwirken und deren Zuspannung von außen gegen das Werkstück hervorrufen. Durch die freie Einstellbarkeit des Ringes 23 in radialer Richtung verteilt sich der Spanndruck gleichmäßig auf alle Spannhebel 6, so daß die durch die Innenspannbacken 2 und 3 bewirkte Ausrichtung des Werkstückes nicht gestört bzw. das Werkstück nicht verspannt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spanndorn für Werkzeugmaschinen, der das hohle Werkzeug an seiner Bohrung aufnimmt, ausrichtet und spannt und durch einen zusätzlichen Mitnehmer von Verdrehungskräften entlastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Mitnehmer, vorzugsweise für das Spannen innen und außen glatter Rohlinge, ein sich gegenüber dem Werkstück radial frei einstellendes, auf dessen der Arbeitsspindel zugekehrtes Ende einwirkendes Außenspannfutter vorgesehen ist, das nach der Durchführung der Innenspannung zur Wirkung gelangt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen- 7.0· spannfutter durch ortsfest im Spindelkopf

(5) schwingend gelagerte Spannhebel (6, 7) gebildet wird, die durch einen radial frei einstellbaren, achsig oder radial angetriebenen Ring (8) beeinflußt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einschaltung eines nachgiebigen Zwischengliedes, zweckmäßig einer Feder (18), zwischen die gemeinsame Antriebsvorrichtung (16, 17) des Spanndornes (4) und des Außenspannfutters. -

4. Vorrichtung nach Anspruchs mit zwischen zwei Gruppen von Spannteilen des Spanndornes eingeschaltetem nachgiebigem Zwischenglied, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zwischenglied (19) eine geringere Spannkraft besitzt als das zwischen das Außenspannfutter und den Spanndorn geschaltete nachgiebige Zwischenglied (18) derart, daß beim Bewegen der gemeinsamen Antriebsvorrichtung (13) aller drei Spannstellen zuerst die eine

• Gruppe (2) der Innenspannteile des Spanndornes, dann die zweite (3) und zuletzt das Außenspannfutter gespannt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen