DE68903905T2 - Spannzange, adaptierbar an ein werkzeugmaschinenfutter. - Google Patents

Description

• Moderne Herstellungsmaschinen, die eine sehr gute Leistung aufweisen, sind weit davon entfernt, mit ihren maximalen Kapazitäten verwendet zu werden. Diese Feststellung trifft insbesondere zu in Bereichen wie der Luftfahrtindustrie, dem Spezial-Maschinenbau, der Herstellung von kleinen Serien etc.
• Darüber hinaus fordern die wirtschaftlichen Anforderungen einerseits geringe Lager von Fertigprodukten und andererseits eine schnelle Reaktion auf die Bedürfnisse des Marktes.
• Um zu einem optimalen Management von Produktionszeiträumen zu kommen, muß bis zu einem Maximum die tote Zeit zwischen einer jeden Teilbearbeitung sowie die Zeit der Vorbereitung der Maschine für das Anpassen von einem Typ von zu bearbeitenden Teilen zu einem anderen verringert werden.
• Ein großer Teil der Zeit wird dabei für eine delikate oder schwierige Operation geopfert, die die gesamte nachfolgende Herstellung bedingt; es handelt sich um die Anbringung der Teile auf der Maschine und ihre gute Befestigung oder Einspannung.
• Die Erfindung betrifft somit eine an eine Werkzeugmaschine anpaßbare oder adaptierbare Spannzange, deren Ausbildung definiert wird durch den Oberbegriff des Anspruchs 1. Die US-A-1,981,660 stellt eine derartige Spannzange dar.
• Erfindungsgemäß weist diese Spannzange die Vorrichtungen bzw. Merkmale auf, die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert sind.
• Die vorteilhaften nachfolgenden Anordnungen sind darüber hinaus vorzugsweise wie folgt:
• - die Spannzange weist einen Anschlag auf, der an der Vorderseite des Rahmens oder des Gestells in einer einstellbaren Position befestigt ist, und die mit einer Querseite zur Begrenzung der axialen Bewegung des Hauptgleitstücks nach vorne versehen ist;
• - die eigentliche Spannzange bzw. die Spannzange an sich weist eine axiale Ausnehmung auf, wobei ein Einstellanschlag der Position eines zu bearbeitenden Teils auf das Gestell oder den Rahmen aufgeschraubt ist und in das Innere der zentralen Ausnehmung vorspringt, derart, daß der Anschlag des zu bearbeitenden Teils im Augenblick seines Anbringens auf der Zange ermöglicht wird;
• - die kegelstumpfförmige Seite, die mit dem Hauptteil des Gleitstücks verbunden ist, mit der die kegelstumpfförmige Seite eines jeden Armes der eigentlichen Zange zusammenwirkt, wird durch die kegelstumpfförmige Nase eines zusätzlichen Teils gebildet, das auf das Hauptgleitstück befestigt ist, mit Hilfe eines Gewindes, das die Ausnehmung des Hauptgleitstücks aufweist, das mit einem Gewinde zusammenwirkt, mit dem das angebrachte Teil versehen ist, wobei die kegelstumpfförmige Nase mit der kegelstumpfförmigen Steuerseite der radialen Bewegung eines jeden Armes der eigentlichen Zange zusammenwirkt;
• - die kegelstumpfförmige Seite, die mit dem Hauptgleitstück verbunden ist, mit dem die kegelstumpfförmige Seite eines jeden Armes der eigentlichen Zange zusammenwirkt, wird durch das vordere Ende des Hauptgleitstücks gebildet, das (das vordere Ende) kegelstumpfförmig ist, mit einer mit der Symmetrieachse der Ausnehmung des Rahmens zusammenfallenden Achse.
• Die Vorteile der Erfindung sind zahlreich, wobei auf die folgenden hingewiesen wird:
• - mögliche Montage auf einem nicht modifizierten Aufnahmefutter, einer Zange, die speziell an eine vorbestimmte Arbeit angepaßt ist;
• - Erhalten einer hervorragenden Haltepräzision der Stellung eines zu bearbeitenden Teils, da die Arme der Zange nur radial beweglich sind;
• - Einfachheit der Montage erreicht durch den Anschlag im inneren einer der vorgeschlagenen Zangentypen;
• - Schutz der zu bearbeitenden Teile, insbesondere von zerbrechlichen oder empfindlichen Teilen, dank der Begrenzung der Klemmsteuerung der vorgeschlagenen Zange;
• - leichte Veränderung der Zangen, dank der besonderen Vorrichtung, die für ihre Montage vorgesehen ist.
• Die Erfindung wird besser verständlich und die sich daraus ergebenden Eigenschaften und ihre Vorteile werden sich im Verlauf der Beschreibung von Ausführungsbeispielen ergeben, die nachfolgend beispielhaft angegeben sind.
• Es ist darauf hinzuweisen, daß die Beschreibung und die Zeichnungen nur beispielhaft und nicht einschränkend angegeben sind.
• Es wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen worin:
• - Figur 1 eine Seitenansicht der Aufnahmebacken ist, die an einer Werkzeugmaschine, wie beispielsweise an einer Drehmaschine existieren;
• - Figur 2 eine vereinfachte axiale Schnittansicht der Klemmbacken von Figur 1 gemäß der Linie II-II von dieser Figur 1 ist;
• - Figur 3 eine axiale Schnittansicht einer kompletten Zange ist, die mit einer ersten Ausführungsform, gemäß der Erfindung, übereinstimmt;
• - Figur 4 eine Ansicht gemäß des Pfeiles F von Figur 3 ist;
• - Figur 5 eine Ansicht gemäß Pfeil G von Figur 3 ist;
• - Figur 6 eine axiale Schnittansicht, analog zu jener von Figur 3, einer kompletten Zange gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
• Die Figuren 1 und 2 zeigen ein bestehendes Aufnahmefutter einer aus einer Drehmaschine gebildeten Werkzeugmaschine. Dieses Aufnahmefutter 1 ist auf dem Rahmen oder dem Gestell der Werkzeugmaschine zur Drehung um die geometrische Achse 2 und derart angebracht, daß es durch einen Motor dieser Werkzeugmaschine in Drehung versetzt werden kann. Das Aufnahmefutter 1 weist drei Backen 3 auf, die jeweils an einer Einstellbuchse 4 der Position befestigt sind, wobei die Einstellbuchsen 4 sich in Kerben des Aufnahmefutters 1 gemäß radialen Richtungen (Pfeile H von Figur 1) bewegen können. Die Befestigungen der Backen werden auf bewegbare Weise durch Schrauben 5 sichergestellt, derart, daß die Backen 3 von dem Aufnahmefutter 1 getrennt werden können. Darüber hinaus ist eine Steuervorrichtung 6, die durch eine Verbindung schematisiert unterbrochene Linien schematisiert dargestellt ist, mit den Einstellbuchsen 4 verbunden und erlaubt deren Bewegung. Schließlich münden die Gewindeausnehmungen 7 in der Vorderseite 8 des Aufnahmefutters, wobei sie die Befestigung an diesem eines jeglichen komplementären Teiles erlauben.
• Die vollständige Zange, die in den Figuren 3 bis 5 dargestellt ist, weist auf:
• - einen Rahmen 9, der eine hintere Seite 10 aufweist, die geeignet ist, auf die Vorderseite 8 des Aufnahmefutters 1 angebracht zu werden, eine Ausnehmung 19, die eine Symmetrieachse 11 aufweist und Kerben 12, die eine Querschnittsform in Form eines T aufweisen und in der Hinterseite 10 münden;
• - ein Hauptgleitstück 13, das eine äußere zylindrische Fläche 14 aufweist, die gleitbeweglich in der Ausnehmung 19 des Rahmens 9 ausgebildet ist, mit einer kegelstumpfförmigen Rückseite oder hinteren Seite 15, mit einer mit der Achse 11 der Ausnehmung 10 des Rahmens zusammenfallenden Achse, einer zylindrischen Ausnehmung 16, einem Innengewinde 17, das in der Verlängerung der Ausnehmung 16 angeordnet ist, und einer inneren vorderen Seite 18, die ebenfalls kegelstumpfförmig ist mit einer mit der Achse 11 der Ausnehmung 19 des Rahmens zusammenfallenden Achse, einem Hals 20, der in dem Mittenabschnitt der äußeren zylindrischen Seite 14 ausgebildet ist, um, in Zusammenwirkung mit der Ausnehmung 19 des Rahmens, eine Schmierkammer 21 zu bilden;
• - einen hinteren Boden 22, der ein Außengewinde 23 aufweist, das in ein Gewinde 24 eingeschraubt ist, das an dem Rahmen 9 ausgebildet ist, und das in die hintere Seite 10 dieses Rahmens mündet, wobei der Boden selbst eine Gewindeausnehmung 25 aufweist;
• - die eigentliche Zange 26, die einen hinteren ringförmigen Bereich oder Abschnitt aufweist, der sich ungefähr über ein Drittel hinter die Gesamtlänge dieses Teiles erstreckt und mit einem zylindrischen äußeren Gewindeabschnitt 27 versehen ist, der in die Gewindeausnehmung 25 des hinteren Bodens 22 eingeschraubt ist, und drei Arme 29 aufweist, die mit diesem hinteren Abschnitt verbunden sind, wobei sie voneinander durch Abstände 31 beabstandet sind und für die Aufnahme eines zu bearbeitenden Teils dienen, wobei die eigentliche Zange 26 eine axiale Ausnehmung aufweist, die nach vorne durch innere zylindrische Flächen 30 der Arme 29, ein hinteres Gewinde 32 und kegelstumpfförmige Vorderseiten 33 der Arme 29 definiert ist, die eine mit Achse 11 zusammenfallende Achse aufweisen und der kegelstumpfförmigen vorderen Fläche 18 des Hauptgleitstücks 13 entsprechen;
• - ein Abdeckteil 34, das ein Außengewinde 35, das die Befestigung durch Schrauben in das Gewinde 32 erlaubt, sowie eine zentrale mit Gewinde versehene Öffnung 36 aufweist, die die Befestigung des äußeren Gewindeabschnitts 37 eines Anschlags 38 erlaubt, der sich in das Innere der axialen Ausnehmung der eigentlichen Zange 26 erstreckt, wobei eine Mutter 39 mit dem Gewindebereich 37 zusammenwirkt, um das Blockieren das Anschlags 38 bezüglich des Abdeckteils 34 sicherzustellen;
• - ein Teil 40, das einen äußeren Gewindeabschnitt 41 aufweist, der in eine Gewindeausnehmung 42 einer Ausnehmung 43 des vorderen Abschnitts des Gestells oder Rahmens 9 eingeschraubt ist, und eine Schulter 44 zur Begrenzung der Gleitbewegung der vorderen Querfläche oder Querseite 45 des Hauptgleitstücks 13 aufweist, eine Schraube 46, die in einem Gewinde 47 dieses Teils 40 enthalten ist, in der Lage ist, in Anschlag an den Boden 48 des Gewindes 47 zu kommen, dessen Umfang ein Element des Gewindebereichs 11 bildet, und somit in Position das Teil 40 in der Ausnehmung 43 blockiert;
• - drei Gleitstücke 49, die jeweils in eine der Gleitschienen 12 eingreifen, die mit einer geneigten Rampe 50 versehen sind, die der hinteren kegelstumpfförmigen Seite 15 des Hauptgleitstücks 13 entspricht und mit diesem zusammenwirken und jeweils eine Blindaufnahme 51 aufweisen, die in der Hinterseite 10 des Rahmens 9 mündet;
• - Federn 52, die zwischen dem Rahmen 9 und dem Hauptgleitstück 13 angeordnet sind, und zum Ziel haben, das Hauptgleitstück nach hinten (zur Hinterseite 10 des Rahmens 9) zurückzudrängen;
• - eine Schmiervorrichtung 53 und seine Leitungen, um die Kammer 21 mit Schmiermittel zu versehen, und die oder die Mehrzahl von Kammern, die die Federn 52 aufnehmen zu versorgen;
• - Kugeln 54, die durch kleine Federn 55 zu Stempeln 56 gedrückt werden, die in den Gleitstücken 49 ausgebildet sind;
• - drei Anpassungs-Spannbacken 57, die in der Lage sind, jeweils in der Aufnahme 51 einer Gleitschiene 49 aufgenommen zu werden, und durch Schrauben 58 an dem Aufnahmefutter 1 anstelle der herkömmlichen Backen 3 befestigt zu sein, wobei die Schrauben 58 jeweils eine Schraube 5 ersetzen;
• - drei mit Schultern versehene Querlöcher 59, die an dem Rahmen 9 ausgebildet sind, die in der Lage sind, Schrauben 60 (wobei eine von ihnen in der Figur 3 dargestellt ist) der Befestigung des Rahmens 9 auf dem Aufnahmefutter 1 aufzunehmen, wobei die herkömmlichen Backen 3 vorher entfernt und durch Anpassungsbacken 57 ersetzt wurden.
• Die Ausführungsform der Figur 6 weist alle Ausführungsteile von Figur 5 auf, ohne die eigentliche Zange 26, das Teil 40, den Anschlag 38 und dessen Lager 34. Ein komplementäres Teil 61 weist eine äußere mit Gewinde versehene Seite 62 auf, die in das innere Gewinde 17 des Hauptgleitstücks 13 eingeschraubt ist, und eine vordere kegelstumpfförmige Nase 63, mit einer mit der Achse 11 des Gestells oder Rahmens 9 zusammenfallenden Achse. Die eigentliche Zange 64 weist einen hinteren Körper 65 auf, der mit einer äußeren mit Gewinde versehenen zylindrischen Seite 69 versehen ist, die ihr die Befestigung in der Gewindeausnehmung 42 der Ausnehmung 44 erlaubt und vier Arme 66 aufweist, die voneinander durch Räume getrennt sind und Teile von kegelstumpfförmigen Seiten 67 aufweisen, die der kegelstumpfförmigen Seite der Nase 63 des Zusatzteils 61 entsprechen und mit ihr zusammenwirken. Die äußeren End- Umfangsseiten 68 der Arme 66 bilden die Greifseiten der eigentlichen Spannzange. Schließlich sind die Arme 66 der eigentlichen Zange nach hinten mit Schultern 70 versehen, auf denen die Vorderseite 45 des Hauptgleitstücks in Anschlag kommen kann.
• Wenn die Zange von Figur 3 an dem Aufnahmefutter 1 durch Schrauben 60 befestigt ist, wobei die Anpassungsbacken 57 durch einfaches Eindrücken in die Aufnahmen 51 der Gleitstücke 49 eingeführt worden sind, ist die erhaltene Betriebsweise wie folgt: mit Hilfe der Betätigungsvorrichtung 6 werden die Gleitstücke 49 radial in den Gleitschienen 12 beispielsweise zur Achse 11 hin versetzt. Die Rampen 50 der Gleitstücke 49 üben einen Druck auf die kegelstumpfförmige Seite 15 des Hauptgleitstücks 13 aus, was zur Folge hat, daß sich dieses Teil 13 nach vorne bewegt, in Richtung des Pfeiles L1. Die eigentliche Zange 26 ist axial bezüglich des Rahmens 9 festgelegt, da sie auf den Boden 22 geschraubt (27-25) ist, der selbst auf dem Rahmen 9 aufgeschraubt (23-24) ist. Dagegen bewegt der Anschlag der kegelstumpfförmigen Seite 18 des Hauptgleitstücks 13 auf die kegelstumpfförmigen Flächen 33 der Arme 29 die zylindrischen Aufnahmeseiten 30 dieser Arme in radialer Richtung, was die gewünschte Auf- oder Mitnahme eines zu bearbeitenden Teiles hervorruft.
• Wenn das herzustellende Teil empfindlich oder zerbrechlich ist, und wenn es deshalb notwendig ist, seine lokale Zerstörung durch die Eingriffseiten 30 zu vermeiden, reicht es aus, das Teil 40 in die Ausnehmung 43 des Rahmens 9 einzuschrauben, um jegliches zusätzliches Bewegen des Hauptgleitstücks 13 nach dessen Anbringung in Anschlag an dessen Querseite 45 auf die Schulter 44 des Teiles 40 zu verhindern, unter Begrenzung dadurch der radialen Bewegung der Eingriffseiten 30 der Arme 29.
• Die Bewegung der Gleitstücke 49, die sie von der Achse 11 entfernt, erlaubt den Federn 52 das Hauptgleitstück 13 in Richtung des Pfeiles L2 nach hinten zu drücken, und den Armen 29 sich von der Achse 11 unter der Einwirkung ihrer eigenen Elastizität wegzubewegen, wodurch somit die Aufnahme des zu bearbeitenden Teils unterbrochen wird.
• Die axiale Festlegung der eigentlichen Zange ermöglicht darüber hinaus das Erreichen einer großen Präzision des Aufnehmens durch die Arme 29 eines zu bearbeitenden Teiles.
• Der Anschlag 38 erlaubt sehr leicht, das zu bearbeitende Teil an Ort und Stelle zu bringen.
• Weiterhin ist zu beachten:
• - das einfache Vorortsetzen mit Hilfe von drei Schrauben 60 der Spezialzange für ein jedes zu bearbeitendes Teil;
• - die leichte Anpassung der Zange an einen jeden Typ von zu bearbeitendem Teil durch Veränderung der Form der eigentlichen Zange 26 oder des Austausches des Anschlags 38 durch einen anderen Anschlag, der an das neu zu bearbeitende Teil angepaßt ist;
• - das nicht notwendige Eingreifen auf das Hauptaufnahmefutter 1, von dem nur die herkömmlichen Backen 3 durch einfaches Lösen (5) zurückgezogen wurden und die durch Anpassungsbacken 57 ersetzt wurden.
• Es ist schließlich möglich Teile zu bearbeiten, die durch das Innere einer Ausnehmung aufgenommen werden müssen, unter Auswählen der Zange von Figur 6, deren Arme 66 sich voneinander beabstanden (sich von der Achse 11 entfernen) und in Kontakt mit der Ausnehmung des zu bearbeitenden Teiles durch ihre äußeren Seiten 68 kommen können.
• Hier erlaubt erneut das In-Anschlag-Setzen der vorderen Querseite 45 des Hauptgleitstücks 13 auf die Schultern 70 die Beabstandung der Arme 66 zu begrenzen und somit empfindliche Teile aufzunehmen ohne sie zu zerstören.

Claims (5)

1. Spannzange adaptierbar an eine Werkzeugmaschine, die ein Aufnahmefutter (1) für ein zu bearbeitendes Werkstück aufweist, mit einer Vorderseite (8), wenigstens zwei Klemmbacken (3), die auf bewegliche Weise an Einstellorganen ihrer Position (4) befestigt sind (5) und mit einer Betätigungsvorrichtung (6) der Positionseinstellorgane, wobei diese adaptierbare Spannzange aufweist:

- einen Rahmen (9), der eine Hinterseite (10) aufweist, der geeignet ist, durch diese Hinterseite auf der Vorderseite (8) des Aufnahmefutters (1) befestigt zu werden und einerseits eine zentrale Ausnehmung (19), die (die Ausnehmung) eine Symmetrieachse (11) besitzt, und andererseits radiale Kerben (12) aufweist, die in seine Rückseite (10) münden;

- ein Hauptgleitstück (13), das mit einer zylindrischen Seite (14) entsprechend der Ausnehmung (19) des Rahmens (9) versehen ist, das gleitbeweglich bezüglich der Ausnehmung angebracht ist, und weiterhin mit einer kegelstumpfförmigen Hinterseite (15) versehen ist, deren Achse mit der Symmetrieachse (11) der Ausnehmung des Rahmens zusammenfällt;

- die eigentliche Spannzange (26), deren vorderer Bereich mehrere Arme (29) aufweist, die regelmäßig um die Symmetrieachse (11) der Ausnehmung des Rahmens verteilt angeordnet sind, wobei ein jeder der Arme (29) eine axiale Aufnahmeseite (30) eines zu bearbeitenden Werkstückes und eine kegelstumpfförmige Seite (33) der Betätigung der radialen Verschiebung des Armes aufweist, die mit einer kegelstumpfförmigen Seite (18) zusammenwirkt, die mit dem Hauptgleitstück (13) verbunden ist, derart, daß sie einer axialen Verschiebung des Hauptgleitstückes (13) eine radiale Verschiebung des Armes (29) der eigentlichen Spannzange (26) entsprechen läßt;

- Gleitstücke (49), die gleitbeweglich in den Kerben (12) des Rahmens (9) angeordnet sind und die jeweils eine kegelstumpfförmige Seite oder Fläche (50) aufweisen, die der kegelstumpfförmigen Seite (15) des Hauptgleitstückes (13) entspricht und mit ihr zusammenwirkt; und

- ein elastisches Federungsorgan (52), dessen Wirkung es ist, das Hauptgleitstück zu der Hinterseite des Rahmens (L2) zurückzudrängen und gegenwirkend ist zu jener (L1) des Andruckes der kegelstumpfförmigen Seiten (50) der Gleitstücke (49) auf die kegelstumpfförmige Hinterseite (15) des Hauptgleitstückes (13);

dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der hintere Bereich der eigentlichen Spannzange (25-27) an dem Rahmen (9-22) befestigt ist;

b) die Gleitstücke (49) eine Aufnahme (51) aufweisen, die in die Hinterseite des entsprechenden Gleitstückes münden, und geeignet sind, mit Einstellorganen (4) der Position der Klemmbacken des Aufnahmefutters (1) der Werkzeugmaschine verbunden zu werden (57-58);

c) Anpassungsspannbacken (57) vorgesehen sind und in der Lage sind, auf bewegbare Weise (58) an den Einstellorganen (4) der Klemmbacken des Aufnahmefutters (1) der Werkzeugmaschine befestigt zu werden, anstatt der Klemmbacken, und in die Aufnahmen (51) der Gleitstücke (49) einzudringen;

d) das Federungsorgan (52) zwischen dem Rahmen (9) und dem Hauptgleitstück (13) angeordnet ist, und

e) das Hauptgleitstück (13) mit einer teilweise zylindrischen Ausnehmung (16) versehen ist.

2. Spannzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Anschlag (40) aufweist, der auf der Vorderseite des Rahmens in einer einstellbaren Position befestigt ist (41- 42), und der mit einer Querseite (44) versehen ist zur Begrenzung der axialen Verschiebung nach vorne (L1) des Hauptgleitstückes (13).

3. Spannzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eigentliche Zange (26) eine axiale Ausnehmung aufweist, während ein Anschlag (38) zum Einstellen der Position eines zu bearbeitenden Werkstückes an dem Rahmen (9- 22-34) eingeschraubt ist (37-36) und im Inneren der zentralen Ausnehmung derart vorspringt, daß er die Anlage des Werkstückes im Zeitpunkt seiner Montage an der Spannzange erlaubt.

4. Spannzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmige Seite, die mit dem Hauptgleitstück verbunden ist, mit dem die kegelstumpfförmige Seite eines jeden Armes der eigentlichen Spannzange zusammenwirkt, gebildet wird durch die Nase (63) von Kegelstumpfform eines Zusatzteils (61), das auf dem Hauptgleitstück (13) mittels eines Gewindes (17) befestigt ist (62-17), das die Ausnehmung des Hauptgleitstückes aufweist, das mit einem Gewinde (62), mit dem das Zusatzteil (61) versehen ist, zusammenwirkt, wobei die kegelstumpfförmige Nase mit der kegelstumpfförmigen Seite (63) mit der Betätigung der radialen Verschiebung eines jeden Armes (66) der eigentlichen Spannzange (64) zusammenwirkt.

5. Spannzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmige Seite, die mit dem Hauptgleitstück verbunden ist, mit dem der kegelstumpfförmigen Seite eines jeden Armes der eigentlichen Spannzange zusammenwirkt, gebildet wird durch das Vorderende (18) des Hauptgleitstückes (13), das (das Vorderende) kegelstumpfförmig ist mit einer Achse, die mit der Symmetrieachse (11) der Ausnehmung des Rahmens zusammenfällt.