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An Rund-, Innenschleifmaschinen od. dgl. anbringbares Futter für ringförmige Werkstücke
An Rund-, Innenschleifmaschinen od. dgl. anbringbare Futter für Werkstücke sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und stets als Spannfutter ausgebildet. Die Festlegung der innenseitig oder aussenseitig zu bearbeitenden ringförmigen Werkstücke erfolgt dabei als echte Einspannung über Spannbacken, Spannpratzen od. dgl., die das Werkstück aussen oder innen fassen und ausserdem zentrieren.
Zwar sind auch Futter bekannt, bei denen zur Festlegung des Werkstückes auf eine echte Einspannung verzichtet wird, indem das Werkstück z. B. magnetisch auf dem Spanntisch festgehalten wird. Wenn es sich jedoch um ringförmige Werkstücke handelt, die innenseitig oder aussenseitig bearbeitet werden müssen, so dass das Bearbeitungswerkzeug erhebliche Kräfte in Richtung auf das Ringzentrum hin oder von diesem weg auf das Werkstück ausüben, ist diese Art der Festlegung eines Werkstückes mit magnetischen Kräften nicht möglich, weil sich das Werkstück auf dem Spanntisch verschiebt. Die beschriebene, als echte Einspannung verwirklichte Festlegung von ringförmigen Werkstücken bei Rund-, Innenschleifmaschinen u. dgl. ist nicht frei von Nachteilen.
Tatsächlich bewirkt die mit echten Einspannmitteln wie Spannbacken, Spannpratzen od. dgl. verwirklichte Einspannung stets eine Deformation der Werkstücke, so dass selbst bei Verwendung von Werkzeugmaschinen hoher Präzision infolge Rückgang der Deformation nach Aufheben der Einspannung am ringförmigen Werkstück erhebliche Ungenauigkeiten auftreten können.
Ringe werden durch diese Deformation bei der Bearbeitung und der im Anschluss daran eintretenden Aufhebung der Deformation durch Lösen des Spannfutters beispielsweise unrund. Diese einspannungsbedingten Fertigungstoleranzen galten bisher als unvermeidbar, führten aber in vielen Bereichen, z. B. bei Kugellagern, zu erheblichen Nachteilen, z. B. zu Beeinträchtigungen der Lebensdauer der Kugellager oder zu unangenehmen Lagergeräuschen.
Dünnwandige, gleichsam manschettenartige Werkstücke, deren Oberfläche bearbeitet werden soll, hat man zum Zwecke der Bearbeitung in Werkzeugmaschinen bereits durch Vakuum festgehalten. Beispielsweise hat man die manschettenartigen Werkstücke auf einen Zylinder aufgeschoben, dessen Wandung Bohrungen besass, wobei der Innenraum des Zylinders unter Vakuum stand. Hiebei wurde der dünnwandige Werkstoff mit dem Zylinder durch Aufsaugen in eine echte mechanische Berührung gebracht und dadurch unterumständen auch bei der Rotation mitgenommen, jedenfalls erfolgte im übrigen keine Zen- trierung. Bei andern Maschinen ist vorgeschlagen worden, das Werkstück auf einem Support aufruhen zu lassen und dabei ein Druckluftpolster zu verwirklichen, um es weich aufzulegen.
Die Probleme um die Gestaltung von Futtern für Rund-, Innenschleifmaschinen od. dgl. für ringförmige Werkstücke, die durch das Einspannen an den bekannten Spannfuttern Deformationen erfahren, sind durch diese bekannten Massnahmen jedoch ebensowenig beeinflusst worden wie durch die Tatsache, dass man grundsätzlich sogenannte aerostatische Lager kennt, bei denen Druckluft die Funktion eines Gleitmittels und Tragmittels erfüllt, Lagerkapseln und Maschinenteil jedoch relativ zueinander eine Drehbewegung ausführen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein an Rund-, Innenschleifmaschinen od. dgl. anbringbares Futter für ringförmige Werkstücke zu schaffen, welches das Werkstück genau zentriert und festhält, so dass das Werkstück eine Rotationsbewegung mitmacht, wobei jedoch die eingangs beschriebenen nachteiligen Deformationen des ringförmigen Werkstückes vermieden werden.
Die Erfindung betrifft ein an Rund-, Innenschleifmasehinen od. dgl. anbringbares Futter für ringför-
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mige Werkstücke, welches einen vorzugsweise mit einem Bund versehenen, dem Werkstückinnendurch- messer angepassten'Zapfen bzw. einen mit einer dem Werkstückaussendurchmesser angepassten Bohrung ausgestatteten Futterkörper besitzt. Die Erfindung besteht darin, dass der Zapfen bzw. der Futterkörper mit radial angeordneten, gegen die Oberfläche des Werkstückes gerichteten Bohrungen versehen ist, welche an eine Druckmittelleitung, insbesondere an eine Druckluftleitung, angeschlossen sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der dem Werkstück benachbarten Stirnfläche des Zapfens bzw. des Futterkörpers eine Andrückvorrichtung vorgesehen ist, welche das Werkstück gegen den Bund bzw. gegen das Ende der Bohrung drückt.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird überraschenderweise das ringförmige Werkstück genau zentriert und bei der Rotationsbewegung mitgenommen, obwohl eineEinspannung im Sinne der Statik nicht verwirklicht Ist. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass bei dem erfindungsgemässen Futter das Werkstück ohne jede Deformation genau festgelegt werden kann. Die Bearbeitungspräzision lässt sich daher erheblich steigern, insbesondere lässt sich die Präzision hochwertiger Werkzeugmaschinen voll ausnutzen, weil das Werkstück nicht durch Einspannung deformiert und dadurch ungenau wird.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung erläutert ; es zeigen : Fig. 1 ein erfindungsgemässes Futter mit einem eingesetzten ringförmigen Werkstück im Querschnitt und Fig. 2 dasselbe Futter im Axialschnitt, Fig. 3 gibt in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine Ausführungsform mit Zapfen zum Aufsetzen des ringförmigen Werkstückes und Fig. 4 einen Axialschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 3 wieder.
Das erfindungsgemässe Futter ist für Rund-, Innenschleifmaschinen u. dgl. bestimmt, u. zw. insbesondere auch für sogenannte Finishmaschinen. Das ringförmige Werkstück 1 soll mit Hilfe des Futters zentriert festgelegt und dann auf seinem Aussen- bzw. Innenumfang bearbeitet werden. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 soll dieses ringförmige Werkstück 1 auf seiner Innenfläche la bearbeitet werden. Das Futter 2 besitzt zu diesem Zweck einen Futterkörper mit einer Bohrung 3, in welche das Werkstück 1 mit geringem Spiel eingesetzt ist. Das Spiel beträgt beispielsweise 1/100 - 2/100 mm.
In dem Umfang der Bohrung 3 münden im Ausführungsbeispiel drei, zumindest während des Bearbeitungsvorganges an eine Druckmittelquelle angeschlossene Druckmittelzuführungsbohrungen 4, so dass das Werkstück 1 gleichsam von einer dünnen Druckmittelschicht umgeben ist, durch die es überraschenderweise zentriert wird. Die Druckmittelzuführungsbohrungen 4 sind-gleichmässig über den Umfang der Bohrung 3 verteilt und münden radial, d. h. in Richtung auf den Mittelpunkt des Werkstückes 1, in der Umfangswand der Bohrung.
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