CH490145A - Stirnseiten-Mitnehmer - Google Patents

Description

  Stirnseiten-Mitnehmer    Die vorliegende Erfindung betrifft einen     Stirnseiten-          Mitnehmer    zur Zentrierung und Mitnahme von Werk  stücken aus Drehmaschinen zur spanabhebenden Metall  bearbeitung.  



  Es ist bekannt, Werkstücke auf Drehmaschinen zwi  schen einer pinolenseitigen Spitze und einem sogenann  ten Stirnseiten-Mitnehmer einzuspannen. Ein solcher  Stirnseiten-Mitnehmer weist im allgemeinen ein mit der  Arbeitsspindel der Drehmaschine kuppelbares Gehäuse  auf, aus dessen dem Werkstück zugewandter Stirnfläche  eine zum Gehäuse koaxiale Zentrierspitze sowie minde  stens drei im radialen Abstand von dieser     Z:ntrier-          spitze    angeordnete, verschiebbar gelagerte Mitnehmer  schneiden herausragen.  



  Beim Betrieb der Drehmaschine dringen die Mit  nehmerschneiden etwas in die ihnen zugewandte Fläche  des Werkstückes ein und nehmen das Werkstück bei  ihrer Drehbewegung mit. Auf diese Weise lassen sich  hohe Drehmomente mit guter Rundlaufgenauigkeit über  tragen.  



  Anderseits ist aber auch bekannt, dass diesen Stirn  seiten-Mitnehmern immer noch einige sehr unangenehme  Nachteile anhaften. So wurde beispielsweise noch keine  befriedigende Lösung gefunden, um den Anpressdruck  der Mitnehmerschneiden am Werkstück dem im Be  trieb ständig wechselnden Drehmoment anzupassen.  Auch ergeben sich bei den bekannten Stirnseiten-Mit  nehmern immer wieder Schwierigkeiten, sobald die den  Mitnehmerschneiden zugekehrte Werkstückfläche nicht  ganz plan ist. Die Schneiden greifen dann nur zum Teil  in die Werkstückfläche ein und werden sehr unter  schiedlich beansprucht.   Es ist bereits versucht worden, die erwähnten Nach  teile durch eine hydraulische Abstützung der Mitneh  merschneiden zu beheben.

   Derartige Anordnungen sind  aber einerseits relativ kompliziert und bringen ander  seits auch den Nachteil mit sich, dass der     Anpress-          druck    von Fall zu Fall von Hand aufgrund einer Mano  meterablesung eingestellt werden muss; von einer selbst-    tätigen Anpassung des Anpressdruckes an das wech  selnde Drehmoment kann also nicht die Rede sein.  Ausserdem wird das hydraulische System durch jede  kleine Leckstelle sofort ausser Betrieb gesetzt.  



  Die vorliegende Erfindung löst die aufgezeigten  Probleme auf gänzlich neue Weise, indem die Mit  nehmerschneiden mit ihren innerhalb des Gehäuses  liegenden Enden der Stirnfläche einer Taumelscheibe  zugewandt sind, welche auf ihrer den Mitnehmerschnei  den entgegengesetzten Seite eine sphärische Lagerfläche  aufweist und sich mit dieser gegen eine im Gehäuse fest  angeordnete, ebenfalls sphärische Stützfläche abstützt,  derart, dass die Mitnehmerschneiden je nach den Un  ebenheiten der Werkstück-Stirnfläche verschieden tief  ins Gehäuse eindringen und dabei eine solche Schräg  lage der Taumelscheibe bewirken, in welcher die von  der Taumelscheibe auf die einzelnen Mitnehmerschnei  den wirkenden Reaktionskräfte praktisch gleich gross  sind.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh  rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschau  licht.  



  Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Stirnseiten-Mit  nehmers.  



  Fig. 2 zeigt eine Hälfte der dazugehörigen Stirn  ansicht, und  Fig. 3 bis 8 zeigen Ausführungsdetails.  



  Der in der Zeichnung unter Vernachlässigung un  wesentlicher Einzelheiten dargestellte     Stirnseiten-Mit-          nehmer    weist ein Gehäuse 1 auf, das zum Teil in  Form eines Spannkonus 2 ausgebildet ist, an welchen  sich ein praktisch hohlzylindrischer Abschnitt 3 an  schliesst. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein mit einer       Zentrierspitze    4a versehener     Zentrierschaft    4 gelagert.  Dieser     Zentrierschaft    4 weist an seinem innerhalb des  Konus 2 liegenden Endabschnitt einen kreiszylindri  schen Führungskörper S auf, der in der Gehäuseboh  rung 6 axial verschiebbar ist.

   Im Führungskörper S ist  eine Stange 7 verankert, deren anderes Ende durch      eine in der Bohrung 6 sitzende Hülse 8 hindurchragt  und an deren Aussenseite durch zwei Muttern 9 ge  sichert ist. Zwischen der Hülse 8 und dem Führungs  körper 5 befindet sich eine Schraubenfeder 10, welche  stets danach trachtet, den Zentrierschaft 4 in seiner  gezeichneten, äussersten Lage zu halten.  



  Der hohlzylindrische Gehäuseabschnitt 3 ist an sei  ner Frontseite offen und wird von einer Kappe 11 um  geben, welche mittels eines Sprengringes 1 1 a am Ge  häuseabschnitt 3 gesichert ist. Die Kappe 11 weist in  ihrer Stirnwand eine Zentralbohrung 12 sowie 6 um  diese Zentralbohrung herum angeordnete Bohrungen 13  auf (Fig. 2). Die Zentralbohrung 12 dient zur Lagerung  und Führung des Zentrierschaftes 4, während in jeder  der 6 Bohrungen 13 eine Mitnehmerschneide 14 ge  lagert ist. Jede Mitnehmerschneide 14 weist eine dem  nicht dargestellten Werkstück zugewandte Schneidkante  15 (Fig. 5) auf und ist auf der entgegengesetzten Seite  mit einer Abrundung 16 versehen. Die Mitnehmer  schneiden sind in den Bohrungen 13 praktisch parallel  zur Zentrierspitzenachse verschiebbar.

   Wie Fig. 1 zeigt,  weist jede Mitnehmerschneide 14 eine quer zu ihrer  Längsachse verlaufende Durchgangsbohrung auf, in wel  cher ein Sicherungsstift 17 angeordnet ist. In der Ein  baulage der Mitnehmerschneiden nach Fig. 1 ragen die  Stifte 17 einseitig aus den Durchgangsbohrungen heraus  in Längsnuten 18, welche in der Kappe<B>11</B> parallel zu  den Bohrungen 13 verlaufen. Dadurch werden die Mit  nehmerschneiden in ihrer jeweiligen Winkellage gesichert  und können sich im Betrieb nicht verdrehen.  



  Da die Mitnehmerschneiden 14 gemäss Fig. 5 mit  einer nur einseitig wirkenden Schneidkante 15 versehen  sind, müssen diese bei Umkehrung der Drehrichtung  um 180  umgesteckt werden. Dies ist bei der be  schriebenen Ausführungsform dank der in Durchgangs  bohrungen der Mitnehmerschneiden sitzenden Stifte 17  ohne weiteres möglich. Nach dem Umstecken der Mit  nehmerschneiden ragen die Stifte 17 aus der gegen  überliegenden Seite der Mitnehmerschneidenbohrung in  die Nuten 18 hinein.  



  Im Innern des hohlzylindrischen Gehäuseabschnittes  3 ist eine Taumelscheibe 19 angeordnet, deren Kon  struktion aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Diese  Taumelscheibe weist einen im wesentlichen scheiben  förmigen Grundkörper 20 auf, der von einer einseitig  konisch erweiterten Bohrung 21 durchsetzt ist. Die in  Fig. 3 sichtbare Seite des Grundkörpers 20 besitzt 6  radiale Nuten 22, welche alle auf den Mittelpunkt der  Taumelscheibe zulaufen und einen praktisch     dreiecks-          förmigen    Querschnitt (siehe Fig. 4) haben. Der durch  die beiden Schrägflächen der Nuten 22 eingeschlossene  Winkel beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform  120", kann aber selbstverständlich innerhalb weiter  Grenzen variiert werden.

   An der Peripherie des Grund  körpers 20 sind 2 einander gegenüberliegende Zapfen  23 vorgesehen, welche in der Einbaulage der Taumel  scheibe 19 in zwei im Gehäuseabschnitt 3 vorgesehene  Nuten 30 eingreifen. Der peripherische Rand 24 des  Grundkörpers 20 ist gewölbt.  



  Auf der den Nuten 22 gegenüberliegenden Seite  weist die Taumelscheibe 19 eine sphärische Lagerfläche  25 auf, deren Mittelpunkt M mit demjenigen der oben  genannten peripherischen Bombierung 24 zusammen  fällt.  



  In ihrer Einbaulage stützt sich die Taumelscheibe  mit ihrer Lagerfläche 25 gegen die ebenfalls sphärisch  ausgebildete Stützfläche 26 (Fig. 7) einer Zwischen      scheibe 27, welche sich ihrerseits gegen die schräge  Stirnfläche einer Spannzange 28 abstützt. Die Spann  zange 28 ist in bekannter Weise mit gegeneinander  versetzten Schlitzen versehen und lässt sich somit ela  stisch zusammenpressen. Wie Fig. 1 zeigt, legt sich die  Spannzange gegen eine Abschrägung des Gehäuses 1  an. Zwischen der Spannzange 28 und dem Führungs  körper 5 des Zentrierschaftes befindet sich eine Zwi  schenhülse 29.  



  Die beschriebene Vorrichtung arbeitet     folgender-          massen:     Beim Einspannen des Werkstückes wird dieses zu  nächst in eine nicht dargestellte, auf der Pinole an  geordnete Spitze eingesetzt und durch Verschieben der  Pinole mit seiner Stirnseite gegen den Stirnseiten-Mit  nehmer gefahren. Dabei dringt die Zentrierspitze 4a  zunächst in die Zentralbohrung 12 ein und wird dann,  unter Zusammendrücken der Feder 10, in axialer Rich  tung mitgenommen. Gleichzeitig wird die Stirnfläche des  Werkstückes gegen die Mitnehmerschneiden 14 gepresst.  Beim Auftreffen der Mitnehmerschneiden 14 auf das  Werkstück dringen die Schneidkanten 15 in das Werk  stück ein.

   Ist die Werkstückoberfläche uneben, bei  spielsweise mit lokalen Einkerbungen versehen, oder  schräg, so werden die Mitnehmerschneiden je nach ihrer  Lage verschieden tief in den Stirnseiten-Mitnehmer hin  eingedrückt. Die Taumelscheibe 19, welche sämtlichen  Mitnehmerschneiden als Abstützung dient, gleicht die  von den einzelnen Mitnehmerschneiden übertragenen  Kräfte auf Grund ihrer sphärischen Lagerung selbst  tätig aus, indem sie um den Punkt M eine Taumelbe  wegung ausführt, welche in Fig. 1 durch die Winkel a  veranschaulicht ist. Sämtliche Mitnehmerschneiden drin  gen somit, trotz der Unebenheiten des Werkstückes,  etwa gleich tief in das letztere ein und übernehmen somit  auch einen praktisch gleich grossen Anteil des zu über  tragenden Drehmomentes.

   Auch wird auf diese Weise  gewährleistet, dass immer mindestens 3 Mitnehmer  schneiden mit dem Werkstück in kraftschlüssigem Kon  takt sind.  



  Beim Bearbeiten der Werkstücke kommt es zwang  läufig immer wieder vor, dass diese durch das Werkzeug  stark abgebremst werden bzw. dass das vom Werkstück  ausgehende Widerstandsmoment sprungartig anwächst.  Es muss somit ein grösseres Drehmoment übertragen  werden, was aber mit Sicherheit nur bei entsprechend  grösserer Eindringtiefe der Mitnehmerschneiden in das  Werkstück möglich ist. Auch dieses Problem wird durch  die beschriebene Vorrichtung selbsttätig     --.löst.     



  Beim Anwachsen des Widerstandsmomentes wird  auf die Mitnehmerschneiden eine zusätzliche Kraft aus  geübt, welche diese auf dem Umfang ihres Drehkreises  zu verschieben sucht. Ist diese Kraft genügend gross,  so gleiten die abgerundeten Enden 16 (Fig. l und 5)  der Mitnehmerschneiden auf den Schrägflächen der Nu  ten 22, und die Mitnehmerschneiden werden, je nach  der Grösse der Gleitbewegung, mehr oder weniger in  Richtung auf das Werkstück nach vorne und damit in  das Werkstück     hineingepresst.    Die einwandfreie     Cber-          tragung    des grösseren Drehmomentes ist damit sicherge  stellt.  



  Wenn das Werkstück beim     Einspannvorgang    gegen  die     Z2ntrierspitze    4a vorgeschoben wird, so wird diese,  wie bereits erwähnt, zunächst ins Innere des Stirn  seiten-Mitnehmers hineingedrückt. Sobald die Werk  stückoberfläche jedoch mit den     Mitnehmerschneiden    in  Berührung kommt, wird ein Druck von den Mitnehmer-      schneiden über die Taumelscheibe 19 und die Zwi  schenscheibe 27 auf die Spannzange 28 übertragen.  Letztere wird somit zusammengedrückt, presst sich dabei  gegen die Oberfläche des Zentrierspitzenschaftes 4 und  hält diesen fest. Das Werkstück bleibt auf diese Weise  sicher in der Bearbeitungsstellung zentriert.  



  Bei merklichem Verschleiss der Zentrierspitze 4a  muss diese überschliffen werden. Da dies aber eine  Verkürzung der Zentrierspitze mit sich bringt, ist es  erforderlich, die Endlage der Zentrierspitze in bezug  auf die Frontseite des Stirnseiten-Mitnehmers neu fest  zulegen. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungs  form lässt sich dies mit geringstem Aufwand durch  einfaches Verkürzen der Zwischenhülse 29 erreichen.  



  Die beschriebene Ausführungsform lässt sich vom  Fachmann innerhalb weiter Grenzen variieren. So liessen  sich die Schrägflächen 22 ohne weiteres in verschiedener  Form, z. B. als Radialnuten mit abgerundetem Nuten  grund, ausführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Stirnseiten-Mitnehmer zur Zentrierung und Mit nahme von Werkstücken auf Drehmaschinen zur span abhebenden Metallbearbeitung, mit einem mit der Ar beitsspindel der Drehmaschine kuppelbaren Gehäuse, aus dessen dem Werkstück zugewandter Stirnfläche eine zum Gehäuse koaxiale Zentrierspitze sowie mindestens drei im radialen Abstand von dieser Zentrierspitze an geordnete, verschiebbar gelagerte Mitnehmerschneiden herausragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitneh merschneiden (14) mit ihren innerhalb des Gehäuses liegenden Enden der Stirnfläche einer Taumelscheibe (19) zugewandt sind, welche auf ihrer den Mitnehmer schneiden (14) entgegengesetzten Seite eine sphärische Lagerfläche (25) aufweist und sich mit dieser gegen eine im Gehäuse fest angeordnete, ebenfalls sphärische Stützfläche (26) abstützt, derart, dass die Mitnehmer schneiden (14)

   je nach den Unebenheiten der Werk stück-Stirnfläche verschieden tief ins Gehäuse (1) ein dringen und dabei eine solche Schräglage der Taumel scheibe (19) bewirken, in welcher die von der Taumel scheibe (19) auf die einzelnen Mitnehmerschneiden (14) wirkenden Reaktionskräfte praktisch gleich gross sind. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Stirnseiten-Mitnehmer nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die den Mitnehmerschneiden (14) zugewandte Stirnfläche der Taumelscheibe (19) mindestens im Kontaktbereich der Mitnehmerschneiden (l4) in Schrägflächen (22) unterteilt ist, welche mit der Hauptebene der genannten Stirnfläche einen Winkel bil den, derart, dass Unterschiede zwischen dem am Ge häuse angreifenden Antriebsmoment und dem vom Werkstück- ausgehenden Widerstandsmoment eine Gleit- bewegung der Mitnehmerschneiden (14) auf den ge nannten Schrägflächen (22) und damit eine entspre chende Axialverschiebung bzw. eine Änderung des An- pressdruckes der Mitnehmerschneiden am Werkstück be wirken. 2.

   Stirnseiten-Mitnehmer nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die genannte Stirnfläche der Taumelscheibe (19) eine der Zahl der Mitnehmerschnei den (14) entsprechende Anzahl radial verlaufender Nu ten (22) von praktisch dreiecksförmigem Querschnitt aufweist. 3. Stirnseiten-Mitnehmer nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die im Nutengrund liegende Dreieckspitze einen Winkel von 120 aufweist (Fig. 4 und 8). 4.

   Stirnseiten-Mitnehmer nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (19) in einer praktisch zylindrischen Bohrung des Gehäuses (1) angeordnet ist und auch an ihrer an die Bohrungs wandung angrenzenden Peripherie (24) sphärisch aus gebildet ist, wobei die Verankerung der Taumelscheibe im Gehäuse (1) durch mindestens zwei radial in ent sprechende Nuten (33) der Gehäusebohrung hineinra gende Zapfen (23) erfolgt. 5.

   Stirnseiten-Mitnehmer nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse arbeitsspindel- seitig als Spannkonus (2) ausgebildet ist und werkstück- seitig eine Kappe (11) aufweist, welche den entsprechen den Gehäuseabschnitt (3) umgreift und in deren Stirn seite Bohrungen zur Aufnahme der Mitnehmerschneiden (14) und zur Lagerung des Zentrierspitzenschaftes (4) vorgesehen sind. 6.

   Stirnseiten-Mitnehmer nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass jede Mitnehmerschneide eine quer zu ihrer Längsachse verlaufende Durchgangsboh rung aufweist, in welcher ein Stift (17) angeordnet ist, der in der Einbaulage der Mitnehmerschneide (Fig. 1) einseitig aus der Durchgangsbohrung heraus in eine Längsnut (18) hineinragt, welche parallel zur Aufnahme bohrung der Mitnehmerschneide (14) in der Kappe (11) verläuft. 7.

   Stirnseiten-Mitnehmer nach Unteranspruch 5, da durch b kennzeichnet, dass der in der Kappe (11) und im Spannkonus (2) gelagerte Schaft (4) der Zentrier spitze innerhalb des Gehäuses (1) von einer Spannzange (28) umschlossen ist, welche mit der Taumelscheibe (19) in Wirkungsverbindung steht und von dieser, ge gebenenfalls über ein Zwischenglied (27), bei wachsen dem Drehmoment mit wachsender Kraft um den Zen- trierspitz nschaft (4) gepresst wird. B.

   Stirnseiten-Mitnehmer nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaft (4) der Zentrierspitze und der Bohrung (6) des Spann konus (2) eine Hülse (29) angeordnet ist, so dass der unvermeidliche Verschleiss der Zentrierspitze durch ent sprechendes Verkürzen der axialen Länge dieser Hülse (29) und Überschleifen der Zentrierspitze (4a) ohne Verringerung der frei aus der Kappenstirnfläche her ausragenden Zentrierspitzenlänge (a) ausgleichbar ist.